本書較系統(tǒng)地闡明了金屬材料力學(xué)性能檢測各試驗方法的原理、試驗程序及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)宏觀規(guī)律和微觀機(jī)理的結(jié)合；重點討論了各種方法在檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用；反映了國內(nèi)外新的試驗方法及發(fā)展趨勢。本書在層次安排上由淺入深，注重基本實踐和基本理論，介紹了拉伸、硬度、沖擊、扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮、剪切、磨損等金屬材料力學(xué)性能試驗的基本概念、意義、范圍、原理、方法和分析等，詳細(xì)介紹了各工藝試驗方法及應(yīng)用，同時介紹了疲勞、蠕變和斷裂力學(xué)等相關(guān)知識。本書還融入了編寫組成員多年從事材料力學(xué)性能測試工作積累的經(jīng)驗和在培訓(xùn)教學(xué)中的一些體會。
本書可用于兵器及其他行業(yè)金屬材料力學(xué)性能檢測人員的培訓(xùn)，也可用于輔助金屬材料力學(xué)性能檢測人員進(jìn)行專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和實際操作。
序
前言
第一章 基礎(chǔ)知識1
第一節(jié) 金屬學(xué)基礎(chǔ)知識1
一、金屬的晶體結(jié)構(gòu)1
二、金屬的結(jié)晶3
三、鐵碳相圖4
第二節(jié) 金屬的熱處理6
一、熱處理工藝6
二、金屬常用熱處理與性能的關(guān)系11
第三節(jié) 金屬材料分類及牌號表示方法12
一、金屬材料的分類12
二、金屬材料牌號表示方法14
第四節(jié) 金屬材料力學(xué)性能樣品制備22
一、鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗的取樣和制樣22
二、鈦及鈦合金產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置27
三、變形鋁、鎂及其合金產(chǎn)品力學(xué)性能試驗的取樣28
四、銅及銅合金產(chǎn)品力學(xué)性能試驗的取樣28
五、焊接接頭、焊縫及熔敷金屬力學(xué)性能試驗的取樣和制樣30
第五節(jié) 金屬材料的性能及力學(xué)性能試驗的意義與作用35
一、金屬材料的性能35
二、金屬材料力學(xué)性能試驗的意義及作用36
思考題36
第二章 金屬材料的拉伸試驗37
第一節(jié) 拉伸過程中的力學(xué)現(xiàn)象、斷裂特征和相關(guān)術(shù)語38
一、應(yīng)力及應(yīng)變38
二、拉伸過程中的力學(xué)現(xiàn)象及斷裂特征39
三、術(shù)語44
第二節(jié) 金屬拉伸試樣45
一、拉伸試樣的分類45
二、試樣的形狀及尺寸46
三、試樣的制備47
第三節(jié) 試驗設(shè)備48
一、拉伸試驗機(jī)48
二、引伸計49
三、高、低溫試驗輔助裝置49
第四節(jié) 強(qiáng)度和塑性指標(biāo)的測定50
一、準(zhǔn)備工作50
二、強(qiáng)度指標(biāo)測定53
三、塑性指標(biāo)測定56
第五節(jié) 彈性模量、泊松比、應(yīng)變硬化指數(shù)和塑性應(yīng)變比的測定59
一、彈性模量和泊松比的測定59
二、應(yīng)變硬化指數(shù)和塑性應(yīng)變比的測定61
第六節(jié) 高、低溫拉伸試驗64
一、高溫拉伸試驗64
二、低溫拉伸試驗66
第七節(jié) 試驗結(jié)果的處理、數(shù)值修約及影響因素67
一、試驗結(jié)果的處理67
二、試驗結(jié)果的數(shù)值修約及試驗條件表示68
