SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版

SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版
SAEJ1199公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求中文版

Mechanical and Material Requirements for Metric Externally Threaded Steel Fasteners

公制外螺纹钢制紧固件机械性能与材料要求

1.Scope 范围

1.1 This SAE Standard covers the mechanical and material requirements for eight property classes of steel, externally threaded metric fasteners in sizes M1.6 through M36, inclusive, and suitable

for use in automotive and related applications.

本SAE 标准涵盖汽车及相关工业使用,尺寸在M1.6到M36钢铁外螺纹紧固件的八个性能等级的机械性能与材料要求。

1.2 Products included are bolts, screws, studs, U-bolts, preassembled screw and washer assemblies (sems), and products manufactured the same as sems except without washer.

产品包括:螺栓、螺钉、螺柱、U型螺栓、预装配的螺钉和垫片组件以及与预装配组件一样加工的无垫圈产品。

1.3 Products not covered are tapping screws, thread-rolling screws, and self-drilling

screws.Mechanical and material requirements for these products are covered in other SAE documents.

产品不包括自攻螺钉、自挤螺钉、钻尾螺钉。这些产品的机械性能与材料要求包含在SAE 另外的标准中。

1.4 The term stud as referred to herein, applies to a cylindrical rod of moderate length, threaded on either one or both ends or throughout its entire length.It does not apply to headed, collared, or similar products which are more closely characterized by requirements shown herein for bolts.

螺柱这里是指适用于中等长度圆柱杆,螺纹在一端有或两端都有,或全螺纹的产品。它并不适用于有头的、带定位的或类似于本文中所要求的螺栓特性近似的产品。

1.5 For specification purposes, this document treats U-bolts as studs.Thus, wherever the word studs appears, U-bolts is also implied.U-bolts covered by this document are those used primarily in the suspension and related areas of vehicles.(Designers should recognize that the U configuration may not sustain a load equivalent to two bolts or studs of the same size and grade; thus actual load-carrying capacity of U-bolts should be determined by saddle load tests.)

为了规范,本标准将U型螺栓是为螺柱。因此,本文中涉及到的螺柱要求,U型螺栓同样适用。本文所提及的U型螺栓是使用于车辆悬挂位置或相关位置的产品。(设计者应了解到同样尺寸、等级的U型螺栓与两个螺栓或螺柱的载荷是不相等的,因此,U 型螺栓的实际承载应以鞍型荷重测试方法来判定。

2 References 参考资料

2.1 Applicable Publications — The following publications form a part of this specification to the extent specified herein. Unless otherwise indicated, the latest issue of SAE publications shall apply.

适用版本- 下列出版物作为本标准的一部分。除非另有规定,应采用SAE最新版本标准。

2.1.1 SAE PUBLICATIONS — Available from SAE, 400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA 15096-0001.

SAE 美国汽车工程协会出版物

SAE J121M—Decarburization in Hardened and Tempered Metric Threaded Fasteners

公制螺纹紧固件淬硬和回火的脱碳要求

SAE J123—Surface Discontinuities on Bolts, Screws, and Studs in Fatigue Applications

用于疲劳载荷的螺栓、螺钉及螺柱的表面不连续性

SAE J429—Mechanical and Material Requirements for Externally Threaded Fasteners

外螺纹紧固件的机械性能及材料要求

SAE J1061—Surface Discontinuities on General Application Bolts, Screws, and Studs

通用螺栓、螺钉及螺柱的表面不连续性

2.1.2 ASTM PUBLICATIONS— Available from ASTM, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959.

ASTM 美国材料与试验协会出版物

ASTM A 307—Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60 000 psi Tensile

抗拉强度60kpsi碳钢螺栓、螺柱的相关规范要求

ASTM A 354—Specification for Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and Other Externally Threaded Fasteners

淬火和回火合金钢螺栓、螺柱和其他外螺纹紧固件的标准规范

ASTM A 449—Specification for Quenched and Tempered Steel Bolts and Studs

淬火和回火钢制螺栓及螺柱的标准规范

ASTM F 606M—Standard Test Methods for Determining the Mechanical Properties of Externally and Internally Threaded Fasteners, Washers, and Rivets

测定外螺纹及内螺纹紧固件、垫圈及铆钉的机械特性的试验方法(米制)

2.1.3 ASME PUBLICATION— Available from ASME, 345 East 47 Street, New York, NY 10017-2330.

ASME 美国机械工程师协会出版物

ASME B18.2.1

3. Designations 标示

3.1 Property classes are designated by numbers where increasing numbers generally represent increasing tensile strengths. The designation symbol consists of two parts:

性能等级由数字标示,数字越大通常代表抗拉强度越大。标示符号由两部分组成:

a. The first numeral of a two-digit symbol or the first two numerals of a three-digit symbol approximates 1/100 of the minimum tensile strength in MPa.

二个数字符号的第一个数或三个数字符号的前两位数接近最小抗拉强度(MPa)的1/100。

b. The last numeral approximates 1/10 of the ratio expressed as a percentage between minimum yield stress and minimum tensile stress.

最后一个数字约1/10的比率表示为最小屈服强度与最小抗拉强度指间的百分比。

3.2 For specification purposes (on engineering drawings, purchase orders, etc.) all property class designations are used in combination with a single basic specification number as follows:

为了规范(在工程图、采购订单等文件中),所有性能等级标示使用由单个基本规范的数字组合,如下所示:

SAE J1199 (4.6)

SAE J1199 (4.8)

SAE J1199 (5.8)

SAE J1199 (8.8)

SAE J1199 (9.8)

SAE J1199 (10.9)

3.3 Property Classes 性能等级

3.3.1 Machine screws are normally available only in classes

4.8 and 9.8; other bolts, screws, and studs are available in all classes within the specified product size limitations given in Tables 1A and 1B.

机械螺钉通常仅适用于4.8级和9.8级;其他螺栓、螺钉和螺柱适用于表1A和表1B所规定所有等级。

3.3.2 Screw and washer assemblies (sems) are covered by classes

4.8 and 9.8 and allowable deviations from normal 9.8 requirements are stated in footnotes throughout the document.

螺钉和垫片组件涵盖在4.8级和9.8级中,偏离正常9.8级的允差要求在整篇文档有脚注。

3.3.3 At the option of the manufacturer, class 5.8 may be supplied with either class

4.6 or 4.8 is ordered, and class 4.8 may be supplied when class 4.6 is ordered.

供应商可自行选择:4.6级或4.8级订单产品可按5.8级提供;4.6级订单产品可按4.8级提供。

3.4 Conversion Guidance 转换指导

3.4.1 For guidance purposes only, to assist designers in selecting a property class:

仅为引导目的,以协助设计者选着性能等级:

a. Class 4.6 is approximately equivalent to SAE J429, Grade 1 and ASTM A 307, Grade A.

4.6级性能强度近似于SAE J429 等级1和ASTM A307 等级A的性能强度。

b. Class 5.8 is approximately equivalent to SAE J429, Grade 2.

5.8级性能强度近似于SAE J429 2级的性能强度。

c. Class 8.8 is approximately equivalent to SAE J429, Grade 5, and ASTM A 449.

