《工程材料的性能》PPT课件.ppt

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1、第一章工程材料的性能化工学院引言：1、金属材料的性能使用性能：指材料在使用过程中所表现的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能：指在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。2、金属材料力学性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。指材料在外力作用下表现出来的性能，主要有弹性、刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。第一节强度与塑性化工学院一、材料的拉伸曲线1、OE段：直线、弹性变性2、EP段：曲线、弹性变形+塑性变形5、F1点：出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低，拉伸力达到最大值，试

2、样即将断裂。3、PS段：水平线（略有波动）明显的塑性变形屈服现象，作用的力基本不变，试样连续伸长。4、SB曲线：弹性变形+均匀塑性变形第一章工程材料的力学性能σb---抗拉强度；σp---比例极限σs---屈服点；σe---弹性极限化工学院弹性是材料即刻恢复原状，不产生永久变形的性能。刚度表征材料弹性变形抗力的大小。二、弹性、强度和刚度1、弹性模量E=σ/ε§1-1刚度、强度与塑性ε：材料在应力作用下产生的的应变符号：σ材料产生弹性变形现象时的应力E：衡量材料产生弹性变形难易的指标总结：E越大，使材料产生一定量弹性变形应力越大，说明材料的刚度越大。E取决于材料本身，合金化、热处

3、理、冷热加工对它影响很小，室温下，钢的E大都在1.9×105~2.2×105MPa。弹性模量随着温度的升高而逐渐降低。南山学院强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。三、强度的指标2、抗拉强度指试样拉断前所承受的最大拉应力。其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力。1、屈服点σb=Fb/S0当材料的内应力σ＞σb时，材料将产生断裂。σb常用作脆性材料的选材和设计的依据。符号：σs材料产生屈服现象时的最小应力σs=Fs/S0Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N）S0：试样原始横截面积（mm）§1-1静载荷时材料的力学性能化工学院三、塑性指标塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏

4、的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。1、断后伸长率2、断面收缩率指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。δ=(L1-L)/Lx100%L:标距（本实验L=100）L1:拉断后的试件标距。将断口密合在一起，用卡尺直接量出。Ψ=(A0-A1)/A0x100%A0:试件原横截面积。A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。§1-1静载荷时材料的力学性能硬度化工学院引言：1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。2、硬度的测试方法（1）布氏硬度（2

5、）洛氏硬度（3）维氏硬度（4）肖氏硬度§1-1静载荷时材料的力学性能化工学院1、布氏硬度试验（布氏硬度计）原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。2、布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。如：120HBS500HBW4、测量范围用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等.一、布氏硬度3、优缺点（1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（2）可测的硬度值不高（3）不测试成品与薄件（4）测量费时，效率低§1-1静载荷时

6、材料的力学性能化工学院一、布氏硬度当试验压力的单位为N时，则§1-1静载荷时材料的力学性能化工学院1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计）原理:用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。2、洛氏硬度值用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读出。如：50HRC4、测量范围用于测量淬火钢、硬质合金等材料.二、洛氏硬度3、优缺点（1）试验简单、方便、迅速（2）压痕小，可测成品，薄件（3）数据不够准确，应测三点取平均值（4）不应测组织不均匀材料，如铸铁。§1-1静载荷时材料的力学性能化工学院1、维氏硬度试

7、验原理:用夹角为136°的金刚石四棱锥体压头，使用很小试验力F（49.03-980.07N）压入试样表面，测出压痕对角线长度d。2、维氏硬度值用压痕对角线长度表示。如：640HV。4、测量范围常用于测薄件、镀层、化学热处理后的表层等。三、维氏硬度3、优缺点（1）测量准确，应用范围广（硬度从极软到极硬）（2）可测成品与薄件（3）试样表面要求高，费工。§1-1静载荷时材料的力学性能化工学院§1-2动载荷时材料的力学性能由于许多机械零件在动载荷下工作，材料对动载荷的抗力就不能用简单地用静载荷力学性