三、影響拉伸試驗結(jié)果的主要因素68
思考題69
第三章 金屬硬度試驗70
第一節(jié) 金屬材料的硬度及試驗分類和發(fā)展趨勢70
一、金屬材料的硬度70
二、金屬材料硬度試驗的分類70
三、金屬材料硬度試驗的發(fā)展趨勢71
第二節(jié) 布氏硬度試驗73
一、試驗特點73
二、試驗原理73
三、試樣的要求75
四、試驗設(shè)備75
五、試驗操作要點75
六、試驗結(jié)果表示及處理77
七、硬度計的日常檢查方法77
第三節(jié) 洛氏硬度試驗77
一、試驗特點77
二、試驗原理77
三、試樣的要求79
四、試驗設(shè)備80
五、試驗操作要點81
六、試驗結(jié)果的表示81
七、硬度計的日常檢查方法82
第四節(jié) 維氏硬度試驗82
一、試驗特點82
二、試驗原理82
三、試樣的要求83
四、試驗設(shè)備84
五、試驗操作要點85
六、試驗結(jié)果表示及處理86
七、硬度計的日常檢查方法86
第五節(jié) 里氏硬度試驗86
一、試驗特點86
二、試驗原理87
三、試樣的要求87
四、試驗設(shè)備87
五、試驗操作要點88
六、試驗結(jié)果表示及處理88
七、硬度計的日常檢查方法88
第六節(jié) 肖氏硬度試驗89
一、試驗特點89
二、試驗原理89
三、試樣的要求89
四、試驗設(shè)備89
五、試驗操作要點90
六、試驗結(jié)果表示及處理90
七、硬度計的日常檢查方法90
第七節(jié) 努氏硬度試驗91
一、試驗特點91
二、試驗原理91
三、試樣的要求92
四、試驗設(shè)備92
五、試驗操作要點92
六、試驗結(jié)果表示及處理93
七、硬度計的日常檢查方法93
思考題94
第四章 金屬沖擊試驗95
第一節(jié) 夏比擺錘沖擊試驗原理96
第二節(jié) 夏比沖擊試樣與試驗設(shè)備97
一、試樣97
二、試驗設(shè)備99
第三節(jié) 室溫、高溫和低溫沖擊試驗100
一、試驗前準(zhǔn)備工作100
二、試驗操作要點101
三、沖擊試驗結(jié)果處理102
第四節(jié) 金屬韌脆轉(zhuǎn)變溫度及測量方法103
一、金屬的冷脆現(xiàn)象及韌脆轉(zhuǎn)變溫度103
二、韌脆轉(zhuǎn)變溫度的測量方法105
三、剪切斷面率的測定105
四、側(cè)膨脹值的測定106
第五節(jié) 影響沖擊試驗結(jié)果的主要因素107
一、與樣品取樣和制備有關(guān)的因素107
二、與試驗機(jī)有關(guān)的因素108
三、與試驗過程有關(guān)的因素108
第六節(jié) 導(dǎo)向落錘試驗108
一、試驗原理109
二、試樣109
三、裂紋源焊道109
四、試驗裝置109
五、試驗操作要點110
六、試驗結(jié)果評定112
第七節(jié) 夏比擺錘儀器化沖擊試驗112
一、試驗原理112
二、試樣112
三、試驗裝置112
四、試驗步驟113
五、試驗結(jié)果評定和處理113
思考題115
第五章 其他靜載下的力學(xué)性能試驗116
第一節(jié) 金屬扭轉(zhuǎn)試驗116
一、扭轉(zhuǎn)試驗的特點及應(yīng)用116
二、扭轉(zhuǎn)試驗原理117
三、扭轉(zhuǎn)試樣及試驗設(shè)備119
四、扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能指標(biāo)的測定120
五、扭轉(zhuǎn)試樣的斷裂分析122
第二節(jié) 金屬彎曲試驗123
一、彎曲試驗的特點及應(yīng)用123
二、彎曲試驗原理123
三、彎曲試樣125
四、彎曲試驗設(shè)備125
五、脆性和低塑性材料的彎曲力學(xué)性能測定126
第三節(jié) 金屬壓縮試驗128
一、壓縮試驗的特點及應(yīng)用128
二、壓縮試驗原理128
三、壓縮試樣130