8.8级性能强度近似于SAE J429 5级和ASTM A 499的性能强度。

d. Class 9.8 has properties approximately 9% stronger than SAE J429, Grade 5, and ASTM A 449.

9.8级机械性能强度比SAE J429 5级和ASTM A 499 的强度高约9%。

e. Class 10.9 is approximately equivalent to SAE J429, Grade 8, and ASTM A 354, Grade BD.

10.9级性能近似于SAE J429 8级和ASTM A 354 BD级的性能强度。

3.4.2 Note that class 8.8 is applicable to sizes above 16 mm, and class 9.8 is applicable to sizes 16 mm and smaller.

8.8级适用于尺寸大于16mm的产品,9.8适用于尺寸≤16mm的产品。

4 Materials and Processes 材料及流程

4.1 Steel Characteristics—Bolts, screws, and studs shall be made of steel conforming to the

description and chemical composition requirements specified in Table 2 for the applicable property class.

4.2 Heading practice 头部成型

4.2.1 Methods other than upsetting and/or extrusion are permitted only by special agreement between purchaser and manufacturer.

有别于一般镦锻成型或挤压成型以外的成型方式需经过买卖双方同意方可执行。

4.2.2 Class 4.6 may be hot or cold headed at option of the manufacturer.

4.6级的产品用热锻或冷锻,由制造方决定。

4.2.3 Class 4.8,

5.8, 8.8, 9.8, and 10.9 bolts and screws in sizes up to M20 inclusive, and lengths

up to 10 times the nominal product size or 150 mm, whichever is shorter, shall be cold headed, except that they may be hot headed by special agreement of the purchaser. Larger sizes and longer lengths may be cold or hot headed at option of the manufacturer.

4.8、

5.8、8.8、9.8和10.9级螺栓、螺钉,尺寸≤M20、长度是小于等于产品公称尺寸10倍或≤150mm须冷镦成型,客户特别要求热锻成型的除外。大尺寸或较长尺寸的产品则可由制造者自行决定使用冷锻或热锻成型。

4.3 Threading Practice — Class 4.8,

5.8, 8.8, 9.8, and 10.9 bolts and screws in sizes up to M20 inclusive, and lengths up to 150 mm inclusive, shall be roll threaded, except by special agreement. Threads of all sizes of class 4.6 bolts and screws and class 4.8, 5.8, 8.8, 9.8, and 10.9 bolts and screws in sizes over M20 and/or lengths longer than 150 mm, may be rolled, cut, or ground, at option of the manufacturer. Threads of all classes and sizes of studs may be rolled, cut, or ground at option of the manufacturer.

螺纹成型– 4.8、5.8、8.8、9.8和10.9级螺栓、螺钉,尺寸≤M20,长度≤150mm, l螺纹须滚制成型,客户特殊要求除外。4.6级螺栓、螺钉所有尺寸的螺纹,4.8、5.8、8.8、9.8和10.9级的螺栓、螺钉的螺纹,尺寸>M20 级及/或长度>150mm,可采用滚制、切削或磨削方式进行制造,由制造商自行决定。所有等级及所有尺寸的螺柱的螺纹可采用滚制、切削或磨削方式进行制造,由制造商自行决定。

4.4 Heat Treatment Practice 热处理

4.4.1 Class 4.6 bolts and screws and class 4.6, 4.8, and

5.8 studs need not be heat treated. Class 4.8 and 5.8 bolts and screws shall be stress relieved if necessary to assure the soundness of the head to shank junction. When specified by the purchaser, class 5.8 bolts and screws shall be stress relieved at a minimum stress relief temperature of 470 °C. Where higher temperatures are necessary to relieve stresses in severely upset heads, mechanical requirements shall be agreed upon by manufacturer and purchaser.

等级4.6的螺栓、螺钉以及等级4.6、4.8和5.8级的螺柱不需要热处理。4.8和5.8级的螺栓、螺钉如必要的话须消除应力,以保证头杆连接处的稳固性。如买方特别指定,5.8 级螺栓、螺钉应在最小470℃温度下消除应力。当需要更高的温度来消除应力时,机械性能要求须买卖双方达成一致。

4.4.2 Class 8.8 and 9.8 bolts, screws, and studs shall be heat treated, quenched in oil or water-base quenchant at the option of the manufacturer, and tempered at a minimum tempering temperature

of 425 °C for class 8.8 and 410 °C for class 9.8. For class 9.8 screw and washer assemblies (sems), quenchants whose principal constituent is water shall NOT be used, and tempering temperature shall be no less than 340 °C. See also 4.4.5.

8.8和9.8级螺栓、螺钉及螺柱应进行热处理,油淬或水淬供应商自行决定,8.8级最小回火温度425℃、9.8级最小回火温度410℃。对于9.8级螺钉与垫片组件不得使用主要成分为水的淬火介质,回火温度不得低于340℃。亦可见4.4.5。

4.4.3 Medium carbon alloy steel class 10.9 bolts, screws, and studs shall be heat treated, oil quenched, and tempered at a minimum tempering temperature of 425 °C. Low-carbon martensite steel class 10.9 bolts, screws, and studs shall be heat treated, quenched in oil or water-base quenchant at the option of the manufacturer, and tempered at a minimum tempering temperature of 340 °C. See also 4.4.

5.

10.9级中碳合金钢螺栓、螺钉应进行热处理,淬火介质油,最小回火温度425℃。10.9级低碳马氏体钢螺栓、螺钉和螺柱应进行热处理,油淬或水淬制造商自行决定,回火温度不得

低于340℃。亦可见4.4.5。

4.4.4 Under no circumstances should heat treatment or carbon restoration be accomplished in the presence of nitrogen compounds, such as carbonitriding or cyaniding.

在任何情况下的热处理或碳恢复须在氮化合物存在下完成,如碳氮共渗或氰化处理。

4.4.5 Tempering Temperature Audit Test (for checking whether products have been tempered at specified temperature). Conduct hardness test (ASTM F 606M) on one or more bolts, screws, or studs; retemper the product(s) at a temperature 10 °C less than the specified minimum tempering temperature for 30 min; repeat product hardness test. The difference between the mean hardnesses (before and after retempering) shall be no greater than 2 points Rockwell C (approximately 20 Vicker points).

回火温度监视测试(检查产品是否按技术规定的温度进行回火)。在一个或多个螺栓、螺钉或螺柱上进行硬度测试(依据标准ASTM F 606M);重回火产品回火温度低于最小规范温度10℃;然后对回火产品进行硬度测试。平均硬度之间的差异(重回火前后的硬度)不得超过两个HRC 硬度点(大约20个维氏硬度点)。

5 Mechanical and Physical Properties 力学与物理性能

5.1 Mechanical — Bolts, screws, and studs shall be tested in accordance with the mechanical testing requirements for the applicable type, property class, size, and length of product as specified in Tables 3A and 3B, and shall meet the mechanical requirements specified for that product in Tables 1A and 1B.

力学性能- 螺栓、螺钉和螺柱应按表3A和3B规定的机械性能测试要求对相应类型、等级、公称尺寸和长度进行测试,并满足表1A和1B规定的产品机械性能要求。

5.2 Decarburization—Unless otherwise specified, class 8.8 and 9.8 products shall conform to decarburization class 1/2H and Class 10.9 products shall conform to decarburization class 2/3H as specified in SAE J121M.

