金属材料与热处理 (2)

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1、§1.2工程材料的分类一、按来源分为天然材料和人工材料二、接用途分为功能材料和结构材料三、按化学性质分为：金属材料陶瓷材料（离子键和共价键，离子键为主）高分子材料（共价键、分子键和氢键，共价键为主）。四、工程材料的常见分类1无机材料（金属、金属间化合物、无机非金属材料（玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷））2有机材料（有机天然材料、有机合成高分子材料）3复合材料（金属基、陶瓷基、树脂基、金属间化合物基）§1.3课程性质与任务1、性质在实际生产过程中不可避免地要对工程材料的选择、应用与加工等问题进行科学系统的分析并予以全面正确的解决。“金属材料与热处理材料”课程正是为实现这

2、一目标而设置的。2、任务通过本课程的学习使学生在获得金属材料一般知识的基础上，了解常用材料成分、组织、性能和加工工艺之间的关系及其用途，从而使其初步具备合理选择材料和使用材料、正确选择加工方法及安排制定加工工艺路线的能力，也为后继有关课程的学习奠定必要的材料学基础。第一章金属的力学性能[本章内容]1.1金属的强度与塑性1.2金属的硬度1.3金属的冲击韧性1.4金属的疲劳强度1.5金属的断裂韧度[重点掌握]各种力学性能指标（强度,塑性；冲击韧性；硬度HB，HRC，HV；疲劳强度，断裂韧性。）的物理意义和单位。金属材料的性能金属材料具有许多良好的性，因此被广泛地

3、应用于制造各种构件、机械零件、工具和日常生活用具。金属材料的性包含工艺性和使用性两方面。工艺性是指制造工艺过程中材料适应加工的性(如铸造性、可锻性、焊接性及削加工性等)；使用性是指金属材料在使用条件下所表现出来的性，它决定了材料的应用范围、安全可靠性及使用寿命，包括力学性、物理和化学性。金属材料的力学性能金属材料的力学性是指材料在外力作用时抵抗变形和破坏的能力，表现为刚性(刚度)、弹性、强度和塑性等。它是设计人员与工艺人员最为关心的一个重要问题，是设计和制造零件最重要的指标，也是评定材料质量和热处理工艺的重要参数。首先，掌握材料的力学性能是设计零件、选用材料

4、时的重要依据，根据力学性能的状况才能决定该材料否满足零件的要求。其次，材料的力学性能指标也是控制材料质量的重要参数。每种金属材料，除了对其化学成分范围作了规定之外，还对它的力学性能(一定尺寸的试样，在一定的加工及热处理状态下的性能)指标作了较详细的规定。只有达到所规定的性能指标的材料才算是合格的，才能作为制造各类零件的原材料。首先，掌握材料的力学性能是设计零件、选用材料时的重要依据，根据力学性能的状况才能决定该材料否满足零件的要求。其次，材料的力学性能指标也是控制材料质量的重要参数。每种金属材料，除了对其化学成分范围作了规定之外，还对它的力学性能(一定尺寸的

5、试样，在一定的加工及热处理状态下的性能)指标作了较详细的规定。只有达到所规定的性能指标的材料才算是合格的，才能作为制造各类零件的原材料。§1.1金属的强度与塑性1.拉伸试验及拉伸曲线2.拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义一、静载单向静拉伸应力――应变曲线1.拉伸试样：长试样：L0=10d0短试样：L0=5d0ΔLF0低碳钢拉伸曲线脆性材料拉伸曲线2.拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线：纵坐标为应力σ单位MPa(MN/mm)，横坐标为应变ε其中：σ=F/S表示材料抵抗变形和断裂的能力ε＝（L1-L0）/L03.曲线分为四阶段：1）阶段I（ope）――弹性变

6、形阶段p:Fp，e:Fe（不产生永久变形的最大抗力）op段：△L∝P直线阶段pe段：极微量塑性变形（0.001--0.005%)2）阶段II（ess’）段――屈服变形S:屈服点Fs3）阶段III（s’b）段――均匀塑性变形阶段b:Fb材料所能承受的最大载荷4）阶段IV(bK)段――局部集中塑性变形－－颈缩铸铁、陶瓷：只有第I阶段中、高碳钢：没有第II阶段二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义1．刚度和弹性刚度材料在受力时，抵抗弹性变形的能力。E=σ/ε杨氏弹性模量GPa,MPa本质是：反映了材料内部原子结应力的大小，组织不敏感的力系指标。弹性：材料不产生塑性

7、变形的情况下，所能承受的最大应力。比例极限：σp=Fp/Ao应力――应变保持线性关系的极限应力值弹性极限：σe=Fe/Ao不产永久变形的最大抗力。2.强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。屈服强度s：材料发生微量塑性变形时的应力值。即在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。条件屈服强度0.2：高碳钢等无屈服点，国家标准规定以残余变形量为0.2%时的应力值作为它的条件屈服强度，以σ0.2来表示抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大应力值。（材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值）。s0.23.塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能

8、力。延伸率延伸率与试样尺寸有关；δ5、δ10(L0=