金属材料损坏与变形

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1、金属材料与热处理陈健晶体的缺陷第二章金属材料的性能⑴了解金属材料的失效形式，⑵了解塑性变形的基本原理，⑶提高对金属材料的性能的认识。正确理解载荷，内力、应力的含义。应力的应用意义。⑴与变形相关的概念⑵金属的变形讲授、提问引导、图片展示、举例分析、一，晶体的缺陷：1点缺陷：间隙原子，空位原子，置代原子，在材料上表现为：使材料强度，硬度和电阻增加。2线缺陷：刃位错（如图：P-6），在材料上表现为：使得金属材料的塑性变形更加容易。3面缺陷：有晶界面缺陷和亚晶界面缺陷，表现为金属的塑性变形阻力增大，内部具有更高的强度和硬度。因此晶界越多，金属材料的力学性能越好。第二章金属材料的性能导入新课：我们经

2、常见到一些机械零件因受力过大被破坏，而失去了工作能力。大家能否举些身边的例子呢？——如：弯曲的自行车辐条，断掉的锯条、滑牙的螺栓等。机械零件常见的损坏形式有三种：        变形：如铁钉的弯曲。        断裂：如刀具的断崩。        磨损：如螺栓的滑扣。本次课给大家介绍金属材料损坏的形式、变形概念与本质等等，首先我们来了解一些基本概念。§2-1 金属材料的损坏与塑性变形一、与变形相关的概念㈠、载荷1、概念金属材料在加工及使用过程中所受的外力。2、分类        根据载荷作用性质分，载荷分三种：⑴、静载荷：大小不变或变化过程缓慢的载荷。——如：桌上粉笔盒的受力，用双手拉住

3、一根粉笔两端慢慢施力等。⑵、冲击载荷：突然增加的载荷。——如：用一只手捏住粉笔的一端，然后用手去弹击粉笔。⑶、变交载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。——如：通过在黑板上绘图分析自行车轮转动时辐条的受力。        根据载荷作用形式分，载荷又可以分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭曲载荷等。         拉伸载荷            压缩载荷         弯曲载荷                          剪切载荷                   扭曲载荷一、与变形相关的概念㈠、载荷1、概念金属材料在加工及使用过程中所受的外力。2、分

4、类：根据载荷作用性质分，三种：⑴、静载荷：大小不变或变化过程缓慢的载荷。——如：桌上粉笔盒的受力，用双手拉住一根粉笔两端慢慢施力等。⑵、冲击载荷：突然增加的载荷。——如：用一只手捏住粉笔的一端，然后用手去弹击粉笔。⑶、变交载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。——如：通过在黑板上绘图分析自行车轮转动时辐条的受力。        根据载荷作用形式分，载荷又可以分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭曲载荷等。         拉伸载荷            压缩载荷         弯曲载荷见车工工艺书P32，图2—20              剪切载荷      

5、             扭曲载荷㈡、内力1、概念材料受外力作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的与外力相对抗的力。 注意：  内力一定是在外力的作用下，材料内部所产生的相互作用力。2、特点⑴、内力的大小：外力增加时内力也增加，其数值大小与外力相等，当内力达到其极限值时，外力再增加，材料将被破坏。⑵、内力的方向：与外力相反。⑶、内力的作用方式：随外力的作用方式而变化。㈢、应力1、概念假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布，单位横截面积上的内力。 即：R=F/S（R——应力，Pa； F——外力，N；  S——横截面面积，m2）思考    公式中的内力为什么用外力代替？          

6、                     答：内力=外力2、意义用“应力”可以表示不同材料的承载能力（见各种手册中的强度指标），也可以在现有外力下材料内部单位面积的受力。——如：相同截面的粉笔和铁棒，在相同外力的作用下的结果。（粉笔先断，说明铁棒的应力比粉笔大，即承载能力较强。） ——如：相同截面的同一粉笔在不同的外力的作用下的结果。（作用力大的粉笔先断，说明先断的粉笔内部单位面积的受力较大） 二、金属的变形㈠   、变形阶段弹性变形→弹—塑性变形→断裂1、弹性变形：当外力消除后变形消失，金属恢复到原来的形状。性能和组织不发生变化。——如：当铁丝受力较小时产生微量变形，松手后铁丝恢复原状，

7、为弹性变形。2、塑性变形：当外力消除后，金属变形不能恢复原来的形状。性能和组织发生变化。——如：当铁丝受力较大而产生弯曲，松手不能恢复原状，为塑性变形。 ——如：晶体的滑移与位错。  ㈡、金属塑性变形的影响因素1、晶粒位向的影响：提高了塑性变形的抗力。2、晶界的作用：晶界越多，则晶体的塑性变形抗力越大。3、晶粒大小的影响：晶粒越细，塑性变形抗力就越大。细晶粒的多晶体不仅强度较高，而且塑性和韧性也较好。小结：细晶粒的金属具