四、試驗設(shè)備132
五、壓縮力學(xué)性能測定133
第四節(jié) 金屬剪切試驗136
一、剪切試驗的特點及應(yīng)用136
二、金屬剪切試驗時的力學(xué)分析137
三、剪切試樣137
四、試驗設(shè)備138
五、剪切力學(xué)性能測定141
第五節(jié) 金屬的磨損試驗142
一、磨損試驗原理142
二、磨損機(jī)理及影響因素145
三、提高耐磨性的途徑148
四、磨損試驗方法148
思考題149
第六章 金屬工藝性能試驗150
第一節(jié) 金屬彎曲試驗150
一、主要應(yīng)用150
二、試樣150
三、試驗設(shè)備151
四、試驗程序152
五、試驗結(jié)果152
第二節(jié) 金屬杯突試驗152
一、應(yīng)用范圍152
二、試樣152
三、試驗設(shè)備152
四、試驗程序153
五、試驗結(jié)果153
第三節(jié) 金屬線材扭轉(zhuǎn)工藝試驗153
一、應(yīng)用范圍153
二、試樣154
三、試驗設(shè)備154
四、試驗程序154
五、試驗結(jié)果154
第四節(jié) 金屬線材纏繞試驗155
一、應(yīng)用范圍155
二、試樣155
三、試驗設(shè)備156
四、試驗程序156
五、試驗結(jié)果156
第五節(jié) 金屬管壓扁試驗156
一、應(yīng)用范圍156
二、試樣156
三、試驗設(shè)備156
四、試驗程序156
五、試驗結(jié)果157
第六節(jié) 金屬管擴(kuò)口試驗157
一、應(yīng)用范圍157
二、試樣157
三、試驗設(shè)備157
四、試驗程序158
五、試驗結(jié)果158
思考題158
第七章 金屬疲勞試驗159
第一節(jié) 基本概念159
一、疲勞和疲勞試驗159
二、疲勞試驗的分類159
三、疲勞破壞的特征160
四、疲勞載荷的描述161
五、疲勞試驗的設(shè)備和試樣要求162
六、高周疲勞和低周疲勞的區(qū)別163
第二節(jié) 高周疲勞163
一、 S-N曲線和疲勞極限163
二、S-N曲線和疲勞極限的測定164
第三節(jié) 低周疲勞166
一、低周疲勞的特點166
二、基本概念166
三、低周疲勞試驗167
思考題169
第八章 金屬斷裂韌度試驗170
第一節(jié) 斷裂力學(xué)基本概念170
一、斷裂力學(xué)的提出170
二、斷裂韌度的概念171
三、線彈性斷裂力學(xué)171
四、彈塑性斷裂力學(xué)176
第二節(jié) 平面應(yīng)變斷裂韌度KⅠC的測定179
一、試驗標(biāo)準(zhǔn)179
二、試樣制備179
三、KⅠC的測定181
第三節(jié) 裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展和非穩(wěn)定擴(kuò)展斷裂韌度的測定183
一、試驗標(biāo)準(zhǔn)183
二、術(shù)語和符號定義183
三、試樣制備184
四、斷裂韌度δC(B)、δu(B)、δuC(B)和δm(B)的測定184
五、斷裂韌度JC(B)、Ju(B)、JuC(B)和Jm(B)的測定186
六、穩(wěn)定裂紋擴(kuò)展下的起裂韌度δ0.2BL和J0.2BL的測定187
思考題189
第九章 金屬高溫力學(xué)性能試驗190
第一節(jié) 金屬高溫蠕變試驗191
一、高溫蠕變的定義191
二、蠕變變形及其斷裂機(jī)理191
三、蠕變的試驗原理192
四、高溫蠕變試驗方法193
第二節(jié) 應(yīng)力松弛試驗197
一、應(yīng)力松弛的定義197
二、應(yīng)力松弛曲線197
三、應(yīng)力松弛試驗方法198
思考題201
參考文獻(xiàn)202
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