脱碳- 除非另有规定,8.8和9.8级产品脱碳等级应符合SAE J121M规定的1/2H级,10.9级产品脱碳等级应符合2/3H级要求。

5.3 Surface Discontinuities 表面不连续性

5.3.1 Bolts, screws, and studs of classes 8.8, 9.8, and 10.9 in sizes up to M24 inclusive, and lengths up to 150 mm inclusive, shall not have surface discontinuities exceeding the limits specified in SAE J1061.

8.8、9.8、和10.9级的螺栓、螺钉和螺柱,尺寸≤M24,长度≤150mm,表面不连续性不得超过SAE J1061 规定的限制。

Surface discontinuities for sizes and lengths of products not covered in the scope of SAE J1061 shall be within limits specified by purchaser.

对于没有含括在SAE J1061中的尺寸和长度的产品的表面不连续性限制应满足买方指定的要求。

5.3.2 When the engineering requirements of the application necessitate that surface discontinuities must be more closely controlled, the purchaser shall specify the applicable limits in the original inquiry and purchase order. For certain fasteners, this may be done by reference to SAE J123.

当适用需要工程要求表面不连续性控制加严时,买方需在最初询盘和采购订单中规定适用限制。对某些紧固件,SAE J 123 可作参考。

6 Methods of Test 测试方法

6.1 General—Procedures for conducting the tests to determine the mechanical properties as specified in Tables 3A and 3B for the applicable product, property class, size, and length are given in ASTM F 606M. Tables 3A and 3B specifies the applicable test method to be followed when determining each mechanical property.

通用方法-依据ASTM F 606M 规程进行测试以确定相应产品、等级、尺寸和长度是否符合表3A和3B中规定的性能等级。表3A和3B规定了适用的测试方法以确定每一机械性能。

7 Marking 标识

7.1 Bolts and Screws—Slotted and cross-recessed screws of all sizes and other screws and bolts of sizes smaller than M5 need not be marked. All other bolts and screws of sizes M5 and larger shall be marked permanently and clearly to identify the property class and the manufacturer. The property class symbols shall be as given in Table 6; the symbol for the manufacturer’s identification shall be at his option. Markings shall be located on the top of the head of bolts and screws, and may be either raised or depressed at option of the manufacturer. Alternatively, for hex head products, the markings may be indented on the side of the head.

螺栓和螺钉- 所有尺寸的开槽和十字槽螺钉,尺寸小于M5的其他类别螺钉、螺栓不用标识。其他类别的螺栓、螺钉,尺寸≥M5需标记永久性标识,标识包括性能等级和制造厂商代码。性能等级符号参照表6;制造商符号按制造商己有标识。标识去标记在螺栓和螺钉的头部顶端,标记可凸可凹,制造商自行决定。或者,六角头产品的标识可打在头部侧边。

Property class marking shall conform to Table 7.

性能等级标识须符合表7规范。

Metric bolts and screws shall not be marked with radial line symbols.

公制螺栓、螺钉不能使用辐射线进行标识。

7.2 Studs—All studs of sizes M5 and larger shall be marked permanently and clearly to identify the property class. The symbols used shall be as given in Table 6. Markings shall be located on the extreme end of the stud, and may be raised or depressed at the option of the manufacturer. For studs with an interference fit thread, the markings shall be located at the nut end. Studs of sizes smaller than M12 may be marked using the property class symbols given in Table 6.

螺柱- 尺寸≥M5的所有螺柱须打上清晰可见的、永久性的标识。标识符号见表6。标识位置螺柱末端,字体可凸可凹。对于过盈配合螺纹的螺柱,标记位于螺母装配端。尺寸小于M12的螺柱,性能等级标记符号可采用表6。

8 Notes 注

8.1 Marginal Indicia — The change bar (l) located in the left margin is for the convenience of the user in locating areas where technical revisions have been made to the previous issue of the report. An (R) symbol to the left of the document title indicates a complete revision of the report.

边缘标记-在左边的更改栏(1)是为方便使用者定位此版本哪些地方对旧版进行了修订。文件标题左边符号(R)标识此文件进行了完整的修订。

Rationale—The change to this document is because SAE J1216 has been cancelled. The referenced document is now ASTM F 606M. Also in Table 4, the symbol Q was removed.

理论说明-此文件的变更是因为SAE J1216标准已被取消。参考文献已变更为ASTM F 606M。所以表4中,符号Q也去掉了。

Relationship of SAE Standard to ISO Standard—Not applicable.

SAE 标准和ISO标准之间的关系-不适用。

Application—This SAE Standard covers the mechanical and material requirements for eight property classes of steel, externally threaded metric fasteners in sizes M1.6 through M36, inclusive, and suitable for use in automotive and related applications.

适用性- SAE标准涵盖了8个性能等级钢材、尺寸M1.6到M36(含)外螺纹公制紧固件的机械性能和材料要求,适用于汽车行业及相关行业。

Products included are bolts, screws, studs, U-bolts, preassembled screw and washer assemblies (sems), and products manufactured the same as sems except without washer.

产品包括螺栓、螺钉、螺柱、U型螺栓、预装配螺钉和垫片组件以及和组件一样机加的无垫片产品。

Products not covered are tapping screws, thread-rolling screws, and self-drilling screws. Mechanical and material requirements for these products are covered in other SAE documents.

产品不包括自攻螺钉、自挤螺钉、钻尾螺钉。这些产品的机械性能与材料要求包含在SAE 另外的标准中。

The term stud as referred to herein, applies to a cylindrical rod of moderate length, threaded on either one or both ends or throughout its entire length. It does not apply to headed, collared, or similar products which are more closely characterized by requirements shown herein for bolts.

螺柱这里是指适用于中等长度圆柱杆,螺纹在一端有或两端都有,或全螺纹的产品。它并不适用于有头的、带定位的或类似于本文中所要求的螺栓特性近似的产品。

For specification purposes, this document treats U-bolts as studs. Thus, wherever the word studs appears, U-bolts is also implied. U-bolts covered by this document are those used primarily in the suspension and related areas of vehicles. (Designers should recognize that the U configuration may not sustain a load equivalent to two bolts or studs of the same size and grade; thus actual load-carrying capacity of U-bolts should be determined by saddle load tests.)

