材料成型技术基础PPT电子教案-第一章 工程材料导论.ppt

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1、于美杰山东大学材料学院材料成型技术基础绪论课程性质和特点是研究金属材料及其加工方法的一门科学；是高等院校机械类、材料类等工科专业必修的技术基础课。特点：内容广泛、知识点多、实用性强学习目的和任务熟悉常用金属材料的组织、性能、应用和选用原则；掌握各种主要加工方法的基本原理和工艺特点；熟悉零件结构设计的工艺性要求；了解与本课程有关的新技术、新材料、新工艺。Introduction绪论主要内容工程材料导论金属的凝固成形－铸造金属的塑性成形－锻压金属的焊接成形－焊接切削加工成形－机加工材料：Q460E、Q345D和Q345GJD低合金高强度结构钢力学性能：屈服强度、抗拉强度、塑性、冲击韧性工艺：铸

2、造轧制焊接第一章工程材料导论第一节材料的力学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。本章基本要求第一节材料的力学性能常用力学性能指标：第一章工程材料导论MechanicalProperties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节材料的力学性能Mechanica

3、lProperties第一章工程材料导论图1.1拉伸试样(a)拉断前(b)拉断后强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。抗拉强度测试实验图1.2低碳钢拉伸实验第一节材料的力学性能MechanicalProperties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1.1低碳钢应力-应变曲线σεσeσsσbesbk0低碳钢的应力-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－抗拉强度第一节材料的力学性能四个阶段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

4、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MechanicalProperties第一章工程材料导论ⅠⅡⅢⅣ低碳钢应力－应变曲线第一节材料的力学性能弹性极限：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MechanicalProperties第一章工程材料导论良好的塑性是塑性变形加工的必要条件。拉伸试样的颈缩现象注意与断裂强度的区别第一节材料的力学性能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

5、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MechanicalProperties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HB（HBS、HBW）HBS/HBW＝试验力／压痕面积，单位N/mm2压头：淬火钢球，测试较硬材料时易变形有效值：小于450HBS，650HBW适用材料：退火钢、正火钢、有色金属、不锈钢等。第一节材料的力学性能MechanicalProperties第一章工程材料导论（硬质合金球）布氏硬度计第一章工程材料导论用直径D的淬火钢

6、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）第一节材料的力学性能MechanicalProperties图1.4布氏硬度计及测试原理第一章工程材料导论第一节材料的力学性能MechanicalProperties（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、退火钢、铜合金淬火钢、调质钢表1.1三种洛氏硬度

7、的特点及适用范围第一章工程材料导论第一节材料的力学性能MechanicalProperties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第一节材料的力学性能MechanicalProperties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