本书全面系统地介绍了金属材料的各种力学性能测试方法,并归纳出了常用金属材料的力学性能数据。其主要内容包括:金属材料力学性能试验基础,金属材料的拉伸性能、硬度、冲击性能、扭转性能、剪切性能、压缩性能、弯曲性能、断裂性能、疲劳性能测试方法,以及铸铁和铸钢,结构钢,工模具钢,不锈钢和耐热钢,铝及铝合金,镁及镁合金,铜及铜合金,锌、钛、镍及其合金,特殊合金的力学性能数据。本书采用现行的相关国家标准和行业标准,内容系统全面,数据齐全可靠,查阅方便快捷,具有实用性、综合性、先进性、可靠性。
本书全面采用现行的相关技术标准,系统地介绍了金属材料的力学性能测试方法,提供了实用的金属材料力学性能数据。内容系统全面,数据齐全可靠,查阅方便快捷,具有实用性、综合性、先进性、可靠性。
为了帮助读者掌握金属材料各种力学性能的测试方法,并能快速、准确地查阅常用金属材料的力学性能数据,我们于2011年编写出版了《金属材料力学性能手册》。该书在工程设计、质量检测、金属材料研究及营销等方面为读者提供了技术支持,深受读者欢迎。
近年来,国家相关部门对大量的金属材料及其力学性能测试相关标准进行了修订,相应的测试方法也不断完善和更新,第1版的内容已经不能满足读者的需求。为了与时俱进,我们决定对《金属材料力学性能手册》进行修订再版。本次修订的主要内容如下:
1)根据新发布或修订的相关国家标准和行业标准,更新了相应的测试方法和金属材料的力学性能数据。
2)完善了力学性能测试的各种要求及试验步骤,通过系统地科学归纳整理,使本书力学性能测试部分的章节结构均符合实际测试过程中的应用程序(包括试样制备、试验设备要求、试验环境、试验详细步骤、试验中的注意事项、试验数据的处理及误差控制),并对各章节的内容进行了结构性调整,使之更便于读者查阅。
3)根据作者多年的实际工作经验,有选择地给出了部分试验的多种测试方法,包括公式法、图像法、静态法、动态法等,便于读者根据实际工作要求和所具备的试验条件进行选择。
4)修正了第1版中的错误和不妥之处。
本书从工业生产实际出发,以现行的相关国家标准和行业标准为依据,全面系统地介绍了金属材料的各种力学性能测试方法,并归纳出了常用金属材料的力学性能数据。其主要内容包括:金属材料力学性能试验基础,金属材料的拉伸性能、硬度、冲击性能、扭转性能、剪切性能、压缩性能、弯曲性能、断裂性能、疲劳性能测试方法,以及铸铁和铸钢,结构钢,工模具钢,不锈钢和耐热钢,铝及铝合金,镁及镁合金,铜及铜合金,锌、钛、镍及其合金,特殊合金的力学性能数据,共19章。本书可供从事工程设计、材料研究、质量检测、材料营销等工作的技术人员参考,也可供相关专业的在校师生参考。
本书由刘胜新任主编,路王珂、于根杰、王成铎任副主编,参加编写工作的还有:夏力、陈奕杞、李亚敏、夏静、苗晋琦、徐丽娟、肖树龙、刘鸣放、宋月鹏、李立里、孙为云、霍方方、陈光、翟德铭、李书珍、王朋旭、王鸿杰、马超宁、李宇佳、张亚荣、孙华为、赵丹、丛康丽、颜新奇、李浩、隋方飞、武倩倩、杨晗,汪大经教授对全书进行了认真审阅。
在本书的编写过程中,参考了国内外同行的大量文献资料和相关标准,谨向相关人员表示衷心的感谢!由于编者水平有限,不妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
编者
前言
第1章金属材料力学性能试验基础1
1.1金属材料力学性能试验的目的1
1.2金属材料力学性能试验的试样制备1
1.2.1相关术语和定义1
1.2.2试料状态1
1.2.3试样类型2
1.2.4样坯切取的原则和规定2
1.2.5取样方法3
1.3数值修约规则15
1.3.1相关术语和定义15
1.3.2数值修约规则15
1.3.3极限数值的表示和判定16
1.4试验数据的处理和误差分析18
1.4.1误差的定义和分类18
1.4.2直接测定量的误差表示法20
1.4.3力学性能试验数据处理示例21
第2章金属材料的拉伸性能测试方法24
2.1相关术语和定义24
2.2金属材料室温拉伸试验27
2.2.1试样27
2.2.2试验设备34
2.2.3试验内容及结果表示36
2.3金属材料低温拉伸试验58
2.3.1试样58
2.3.2试验设备58
2.3.3试验内容及结果表示60
2.4金属材料液氦拉伸试验62
2.4.1试样63
2.4.2试验设备63
2.4.3试验内容及结果表示65
2.5金属材料高温拉伸试验67
2.5.1试样67
2.5.2试验设备67
2.5.3试验内容及结果表示68
2.6金属超塑性材料拉伸试验69
2.6.1试样69
2.6.2试验设备70
2.6.3试验内容及结果表示71
2.7金属材料单轴拉伸蠕变试验74
2.7.1试样74
2.7.2试验设备76
2.7.3试验内容及结果表示78
