中南大学机械系工程材料ppt教学资料.ppt

《中南大学机械系工程材料ppt教学资料.ppt》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、1机械工程材料MaterialsForMechanicalEngineering2第2章材料的性能与力学行为本章目录2.1材料的静态力学性能2.2材料的动态力学性能2.3材料的物理、化学性能2.4材料的工艺性能2.5金属的塑性变形及强化2.6金属的再结晶与变形加工3材料的性能使用性能工艺性能力学性能物理性能化学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工程材料的性能4使用性能：为保证机械零件或工具正常工作，材料应具备的性能，它包括物理性能（如导电性、导热性、热膨胀性等）、化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）和力学性能。工艺性能：在制

2、造机械零件或工具的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能，它包括铸造、锻造、焊接、切削加工等工艺性能以及热处理工艺性等。力学性能：材料在外力作用下所显示的性能，又称机械性能，如强度、硬度、塑性、韧性、抗疲劳性等。52.1材料的静态力学性能2.1.1材料的强度与塑性一、拉伸实验1、拉伸试样GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》,规定有圆形、矩形、多边形、环形等试样。常用标准圆截面试样。长试样：L0=10d0短试样：L0=5d0圆形标准拉伸试样返6拉伸试验机拉伸试样的颈缩现象2、拉伸试验将标准圆形拉伸试样装夹在拉伸试验机上，缓

3、慢地加载（静载荷），随着载荷的增加，试样逐渐伸长，直至拉断。在试验过程中，试验机自动记录每一瞬间载荷和伸长量，并绘出它们之间的关系曲线，称为拉伸曲线。73、拉伸曲线oe段：弹性变形阶段s段（平台或锯齿）：屈服阶段sb段：均匀塑性变形阶段，是强化阶段b点：形成了“缩颈”bk段：非均匀变形阶段，承载下降，到k点断裂ΔLFopesbk(σ)（ε）低碳钢的拉伸曲线（外力F-变形量ΔL曲线及应力σ-应变ε曲线）8强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。弹性极限：是试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力值，是材料产生完

4、全弹性变形时所能承受的最大应力值，用σe表示，单位为MPa。屈服强度：是材料开始塑性变形时的应力值，它反映了材料抵抗永久变形的能力，是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值。常以下屈服强度ReL作为屈服强度的值，单位为MPa。对于高碳钢、铸铁等材料，以试样拉伸时产生0.2%残余延伸率所对应的应力为规定残余延伸强度，记为Rr0.2，即所谓的“条件屈服强度”。抗拉强度：是材料的极限承载能力，是试样拉断前所能承受的最大应力值，用Rm表示，单位为MPa。二、强度9三、刚度与塑性刚度：是指材料受力时抵抗弹性变形的能力。弹性模量：是指材料在弹性范围内的应

5、力与应变的比值。用E表示，单位为MPa。塑性:是指材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。断后伸长率：是指试样拉断后标距长度的残余伸长（断后标距Lu与原始标距L0之差）与原始标距长度L0的百分比。用符号A表示（相当于旧国家标准的δ5）。断面收缩率：是指断裂后试样横截面积的最大缩减量(原始横截面积So与断后最小横截面积Su之差)与原始横截面积So之比的百分率，用符号Z表示。102.1.2材料的硬度硬度：是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，它是衡量材料软硬程度的指标。特点：硬度是通过硬度试验测得的。硬度试验方法简单、迅速、不需要

6、专门的试样、不损坏工件，因此在生产和科研中得到广泛应用。分类：测定硬度的方法很多，压入法测定的硬度值表征材料表面抵抗硬物侵入的能力，常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验方法。111、布氏硬度测定原理：用直径为D的淬火钢球或硬质合金球做压头，在试验力P的作用下压入被测金属表面，保持规定的时间后卸除试验力，则在金属表面留下一压坑(压痕)，用读数显微镜测量其压痕直径d，求出压痕表面积，用试验力P除以压痕表面积所得的商作为被测金属的布氏硬度值，用符号HB表示。布氏硬度试验原理示意图12表示方法：当压头为淬火钢球时,布氏硬度用符号HBS表示，适合于

7、测定布氏硬度值在450以下的材料，如：320HBS；压头为硬质合金压头时，用HBW表示，适用于布氏硬度大于450且小于650的材料，如：540HBW。应用范围：适于测定退火钢、正火钢、调质钢、铸铁及有色金属的硬度，也用于试验经淬火、回火但硬度不高的钢件。特点：测量误差小、数据稳定，适合于测量组织粗大且不均匀的金属材料的硬度(如铸铁、轴承合金等)。但试验较费时，压痕较大，不宜用于测太薄件或成品，也不能用来测太硬的材料。132、洛氏硬度测定原理：用一个顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球为压头，在规定载荷F作用下压入被测试

8、材料表面，通过测定压头压入的深度来确定其硬度值。实测时，硬度值的大小由硬度计的指示器上直接读出。表示方法：洛氏硬度用符号HR表示，最常用的标尺为HRA、HRB、HR