为了规范,本标准将U型螺栓是为螺柱。因此,本文中涉及到的螺柱要求,U型螺栓同样适用。本文所提及的U型螺栓是使用于车辆悬挂位置或相关位置的产品。(设计者应了解到同样尺寸、等级的U型螺栓与两个螺栓或螺柱的载荷是不相等的,因此,U 型螺栓的实际承载应以鞍型荷重测试方法来判定。

Reference Section 参考文献

SAE J121M—Decarburization in Hardened and Tempered Metric Threaded Fasteners

公制螺纹紧固件淬硬和回火的脱碳要求

SAE J123—Surface Discontinuities on Bolts, Screws, and Studs in Fatigue Applications

用于疲劳载荷的螺栓、螺钉及螺柱的表面不连续性

SAE J429—Mechanical and Material Requirements for Externally Threaded Fasteners

外螺纹紧固件的机械性能及材料要求

SAE J1061—Surface Discontinuities on General Application Bolts, Screws, and Studs

通用螺栓、螺钉及螺柱的表面不连续性

ASTM A 307—Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60 000 psi Tensile

抗拉强度60kpsi碳钢螺栓、螺柱的相关规范要求

ASTM A 354—Specification for Quenched and Tempered Alloy Steel Bolts, Studs, and Other Externally Threaded Fasteners

淬火和回火合金钢螺栓、螺柱和其他外螺纹紧固件的标准规范

ASTM A 449—Specification for Quenched and Tempered Steel Bolts and Studs

淬火和回火钢制螺栓及螺柱的标准规范

ASTM F 606M—Standard Test Methods for Determining the Mechanical Properties of Externally and Internally Threaded Fasteners, Washers, and Rivets

测定外螺纹及内螺纹紧固件、垫圈及铆钉的机械特性的试验方法(米制)

ASME B18.2.1

六角方型美制螺栓螺钉标准规范

Developed by the SAE Fastener Committee

SAE紧固件委员会发布

翻译:夏目隐花( BETTY)

2016.08.17

紧固件机械性能说明

1)紧固件的含义 商品紧固件材料不用材料钢号,而用性能等级表达。 ①碳钢: a) 碳钢螺栓、螺柱和螺钉在GB/《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中的性能等级的标代号由“·”隔开的两部分数字组成: 第一部分数字(“·”前)表示抗拉强度(σb)的1/100; 第二部分数字(“·”后)表示公称屈服点(σs)或公称规定非比例伸长应力(σ)与公称抗拉强度(σb)比值(屈强比)(σs/σb)的10倍。 这两部分数字的乘积为公称屈服点(σs)或公称规定非比例伸长应力(σ)的10倍。 性能系列为:,,,,,,,,,。 例如:“级”即为公称抗拉强度σb=800MPa,公称屈服点σs=640MPa。 b)螺母在GB/《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》中性能等级的标记,当公称高度大于时,用公称抗拉强度σb的1/100来表示性能等级,性能等级系列为:4,5,6,8,10,12;当公称高度大于或等于且小于时(即扁螺母),用“0”及一个数字标记,其中数字表示用淬硬心棒测出的保证应力的1/100,而“0”表示这种螺母组合件的实际承载能力比数字表示的承载能力低,例如:级即公称保证应力400MPa,实际保证应力380MPa。 c)紧定螺钉在GB/《紧固件机械性能紧定螺钉》中的性能等级标记代号由数字和字母组成,数字部分表示最低维氏硬度值的1/10,字母H表示硬度,性能等级系列为:14H,22H,33H,45H。例如22H即维氏硬度220。 d)平垫圈的性能等级标记代号由数字和字母组成,数字部分表示最低的维氏硬度值,字母HV表示硬度,性能等级系列为:100HV,140HV,200HV,300HV。例如:140HV即维氏硬度140。 ②不锈钢。不锈钢螺栓、螺柱、螺钉和螺母在GB/《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》中的性能等级的标记由材料组别和性能等级两部分组成: 第一部分由字母和数字组成在“-”前表示钢的组别,标记由字母和一个数字组成,字母表示钢的类别,数字表示该类钢的化学成分范围。 第二部分数字在“-”之后表示产品的性能等级,其数字为公称抗拉强度(σb)的1/10。 性能系列为:A1-50,A2-50,A3-50,A4-50,A5-50,A1-70,A2-70,A3-70,A4-70,A5-70,A1-80,A2-80,A3-80,A4-80,A5-80,C1-50,C1-70,C1-110,C3-80,C4-70,F1-45,F1-60。 例如:“A4”为00Cr17Ni14Mo2;“A2”为0Cr18Ni9。A2-50与A2-70虽然可以是同样的材料,但通过冷作硬化可使σb改变。

机械性能试验安全管理制度(最新版)

机械性能试验安全管理制度 (最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0208

机械性能试验安全管理制度(最新版) 1.0目的 加强材料机械性能试验工作的安全管理,保障人员和设备的安全。 2.0适用范围 本制度适用于计量室试验设备的安全管理和使用。 3.0内容 3.1试验人员应熟悉设备的性能,掌握其操作方法,不得超负荷使用。 3.2操作前应先检查设备各部是否正常,安全防护装置是否完好,才能启动设备。 3.3试验机上不准放置工具杂物等试验完成后应把试件取下。

3.4脆性材料的硬度、弯曲、压缩及疲劳试验须加防护装置,防止材料崩裂伤人。 3.5高温拉伸或其它升温试验,需电炉加热时,应控制电流均匀上升。在装卸试样时,必须断电,必要时需戴上石棉手套。易燃易爆物必须远离电炉。 3.6室内应配备适用的消防器材。 3.7试验员工作时要集中精力,不得离开工作岗位,如须离开,应停机或向代管人作交待。 3.8进行试验时必须注意: ①根据试样形状、规格及性能,选择好测量范围、夹具、加相应砝码及安装必要的附件; ②试验前开始前,先作几次瞬时启动(开、停),便于润滑和检查试验机运转部件状况; ③工作完毕后,应各部归位,并关闭油阀、电源。 3.9试验机每年由计量部门校验一次。每季度用测力计自行校验一次。测力计每年校验一次。

常用材料力学性能.

常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土(压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800

7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢

高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材(弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT

MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃

金属材料-力学性能试验相关术语

金属材料力学性能试验相关术语 编制: 审核: 批准: 生效日期: 受控(1) 受控标识处: 分发号: 发布日期:2016年9月27日实施日期:2016年9月27日

制/修订记录

1.0 目的和范围 本文件定义了金属材料力学性能试验中使用的术语,并为本文件和一般使用时形成共同的称谓。 2.0 规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 2.1 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 2.2 GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语 3.0 一般术语 3.1 与试样有关的术语 3.1.1 试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试验的材料或部分材料。 3.1.2标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 3.1.3原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 3.1.4 断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 3.1.5参考长度reference length 用以计算伸长的基础长度。 3.1.6平行长度parallel length 试样两头部或加持部分(不带头试样)之间平行部分的长度。 3.1.7伸长elongation 在试验期间任一时刻的原始标距Lo 或参考长度Lr 的增量。 3.1.8伸长率percentage elongation 原始标距Lo (或参考长度Lr )的伸长与原始标距(或参考长度Lr )之比百分率。 3.1.9 断后伸长率 percentage elongation after fracture A 断后标距的残余伸长(Lu-Lo )与原始标距之比的百分率。 注:对于比例试样,若原始标距不为(So 为平行长度的原始横截面积),符号A 应附以下脚注说明所使用的比例系数,例如A 11.3表示原始标距为 对于非比例试样,符号A 应附以下脚注说明所使用的原始标距,以毫米(mm )表示。例如,A 80mm 表示原始标距为80mm 的断后伸长率。 3.1.10断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量(S 0-S u )与原始横截面积(S 0)之比的百分率。 0U 00 S -S = 100%Z X S

材料机械性能检测(弯曲试验)

