Laves相NbCr2化合物力学性能及应用研究

2023-11-08 理论教育版权反馈

【摘要】：1）密度及致密度块体材料的实际密度采用阿基米德法测量，称量在电子天平上进行，试样测量前要用酒精清洗干净并烘干。图3-2维氏硬度实验原理示意图材料的断裂韧性也采用维氏硬度压痕法测量，这是国际上常用的考察脆性材料断裂韧性的方法。

1）密度及致密度

块体材料的实际密度采用阿基米德法测量，称量在电子天平（型号BT224S）上进行，试样测量前要用酒精清洗干净并烘干。计算公式如下：

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式中　m——试样在空气中称得的质量，kg；

　　　m1——试样在水中称得的质量，kg；

　　　ρ0——水的密度，kg/m3。

2）硬度及断裂韧性

在HV-10 型小型维氏硬度计上测量维氏硬度，取5 个点的平均值，使用的载荷为9.8 N，保压时间为15 s；采用维氏硬度压痕法测量断裂韧性，取3 个点的平均值，载荷为98 N、196 N、294 N，保压时间为15 s。

维氏硬度是采用相对夹角为136°的金刚石正菱形角锥压入试样，以单位压痕面积所受的载荷来确定硬度值，如图3-2 所示。角锥压痕的面积与两对角线平均值有关，计算公式为

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维氏硬度值为

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式中　HV——维氏硬度，MPa；

　　　P——实验时所用载荷，N；

　　　F——角锥体压痕面积，mm2；

　　　d——压痕两对角线的平均长度，mm。(www.chuimin.cn)

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图3-2　维氏硬度实验原理示意图

材料的断裂韧性也采用维氏硬度压痕法测量，这是国际上常用的考察脆性材料断裂韧性的方法。如图3-3 所示为压痕及尖角裂纹示意图，当C≥2a，且裂纹尺寸不超过试样厚度的1/10 时，断裂韧性的计算公式为

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式中　 pagenumber_ebook=63,pagenumber_book=57 ——与材料无关的常数，对维氏硬度压痕尖角的裂纹取为0.02，无量纲；

　　　E——弹性模量，这里取为218 GPa；

　　　H——维氏硬度值，GPa；

　　　P——压头上施加的载荷，N；

　　　C ——为尖角裂纹长度之半，m。

而如图3-3 所示a 则为压痕对角线长度之半，单位为m。

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图3-3　压痕及尖角裂纹示意图

3）压缩性能

压缩实验在济南试验设备厂生产的WDW-100 型电子式万能材料试验机上进行。压缩试样是从压坯中用线切割方法加工，尺寸为φ4 mm×6 mm。为减小压缩时的摩擦力，采用不同粒度的金相砂纸打磨压缩试样的端面。实验温度为室温，压头速度为0.1 mm/min。