2.8金属材料焊接接头拉伸试验82
2.8.1试样83
2.8.2试验设备85
2.8.3试验内容及结果表示86
2.9金属材料焊缝十字接头和搭接接头拉伸试验86
2.9.1试样87
2.9.2试验设备87
2.9.3试验内容及结果表示87
2.10焊缝及熔敷金属拉伸试验89
2.10.1试样89
2.10.2试验设备91
2.10.3试验内容及结果表示91
2.11金属材料管和环拉伸试验91
2.11.1试样91
2.11.2试验设备91
2.11.3试验内容及结果表示91
2.12有色金属细丝拉伸试验92
2.12.1试样92
2.12.2试验设备92
2.12.3试验内容及结果表示92
2.13金属材料薄板和薄带拉伸应变硬化指数的测定93
2.13.1试样94
2.13.2试验设备94
2.13.3试验内容及结果表示94
2.14金属材料弹性模量和泊松比测定试验96
2.14.1静态法96
2.14.2动态法103
第3章金属材料的硬度测试方法115
3.1相关术语和定义115
3.2金属材料洛氏硬度试验116
3.2.1试样116
3.2.2试验设备116
3.2.3试验内容及结果表示118
3.3金属材料布氏硬度试验122
3.3.1试样122
3.3.2试验设备123
3.3.3试验内容及结果表示124
3.4金属材料维氏硬度试验126
3.4.1试样126
3.4.2试验设备127
3.4.3试验内容及结果表示129
3.5金属材料努氏硬度试验133
3.5.1试样133
3.5.2试验设备133
3.5.3试验内容及结果表示133
3.6金属材料肖氏硬度试验135
3.6.1试样136
3.6.2试验设备136
3.6.3试验内容及结果表示136
3.7金属材料里氏硬度试验137
3.7.1试样137
3.7.2试验设备138
3.7.3试验内容及结果表示139
3.8焊接接头硬度试验140
3.8.1试样141
3.8.2试验设备141
3.8.3试验内容及结果表示141
3.9焊缝破坏性显微硬度试验145
3.9.1试样145
3.9.2试验设备146
3.9.3试验内容及结果表示146
3.10钢铁热处理零件硬度检验通则147
3.11金属材料各种硬度与强度的换算关系149
3.11.1金属材料各种硬度间的换算关系149
3.11.2钢铁材料硬度与强度的换算关系150
3.11.3有色金属材料硬度与强度的换算关系152
第4章金属材料的冲击性能测试方法154
4.1金属相关术语和定义154
4.2金属材料夏比摆锤冲击试验156
4.2.1试样156
4.2.2试验设备157
4.2.3试验内容及结果表示159
4.3金属材料夏比冲击断口测定试验163
4.3.1试样163
4.3.2试验设备163
4.3.3试验内容及结果表示163
4.4钢材夏比V型缺口摆锤仪器化冲击试验166
4.4.1试样166
4.4.2试验设备166
4.4.3试验内容及结果表示168
4.5焊接接头冲击试验170
4.5.1试样170
4.5.2其他试验要求172
4.6硬质合金常温冲击试验172
4.6.1试样172
4.6.2试验设备172
4.6.3试验内容及结果表示172
4.7烧结金属材料冲击试验174
4.7.1试样174
4.7.2试验设备174
4.7.3试验内容及结果表示174
第5章金属材料的扭转性能测试方法176
5.1相关术语和定义176
5.2金属材料室温扭转试验177
5.2.1试样177
5.2.2试验设备178
5.2.3试验内容及结果表示178
5.3金属线材单向扭转试验183
5.3.1试样183
5.3.2试验设备183
5.3.3试验内容及结果表示184
5.4金属线材双向扭转试验185
5.4.1试样185
5.4.2试验设备186
5.4.3试验内容及结果表示186
第6章金属材料的剪切性能测试方法187
6.1相关术语和定义187
6.2金属线材和铆钉剪切试验188
6.2.1试样188
6.2.2试验设备188
6.2.3试验内容及结果表示192
6.3销的剪切试验192
6.3.1试样192
6.3.2试验设备193
6.3.3试验内容及结果表示193
第7章金属材料的压缩性能测试方法194
7.1相关术语和定义194
7.2金属材料压缩性能试验195
7.2.1试样195
7.2.2试验设备197
7.2.3试验内容及结果表示198
7.3金属轴承材料压缩试验203
7.3.1试样203
7.3.2试验设备203
7.3.3试验内容及结果表示204
第8章金属材料的弯曲性能测试方法206
8.1相关术语和定义206
8.2金属材料弯曲力学性能试验207
8.2.1试样207
8.2.2试验设备208
8.2.3试验内容及结果表示211