材料机械性能检测(弯曲试验) 测定材料承受弯曲载荷时的力学特性的试验,是材料机械性能试验的基本方法之一。弯曲试验主要用于测定脆性和低塑性材料(如铸铁、高碳钢、工具钢等)的抗弯强度并能反映塑性指标的挠度。弯曲试验还可用来检查材料的表面质量。弯曲试验在万能材料机上进行,有三点弯曲和四点弯曲两种加载荷方式。试样的截面有圆形和矩形,试验时的跨距一般为直径的10倍。对于脆性材料弯曲试验一般只产生少量的塑性变形即可破坏,而对于塑性材料则不能测出弯曲断裂强度,但可检验其延展性和均匀性展性和均匀性。塑性材料的弯曲试验称为冷弯试验。试验时将试样加载,使其弯曲到一定程度,观察试样表面有无裂缝。 试验特点 与拉伸试验相比,弯曲试验有着以下几个特点: 1:弯曲试验试样样式简单(圆形、方形、矩形三种),适用于测定加工不方便的脆性材料。 2:对脆性材料做拉伸试验,其变形量很小。而弯曲试验可以用挠度来表示脆性材料的塑性。 3:弯曲试验时,截面上的应力分布是表面上的应力最大,因此其对材料表面缺陷反应灵敏。 4:对于高塑性材料,弯曲试验通常达不到其破坏程度,故一般不做弯曲强度试验。 5:弯曲试验操作比拉伸试验要简单方便。 试验应用 1:可以测定灰铸铁的抗弯强度。灰铸铁的抗弯性能优于抗拉性能,其抗弯强度是灰铸铁的重要力学性能指标。 2:可以测定硬质合金的抗弯强度。这些材料加工困难,难易制成拉伸试样。而弯曲试

样形状简单,故利用弯曲试验评价其性能和质量。 3:可以测量陶瓷材料、工具钢的抗弯强度。这些脆性材料测定抗拉强度很困难,且试样加工也比较困难,因而采用弯曲试验。 4:可以用来检测和比较表面热处理层的质量和性能。因弯曲试验对材料表面缺陷敏感。 5.可以用来检测材料在受弯曲载荷下作用下的性能,因为许多机械零件(如脆性材料制作的刀具等)是在弯曲状态下工作的,需要对这些零件进行弯曲试验. 国家标准: GB/T232-2010《金属材料弯曲试验方法》 以上由青岛东标检测提供

机械性能试验室安全操作规程(标准版)

机械性能试验室安全操作规程 (标准版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0764

机械性能试验室安全操作规程(标准版) 1.设备使用前应检查其性能及润滑是否良好。当确认各机件无裂纹,电器装置正常,机座牢固,保护接零(地)线完好后,方可开动。 2.使用时应严格遵守各试验机的安全操作规程。 3.试验机上不准放置工具、试样等物品。 4.脆性材料的硬度,弯曲、压缩及疲劳试验须加防护装置。 5.高温拉伸或其它升温试验,需要电炉加热时,应检查电炉的电阻丝是否完好,设备接地及联锁装置是否可靠。装卸试样时必须断电,必要时应戴上石棉手套。易燃易爆物品必须远离电炉,室内应备有灭火器材。 6.设备发生电气故障,应立即切断电源,通知电工修理。 7.试验设备不准超过额定负荷运行。工作时精力要集中,不得

离开工作岗作,如需要离开,应停机或向代管人作交待。 8.进行试验时必须注意: (1)根据试样形状,规格及性能,选择好测量范围、夹具,加相应的砝码及安装必要的附件; (2)试验开始,先作几次瞬时启动(开、停),以便于润滑和检查试验机运转部件的状况; (3)工作完毕后,将一切运转机件调回到原始位置,关闭油阀、电源; (4)人体应避开试样冲击方向。 9.试验机每年由计量部门校验一次。每季度用测力计自行校验一次。测力计每年校验一次。各种试验机械应装置牢固。每班应检查一次。 ——摘自《机械工人安全技术操作规程》 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改

材 料 力 学 性 能 实 验 报 告.

材料 学性能实院系:材料学院姓名:王丽朦学号:200767027 验报力告 实验目的: 通过拉伸试验掌握测量屈服强度,断裂强度,试样伸长率,界面收缩率的方法;通过缺口拉伸试验来测试缺口对工件性能的相关影响; 通过冲击试验来测量材料的冲击韧性; 综合各项试验结果,来分析工件的各项性能; 通过本实验来验证材料力学性能课程中的相关结论,同时巩固知识点,进一步深刻理解相关知识; 实验原理: 1)屈服强度 金属材料拉伸试验时产生的屈服现象是其开始产生宏观的塑性变形的一种标志。弹性变形阶段向塑性变形阶段的过渡,表现在试验过程中的现象为,外力不增加即保持恒定试样仍能继续伸长,或外力增加到某一数值是突然下降,随后,在外力不增加或上下波动情况下,试样继续伸长变形,这便是屈服现象。呈现屈服现象的金属材料拉伸时,试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力称为屈服点,记作σs; 屈服现象与三个因素有关:(1)材料变形前可动位错密度很小或虽有大量位错但被钉扎住,如钢中的位错为杂质原子或第二相质点所钉扎;(2)随塑性变形发生,位错快速增殖;(3)位错运动速率与外加应力有强烈的依存关系。影响屈服强度的因素有很多,大致可分为内因和外因。 内因包括:金属本性及晶格类型的影响;晶界大小和亚结构的影响;还有溶质元素和第二相的影响等等。通过对内因的分析可表征,金属微量塑性变形抗力的屈服强度是一个对成分、组织极为敏感的力学性能指标,受许多内在因素的影响,改变合金成分或热处理工艺都可使屈服强度产生明显变化。 外因包括:温度、应变速率和应力状态等等。总之,金属材料的屈服强度即受各种内在因素的影响,又因外在条件不同而变化,因而可以根据人们的要求予以改变,这在机件设计、选材、拟订加工工艺和使用时都必须考虑到。 2)缺口效应 由于缺口的存在,在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的“缺口效应”,从而影响金属材料的力学性能。 缺口的第一个效应是引起应力集中,并改变了缺口前方的应力状态,使缺口试样或机件所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态,也就是出现了σx(平面应力状态)或σy与σz(平面应变状态),这要视板厚或直径而定。

机械性能试验安全规程(2021版)

机械性能试验安全规程(2021 版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0265

机械性能试验安全规程(2021版) A.设备使用前应检查其性能及润滑是否良好。各部机件及电器装置应正常,方可开动。 B.使用时应严格遵守各试验机安全操作规程。 C.试验机上不准放置工具、试样等物品。 D.脆性材料的硬度、弯曲、压缩及疲劳试验须加防护装置。 E.高温拉伸或其它升温试验,需电炉加热时,应控制电流均匀上升。在装卸试样时,必须断电,必要时需戴上石棉手套。易燃易爆物品必须远离电炉,室内应备有灭火器材。 F.室内配电柜,应有专人管理。设备发生故障,应立即停电,通知电工修理。 G.试验设备,不准超过额定负荷运行。工作时精力要集中,不得离开工作岗位,如须离开,应停机或向代管人作交待。

