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機械性質實驗

機械性質實驗. Instructor: Dr. Chih-Chieh Wang ( 王致傑博士 ). 大綱. 拉伸實驗 抗衝擊實驗 洛氏硬度實驗 微 氏 硬度實驗. 拉伸實驗. 兩種曲線 : 具有明顯降伏強度，不具明顯降伏強度. 目的 : 瞭解 材料在受到拉力時 ，抵抗 伸長變形的能力及斷裂的 特性 ( 強度 ) 。. 具有明顯降伏強 度. 彈性限 : 符合虎克定律 ( 應變應力是線性關係 ) 比例限 : 變形仍屬彈性但應力應變不再是線性關係 ) 降伏點 : 對施加賀重，達某一值時，應力突然下降

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Presentation Transcript

  1. 機械性質實驗 Instructor: Dr.Chih-Chieh Wang (王致傑博士)

  2. 大綱 • 拉伸實驗 • 抗衝擊實驗 • 洛氏硬度實驗 • 微氏硬度實驗

  3. 拉伸實驗 • 兩種曲線 : 具有明顯降伏強度，不具明顯降伏強度 目的: 瞭解材料在受到拉力時，抵抗伸長變形的能力及斷裂的特性 (強度)。

  4. 具有明顯降伏強度 彈性限: 符合虎克定律 (應變應力是線性關係) 比例限: 變形仍屬彈性但應力應變不再是線性關係)降伏點: 對施加賀重，達某一值時，應力突然下降 最大抗拉強度: 經降伏後應力會隨外加應力的增加而提升，當達到最高點時的應力 虎克定律(應變應力是線性關係):σ=Eε (E: Young’s modulus) 降伏強度(yield strength):σyield= 最大抗拉強度(Ultimate Tensile Strength, UTS): σUTS= 破斷強度(Breaking strength): σf=

  5. 不具有明顯降伏強度 降伏點:0.2%或0.002截距位置畫一平行線

  6. 延性 (ductility) • 伸長率:(L0:實驗前長度 L1: 破斷時長度) • 斷面縮率:(A0:實驗前面積 Af: 破斷時面積)

  7. 斷裂面 (a) 高延性破壞，試片頸縮至一點，(b) 些許頸縮後的中等延性破壞，(c) 沒有任何塑性變形的脆性破壞。 https://ecourse.nutn.edu.tw/.../public_getfile.ashx?.

  8. 斷裂面 (cupand cone) 杯錐形破壞的幾個階段。(a) 最初頸縮，(b) 小的孔洞形成，(c) 孔洞合併成裂縫，(d) 裂縫成長，(e) 最後剪破壞發生於與拉伸成 45°角度的方向。 https://ecourse.nutn.edu.tw/.../public_getfile.ashx?.

  9. (a) 鋁的杯錐形破壞，(b) 中碳鋼的脆性破斷。 https://ecourse.nutn.edu.tw/.../public_getfile.ashx?.

  10. (a) 照片顯示脆性破壞的 V 形狀的「山形紋」特徵，箭號指示裂縫的源頭，本圖約為實際大小。 https://ecourse.nutn.edu.tw/.../public_getfile.ashx?.

  11. 真應力和真應變 瞬間截面積 初始截面積 : Ai: 瞬間截面積 :

  12. 抗衝擊實驗 目的: 利用衝擊了解材料的韌性高低 (能量) I. II. I-II I. II. 已知 試片破斷所吸收 (I-II): 抗衝擊: 實驗值 單位: 試片斷面面積

  13. 溫度對衝擊值的影響 (Fracture transition plastic temperature, FTPT) 低溫: 呈現脆性破斷，破斷面光亮平整 韌脆轉換溫度: 破斷處產生大量塑性變形，破斷面光澤較灰暗

  14. 洛氏硬度實驗 • 用一定的荷重押入材料表面，使試片產生壓痕，根據壓痕大小經過換算來表示材料的洛氏硬度值 • HRA:是採用60Kg載荷和鑽石錐壓入器求的硬度，用於硬度較高的材料。例如：硬質合金。 • HRB:是採用100Kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球求得的硬度，用於硬度較低的材料。例如：退火鋼、 鑄鐵等。 • HRC:是採用150Kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度很高的材料。例如：淬火鋼等 • 表示方法:硬度符號+硬度數據

  15. 測試原理 t= t2-t3 HRC=100-500t HRB=130-500t (由刻度讀出) http://www1.ytit.edu.tw/edu/me/148/B05.pdf

  16. 維氏硬度實驗 • 適用於顯微鏡分析。以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，受壓之後造成永久變形，量取對角線長度，求取硬度值。 • HV=P/A=1854.4P/d2(P=荷重 (g) A= 壓痕表面積(mm2)D=凹痕之平均對角線長度(mm)) http://www.yrmade.net/ydjqt6.html

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