《工程材料导论》ppt课件

《《工程材料导论》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章工程材料导论第一节材料的性能第二节材料的微观结构基础第三节铁碳合金相图第四节常用钢铁材料第五节钢的热处理第六节常用有色金属及其合金第七节金属材料的微观检验第一章工程材料导论掌握金属材料的主要力学性能能画出铁碳合金相图，并运用相图判断铁碳合金的成分、组织与性能。熟悉热处理“四把火”，工艺特点和应用。掌握常用钢铁和有色金属合金的种类、牌号、性能及应用。本章基本要求工程材料的性能铸造性能可锻性能可焊性能切削加工性能热处理性工艺性使用性能力学性能物理性能化学性能工艺性能金属材料的主要性能1.使用性能――反映金属材料在使用过

2、程中所表现出的特性。包括：力学性能：（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）物理性能：（密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性等）化学性能：（抗大气、海水及其它介质腐蚀、抗高温氧化等2.工艺性能――反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性。包括：铸造特性、压力加工特性、焊接特性、热处理特性、切削加工特性等。在选择和应用金属材料时，一般无特殊要求时，首先考虑金属材料的使用性能，而在使用性能中，又主要以力学性能（机械性能）为主，因此作为本章讨论的重点。力学性能：材料在外力（静载荷、动载荷、交变载荷）作用下，所表现出的性

3、能。包括强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等,是选择、使用金属材料的重要依据。第一节材料的性能第一章工程材料导论一、金属材料的力学性能常用力学性能指标：第一章工程材料导论静载强度抗拉抗压抗弯硬度塑性韧性动载冲击韧度疲劳强度1.1静载荷下材料的力学性能第一章工程材料导论图1.1拉伸试样(a)拉断前(b)拉断后1）强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。抗拉强度测试实验FLF0d电子拉伸试验机第一章工程材料导论工程应力：σ=F/A0工程应变：ε=(L-L0)/L0图1.3低碳钢应力-应变曲线σεσeσsσbesbk0低

4、碳钢的应力-应变曲线e－最大弹性变形点s－屈服点b－最大外力点k－断裂点σe－弹性极限σs－屈服极限σb－抗拉强度第一章工程材料导论四个阶段1.弹性变形阶段变形可逆变形量<1％2.屈服阶段不需要进一步增加外力就可产生明显的塑性变形发生塑性变形的标志3.塑性变形阶段产生永久变形4.缩颈和断裂阶段超过b点后局部迅速变细，直至断裂第一章工程材料导论ⅠⅡⅢⅣ低碳钢应力－应变曲线弹性极限：对应最大弹性变形的应力抗拉强度：最大载荷所对应的应力伸长率：（恒量塑性变形的指标）断面收缩率：断口处第一章工程材料导论良好的塑性是塑性变形加工的

5、必要条件。拉伸试样的颈缩现象注意与断裂强度的区别不同材料的拉伸曲线s=0.2sεεε(a)脆性材料(b)塑性材料（塑性较低）(c)塑性材料举例：(a)铸铁(b)铝青铜(c)退火低碳钢、有色金属卸载后，恢复部分为弹性应变量；残留部分为塑性应变量。第一章工程材料导论2）硬度材料抵抗更硬物体压入的能力称为硬度;表示材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度等（1）布氏硬度（HBW）HBW＝试验力／压痕面积，单位N/mm2压头：硬质合金球有效值：小于650HBW适用材料

6、：退火钢、正火钢、有色金属、不锈钢等。第一章工程材料导论布氏硬度计第一章工程材料导论用直径D的淬火钢球或硬质合金球,在一定压力P下,将钢球垂直地压入金属表面,并保持压力到规定的时间后卸荷,测压痕直径d，查表获得硬度值.（一般不写单位）图1.4布氏硬度计及测试原理第一章工程材料导论（2）洛氏硬度HRC、HRA、HRB规范HRAHRBHRC压头120°金刚石圆锥Φ1.588淬火钢球120°金刚石圆锥总试验力/N60×9.8100×9.8150×9.8测量范围60～8525～10020～67适用材料硬质合金、表面淬火钢软的钢材

7、、退火钢、铜合金淬火钢、调质钢表1.1三种洛氏硬度的特点及适用范围第一章工程材料导论洛氏硬度计用金刚石圆锥作压头，在规定的预载荷和总载荷下压入材料，卸载后测其深度h，由压痕深度计算硬度，可在洛氏硬度计上直接读出，无单位。图1.5洛氏硬度计及测试原理第一章工程材料导论布氏硬度与洛氏硬度的特点比较布氏硬度：压痕面积大；HB值的代表性较全面；实验数据的重复性好；由于淬火钢球本身易变形，不能试验太硬的材料；由于压痕较大，不能进行成品检验洛氏硬度：一般采用金刚石压头，因此可用于硬度很高的材料；压痕很小，几乎不损伤工件表面，故在钢件

8、热处理质量检查中应用最多；由于压痕小，数据代表性、重复性差些；必须进行多点测试，取平均值。动画洛氏硬度测量动画布氏硬度测量第一章工程材料导论第一章工程材料导论1.2动载荷下材料的力学性能设计受冲击载荷件时，必须考虑材料的抗冲击性能；在某些条件下（如低温）具有脆性倾向的材料，如鸟巢Q460E钢，-40℃冲击功≥27J。