H.进行试验时必须注意: 1)根据试样形状、规格及性能,选择好测量范围、夹具,加相应砝码及安装必要的附件; 2)试验开始,先作几次瞬时启动(开、停),便于润滑和检查试验机运转部件状况; 3)工作完毕后,将一切运转机件调回到原始位置,关闭油阀、电源。 I.试验机每年由计量部门校验一次。每季度用测力计自行校验一次。测力计每年校验一次。 J.长期不用的机器、设备应上油密封加罩并定期检验、保养。油泵每年换油两次,用国产50号机油加入20~30工号压缩机油,升降丝杆及上下夹头经常加油润滑,放亮部分应涂上凡士林。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改

材料力学性能实验报告

大连理工大学实验报告 学院(系):材料科学与工程学院专业:材料成型及控制工程班级:材0701姓名:学号:组:___ 指导教师签字:成绩: 实验一金属拉伸实验 Metal Tensile Test 一、实验目的Experiment Objective 1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS,抗拉强度σb,延伸率δ和断面收缩率 φ的测定方法。 2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。 3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。 4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。 二、实验概述Experiment Summary 金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一,是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上,温度、应力状态和加载速率确定的条件下,对试样逐渐施加拉伸载荷,直至把试样拉断为止。通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式,即过量弹性变形,塑性变形和断裂。在实验过程中,试样发生屈服和条件屈服时,以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积,求的该材料的屈服点σS,屈服强度σ0.2和强度极限σb。用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量,分别除以试样的原始标距长度,及试样的原始横截面积,求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。 三、实验用设备The Equipment of Experiment 拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺,拉力

实验机主要有机械式和液压式两种,该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。液压式万能实验机是最常用的一种实验机。它不仅能作拉伸试验,而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。 (一)加载部分The Part of Applied load 这是对试样施加载荷的机构,它利用一定的动力和传动装置迫使试样产生变形,使试样受到力或能量的作用。其加载方式是液压式的。在机座上装有两根立柱,其上端有大横梁和工作油缸。油缸中的工作活塞支持着小横梁。小横梁和拉杆、工作台组成工作框架,随工作活塞生降。工作台上方装有承压板和弯曲支架,其下方为钳口座,内装夹持拉伸试样用的上夹头。下夹头安装在下钳口座中,下钳口座固定在升降丝杆上。 当电动机带动油泵工作时,通过送油阀手轮打开送油阀,油液便从油箱经油管和进入工作油缸,从而推动活塞连同工作框架一起上升。于是在工作台与大横梁之间就可进行压缩、弯曲等实验,在工作台与下夹头之间就进行拉伸实验。实验完毕后,关闭送油阀、旋转手轮打开回油阀,则工作油缸中的油液便经油管泄回油箱,工作台下降到原始位置。 (二)测力部分The Part of Measuring Force 加载时,油缸中的油液推动工作活塞的力与试样所承受的力随时处于平衡状态。如果用油管和将工作油缸和测力油缸连同,此油压便推动测力活塞,通过连杆框架使摆锤绕支点转动而抬起。同时,摆锤上方的推板便推动水平齿杆,使齿轮带动指针旋转。指针旋转的角度与油压亦即与试样所承受的载荷成正比,因此在测力度盘上便可读出试样受力的量值。 四、试样Sample 拉伸试样,通常加工成圆型或矩形截面试样,其平行长度L0等于5d或10d (前者为长试样,后者为短试样),本实验用短试样,即L0=5d。本实验所用的试样形状尺寸如图1—1所示。 图1-1圆柱形拉伸试样及尺寸

2021年机械性能试验安全规程

The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 2021年机械性能试验安全规程

2021年机械性能试验安全规程导语:建立和健全我们的现代企业制度,是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提,是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档(使用前请详细阅读条款)。 A.设备使用前应检查其性能及润滑是否良好。各部机件及电器装置应正常,方可开动。 B.使用时应严格遵守各试验机安全操作规程。 C.试验机上不准放置工具、试样等物品。 D.脆性材料的硬度、弯曲、压缩及疲劳试验须加防护装置。 E.高温拉伸或其它升温试验,需电炉加热时,应控制电流均匀上升。在装卸试样时,必须断电,必要时需戴上石棉手套。易燃易爆物品必须远离电炉,室内应备有灭火器材。 F.室内配电柜,应有专人管理。设备发生故障,应立即停电,通知电工修理。 G.试验设备,不准超过额定负荷运行。工作时精力要集中,不得离开工作岗位,如须离开,应停机或向代管人作交待。 H.进行试验时必须注意: 1)根据试样形状、规格及性能,选择好测量范围、夹具,加相应

砝码及安装必要的附件; 2)试验开始,先作几次瞬时启动(开、停),便于润滑和检查试验机运转部件状况; 3)工作完毕后,将一切运转机件调回到原始位置,关闭油阀、电源。 I.试验机每年由计量部门校验一次。每季度用测力计自行校验一次。测力计每年校验一次。 J.长期不用的机器、设备应上油密封加罩并定期检验、保养。油泵每年换油两次,用国产50号机油加入20~30工号压缩机油,升降丝杆及上下夹头经常加油润滑,放亮部分应涂上凡士林。 XX设计有限公司 Your Name Design Co., Ltd.

轴的常用材料及其机械性能

轴的常用材料及其机械性能 轴的材料种类很多,选用时主要根据对轴的强度、刚度、耐磨性等要求,以及为实现这些要求而采用的热处理方式,同时考虑制造工艺问题加以选用,力求经济合理。 轴的常用材料是优质碳素钢35、45、50,最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不太重要的钢,也常用Q235或Q275等普通碳素钢。对于受力较大,轴的尺寸和重量受到限制,以及有某些特殊要求的轴,可采用合金钢,常用的有40Cr、40MnB、40CrNi 等。 球墨铸铁和一些高强度铸铁,由于铸造性能好,容易铸成复杂形状,且减振性能好,应力集中敏感性低,支点位移的影响小,故常用于制造外形复杂的轴。 特别是我国研制成功的稀土-镁球墨铸铁,冲击韧性好,同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点,已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件,如曲轴等。 根据工作条件要求,轴都要整体热处理,一般是调质,对不重要的轴采用正火处理。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行表面处理,以及表面强化处理(如喷丸、辐压等)和化学处理(如渗碳、渗氮、氮化等),以提高其强度(尤其疲劳强度)和耐磨、耐腐蚀等性能。 在一般工作温度下,合金钢的弹性模量与碳素钢相近,所以只为了提高轴的刚度而选用合金钢是不合适的。 轴一般由轧制圆钢或锻件经切削加工制造。轴的直径较小时,可用圆钢棒制造;对于重要的,大直径或阶梯直径变化较大的轴,多采用锻件。为节约金属和提高工艺性,直径大的轴还可以制成空心的,并且带有焊接的或者锻造的凸缘。 对于形状复杂的轴(如凸轮轴、曲轴)可采用铸造。 轴的常用材料及其机械性能(MPa)

各种发动机曲轴材料及热处理

(重)常见材料的力学性能

附录常用材料的力学及其它物理性能 一、玻璃的强度设计值 f g(MPa) JGJ102-2003表5.2.1 二、铝合金型材的强度设计值 (MPa) GB50429-2007表4.3.4 三、钢材的强度设计值(1-热轧钢材) f s(MPa) JGJ102-2003表5.2.3 四、钢材的强度设计值(2-冷弯薄壁型钢) f s(MPa) 五、材料的弹性模量E(MPa) JGJ102-2003表5.2.8、JGJ133-2001表5.3.9

六、 材料的泊松比υ JGJ102-2003表5.2.9、JGJ133-2001表5.3.10、GB50429-2007表4.3.7 七、 材料的膨胀系数α(1/℃) JGJ102-2003表5.2.10、JGJ133-2001表5.3.11、GB50429-2007表4.3.7 八、 材料的重力密度γg (KN/m ) JGJ102-2003表5.3.1、GB50429-2007表4.3.7 九、 板材单位面积重力标准值(MPa ) JGJ133-2001表5.2.2 十、 螺栓连接的强度设计值一(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-1

十一、螺栓连接的强度设计值二(MPa) 十二、焊缝的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.1-3

十三、不锈钢螺栓连接的强度设计值(MPa) JGJ102-2003表B.0.3 十四、楼层弹性层间位移角限值 GB/T21086-2007表20 十五、部分单层铝合板强度设计值(MPa)JGJ133-2001表5.3.2

十六、铝塑复合板强度设计值(MPa) JGJ133-2001表5.3.3 十七、蜂窝铝板强度设计值(MPa) JGJ133-2001表5.3.4 十八、不锈钢板强度设计值(MPa) 附录常用材料的力学及其它物理性能十九、玻璃的强度设计值 f g(N/mm2) 二十、铝合金型材的强度设计值 f a(N/mm2)

材料力学性能课后习题答案

材料力学性能课后答案(整理版) 1、解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等决定金属屈服强度的因素有哪些? 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素:温度、应变速率和应力状态。 2、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险? 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 3、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同? 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 4、何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。5、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论 的局限性。

材料的力学性能

材料的力学性能 mechanical properties of materials 主要是指材料的宏观性能,如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序,用相应的试验设备和仪器测出的。表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性(静力、动力、冲击力等)、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下: 弹性性能材料在外力作用下发生变形,如果外力不超过某个限度,在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为弹性。外力卸除后即可消失的变形,称为弹性变形。表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。 拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定:对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d;对于矩形截 面试样,按照面积换算规定或者。试样两端的粗大部分用以和材料试验 机的夹头相连接。试验结果通常绘制成拉伸图或应力-应变图。图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l),纵坐标表示载荷P(或应力σ=P/A)。图中的曲线从原点到点p为直线,pe段为曲线,载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。 比例极限应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限,即图中点p所对应的应力,以σp表示。在应力低于σp的情况下,应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。 弹性极限试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限,即图中点e所对应的应力,以σe表示。若在应力超出σe后卸载,试样中将出现残余变形。比例极限和弹性极限的测试值敏感地受测试精度的影响,并不易测准,所以在有关标准中规定,对于拉伸曲线的直线部分产生规定偏离量(用切线斜率的偏差表示)的应力作为"规定比例极限"。对于弹性

金属材料力学性能实验报告

金属材料力学性能实验报告 姓名:班级:学号:成绩: 实验名称实验一金属材料静拉伸试验 实验设备1)电子拉伸材料试验机一台,型号HY-10080 2)位移传感器一个; 3)刻线机一台; 4)游标卡尺一把; 5)铝合金和20#钢。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 试样宏观断口示意图 图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图 (和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口,几乎没有颈缩,可以知道为切应力达到极限,发生韧性断裂)

图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图 (可以明显看出,试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域:1.试样中心的纤维区,表面有较大的起伏,有较大的塑性变形;2.放射区,表面较光亮平坦,有较细的放射状条纹;3.剪切唇,轴线成45°角左右的倾斜断口) 原始数据记录 表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据(单位:mm ) 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00 9.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92 左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据(单位:mm ) 两试样的初始标距为050 L mm 。 表3 铝合金拉断后标距测量数据记录(单位:mm ) AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.79 24.02 17.46 58.94 测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ,断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。

力学性能试验(重点明确)

力学性能试验 第二章力学性能试验取样基本知识(P18) 第一节试样类型及取样原则(P18) 一、取样依据:GB/T 2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位 置及试验制备》 二、取样原则: 1、取样对力学性能试验结果的影响; 三要素: 取样部位: 1)加工过程中变形量各处不均匀 2)材料内部各种缺陷分布和金属组织不均匀 取样方向: 材料在加工过程中金属是沿晶粒主加工变形方向流动,晶粒被拉长并排成行,夹杂也沿主加工变形方向排列,因此材料性能各向异性。 例如:纵向试样(试样纵向轴线与主加工方向平行)和横向试样

(试样纵向轴线与主加工方向垂直)有较大差异:薄板材纵向试样抗拉强度,下屈服强度都高于横向试样,断面收缩率更是远远大于横向试样。 取样数量: 1)某些力学性能指标对试验条件和材料本身的特性十分敏感,单个试样结果不足以为信,应采用最小的取样数量; 2)试验结果的分散性及经济因素 2、样品的代表性; 一般性规定:GB/T 2975-1998 专门的规定: 产品材料标准和协议:①材料的平均性能;②取样方便; 一般取其最危险、最薄弱的部位,因为最薄弱、最危险处的力学性能决定了产品的性能;此外受力状态与零部件的受力状态相一致; 三、力学性能试验的试样类型: 1、从原材料上直接取样:

2、从产品(结构或零部件)的一定部位上取样; 3、把实物作为样品。 四、样坯切取方法:无论用什麽方法都应遵循以下原则: (1)应在外观及尺寸合格的材料上取样,试料应有足够的尺寸,以保证机加工出足够的试样进行规定的试验及复验; (2)取样时,应对样坯和试样做出不影响其性能的标记,以保证始终能识别取样的位置和方向; (3)取样的方向应按材料标准规定或双方协议执行; (4)切取样坯时,应防止因过热、过冷、加工硬化而影响其力学性能及工艺性能。 如果过热了怎么办?比如,采用火焰切割法取样时,由于材料是在火焰喷嘴下熔化而使样坯从整体上分离出来,在熔化区域附近,材料承受了一个从熔化到相变点(723℃)以下温度变化区域,这一局部的高温将会引起材料性能的很大变化,所以切割样坯(样坯切割线至试样边缘)必须留有足够的切割余量。这一余量的规定为:一般应不

机械材料的力学性能(正式版)

文件编号:TP-AR-L3658 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. (示范文本) 编订:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 机械材料的力学性能(正 式版)

机械材料的力学性能(正式版) 使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确 定各种工程设计参数的主要依据。这些力学性能均需 用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程 序测定,并可同时测定材料的应力-应变曲线。 对于韧性材料,有弹性和塑性两个阶段。 弹性阶段的力学性能有: ①比例极限 应力与应变保持成正比关系的应力最高限。当应 力小于或等于比例极限时,应力与应变满足胡克定 律,即应力与应变成正比。 ②弹性极限

弹性阶段的应力最高限。在弹性阶段内,载荷除去后,变形全部消失。这一阶段内的变形称为弹性变形。绝大多数工程材料的比例极限与弹性极限极为接近,因而可近似认为在全部弹性阶段内应力和应变均满足胡克定律。 ③弹性模量 弹性阶段内,纵向应力与纵向应变的比例常数(E )。 ④剪切弹性模量 弹性阶段内,剪应力与剪应变的比例常数 (G )。 ⑤泊松比 横向应变与纵向应变之比(ν)。上述3种弹性常数之间满足G=E/2(1+v)。塑性阶段的力学性能有:

材料力学性能第四章

第四章 缺口试件的力学性能 前面介绍的拉伸、压缩、弯曲、扭转乃至硬度试验等静载荷试验方法,都是采用横截面均匀的光滑试样,但实际生产中存在的构件,绝大多数都不是截面均匀无变化的的光滑体,往往存在着截面的急剧变化,例如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等。这种截面变化的部位可以视为缺口(切口)。由于缺口的存在,在载荷(静载荷或冲击载荷)作用下,缺口截面上的应力状态将发生变化,产生“缺口效应”,从而影响到金属材料的力学性能。 §4.1 静载荷作用下的缺口效应 一、缺口试样在弹性状态下的局部应力和局部应变 1. 应力集中和应变集中 一薄板的中心边缘开缺口,并承受拉应力σ作用。缺口部分不能承受外力,这一部分外力要有缺口截面其他部分材料来的承担,因而缺口根部的应力最大。或者说,远离缺口处的截面上的力线的分布是均匀的,而在缺口截面上,由于截面突然缩小,力线密度增加,越靠近缺口根部力线越密,出现所谓应力集中的现象。 应力集中程度以应力集中系数表示之: max max l t n l n K σσσσ= -缺口截面轴向最大应力 -缺口净截面平均轴向应力(名义应力)

K t 和材料性质无关,只决定于缺口几何形状(所以又称为几何应力集中因子或弹性应力集中因子)。例如: 1t K =+圆孔:3t K ≈ (无限宽板) 应力集中必然导致应变集中,在弹性状态下,有: E σε= 则: max max l t n l t n n K K K E E εσσεεε?== =?=? 即在弹性状态下,应力集中系数和应变集中系数相同。 2. 多轴应力状态 由图可见,薄板开有缺口承受拉应力后,缺口根部还出现了横向拉伸应力σx ,它是由材料的横向收缩引起的。可以设想,加入沿x 方向将薄板分成很多细小的纵向拉伸试样,每一个小试样受拉伸后都能产生自由变形。根据小试样所处的位置不同,它们所受的纵向拉伸应力σy 大小也不一样,越靠近缺口根部,σy 越大,相应的纵向应变εy 也越大(应力应变集中)。每一个小试样在产生纵向应变εy 的同时,必然也要产生横向收缩应变εx ,且εx =-νεy 。如果横向应变能自由进行,则每个小试样必然相互分离开来。但是,实际上薄板是弹性连续介质,不允许各部分自由收缩变形。由于这种约束,各个小试样在相邻界面上必然产生横向拉应力σx ,以阻止横向收缩分离。因此,σx 的出现是金属变形连续性要求的结果。在缺口截面上σx 的分布是先增后减,这是由于缺口根部金属能自由收缩,所以根部的σx =0。自缺口根部向内部发展,收缩变形阻力增大,因此σx 逐渐增加。当增大到一定数值后,随着σy 的不断减小,σx 也随之减小。(薄板,平面应力,z 向变形自由,σz =0,

机械性能试验

机械性能实验 一.实验目的 1. 测定低碳钢拉伸时的屈服极限σsl ,强度极限σb ,断后伸长率δ和断面收缩率χ; 2. 测定铸铁拉伸时的强度极限σb ; 3. 观察低碳钢拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化和颈缩等),并绘出拉伸曲 线; 4. 观察并比较低碳钢、铸铁压缩时的变形和破坏现象; 5. 观察并比较低碳钢、铸铁扭转时的变形和破坏现象; 6. 熟悉试验机和其他有关仪器的使用。 二.实验仪器和设备 1. CSS-44000电子万能材料试验机; 2. 扭转试验机 3. 游标卡尺及划线机 4. 拉伸试件、压缩试件、扭转试件。 三.实验原理和方法 1. 拉伸实验原理和方法 由拉伸试验来确定低碳钢材料的拉伸力学性能σsl 、σb 、δ、χ 和铸铁材料的拉伸力学σb 。由材料力学知 0A P sl sl = σ 0 A P b b =σ % 100%1000 1 00 1?-=?-= A A A L L L ψδ 首先,将被测材料按国标(GB6397-86)加工成标准试件,再根据(GB228-87)对其进行测定,用电子万能试验机进行加载。 试验时,利用CSS-44000电子万能试验机的计算机操作系统,输入有关参数,不但可以绘出被测材料的拉伸曲线图,同时可以计算出σsl 、σb 、δ、χ 。下图分别为低

碳钢和铸铁的拉伸图。 对于低碳钢,屈服阶段(B’-C)常呈锯齿形。上屈服点B’受变形速度和试件形式等影响较大,而下屈服点B则比较稳定。故工程上均以B点对应的载荷作为材料的屈服载荷P s,称为下屈服载荷P sl。过了屈服阶段,继续加载,曲线上升,直至载荷达到最大值,这时试件中的名义应力达到最大值。D点的工程应力即为材料的强度极限σb。过了D点,拉伸曲线开始下降,这时可观察到试件在某一截面附近产生的局部变形,既有颈缩现象,直至E点试件断裂。 对于铸铁,由于拉伸时的塑性变形很小,因此在变形(主要是弹性变形)很小时,就达到了最大载荷,而突然断裂,没有屈服阶段和颈缩现象。其强度极限σb即为试件断裂时的工程应力。 2.拉伸实验步骤 ⑴试件准备 * 低碳钢试件 (a). 在低碳钢试件长度L0=100mm的标距内,用刻线机每隔10mm刻一圆周线,即在长度标距内均匀地分为10格,以便观察试件变形沿轴向分布的情况和计算断后伸长率。铸铁试件不需要划圆周线。 (b). 用游标卡尺在标距两端和中间部位,分别沿互相垂直的两个方向各测量一次直径,并计算这三处的平均值,取其最小值作为试件直径d0。 * 铸铁试件 用游标卡尺在试件两端和中间部位,分别沿互相垂直的两个方向各测量一次直径,并计算这三处的平均值,取其最小值作为试件直径d0。 分别对低碳钢试件、铸铁试件进行试验。 ⑵试验机准备 根据CSS-44000电子万能试验机的试验步骤,打开EDC系统,打开计算机,根据计算机提示(或根据计算机操作详细说明)输入有关参数,系统进入试验状态。 ⑶安装试件 先将试件装夹在上夹头中,然后使用手动盒升降旋扭移动横梁至合适位置,把试件下端夹持在下夹头中。 ⑷进行实验 根据计算机提示(或根据计算机操作详细说明)进行试验,直至试件拉断,系统退出试验状态。对于低碳钢试件则进行下一步;对于铸铁试件则根据计算机提示打印拉伸曲线图和试验结果。 (5) 低碳钢试件断后标距测量和断口直径测量(铸铁没有这一步) (a). 测量断后标距 将被拉断试件的两段断口对齐并靠紧,如果断口到邻近标距点的距离大于1/3L0,则用游标卡尺直接测量断后的标距长度,此长度即为L1。若断口到邻近标距点的距离小于1/3L0,则需进行断口移中计算,计算所得长度即为断后标距L1。

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