《金属材料导论》ppt课件

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1、金属材料工程概论主编刘宗昌任慧平郝少祥教师陈召松电话177085331311本教材主要内容第一章材料在国民经济中的地位第二章金属材料导论第三章金属材料的生产及加工第四章金属结构材料第五章不锈钢和耐热钢第六章金属耐磨材料第七章金属功能材料第八章亚稳态材料第九章铸铁第十章有色金属及合金第十一章非金属材料第十二章金属整合系统第十三章材料科学基础理论知识23第二章金属材料导论2.1材料简史及金属科学人类和自然斗争的历史可大致分为两大时代：石器时代金属时代到目前为止，全世界金属材料的总年产量已达数十亿吨。我国从青铜器、铁器发展引领

2、世界发展潮流，到近代落后于西方。42.1材料简史及金属科学金属学是由早期金相学/物理化学/材料力学结合的独立学科5金属学主要研究的中心内容是：金属材料的成分、组织结构、性能三者之间的关系及其变化规律。2.2金属材料的一般特性使用性能——在正常工作条件下，材料应具备的性能力学性能，物理性能，化学性能工艺性能——材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度铸造性，锻造性，焊接性，切削加工性，热处理性经济性能原材料价格，加工费用，采购与管理费用62.3决定金属材料性能的基本因素成分因素不同含量的金属元素决定金属性能组

3、织结构因素组织：用肉眼或借助于显微镜所观察到的金属材料内部的情景。结构：原子集合体中各原子的具体组合状态。奥氏体铁素体结构2.4两大图形——相图和C曲线相图C曲线2.4两大图形——相图和C曲线相图狭义相图(Phasediagram)，也称相态图、相平衡状态图，是用来表示相平衡系统的组成与一些参数(如温度、压力)之间关系的一种图。它在物理化学、矿物学和材料科学中具有很重要的地位。广义相图是在给定条件下体系中各相之间建立平衡后热力学变量强度变量的轨迹的集合表达，相图表达的是平衡态，严格说是相平衡图。C曲线过冷奥氏体等温转变动

4、力学曲线是表示不同温度下过冷奥氏体转变量与转变时间关系的曲线。由于通常不需要了解某时刻转变量的多少，而比较注重转变的开始和结束时间，因此常常将这种曲线绘制成温度-时间曲线，简称C曲线2.5常用力学性能指标材料在静载荷作用下的主要力学性能指标有：弹性刚度强度塑性硬度可通过拉伸试验和硬度试验测得。拉伸实验１.将材料做成标准式样，在式样上打上标距。２.将试样装在拉力试验机夹头上，缓慢加载，通过自动记录装置得到试样所受载荷F和伸长量△L的关系曲线称为拉伸曲线；拉伸曲线F(N)FbFsFeo变形过程：oe为纯弹性变形阶段外力去除后

5、试样完全恢复原状e以上为弹塑性变形阶段es为屈服阶段外力不增加，试样明显伸长sb为大量塑性变形阶段外力增加不多，试样明显伸长bk为缩颈阶段试样出现集中变形，抵抗外力能力下降ob为均匀变形弹性变形——外力去除后能完全消失的变形塑性变形——外力去除后不能消失的变形L%应力应变曲线为了消除试样尺寸的影响引入了应力和应变的概念。强度材料抵抗变形和破坏的能力强度材料抵抗变形和破坏的能力比例极限：外力与变形成正比时的最大应力σp=Fp/So（测力计弹簧、枪炮弹簧）弹性极限：保持纯弹性变形的最大应力σe=Fe/So（比σp稍大，弹性零

6、件，一般不提此要求）屈服强度：产生屈服时的应力（屈服点）σs=Fs/So用于有明显屈服现象的材料规定残余伸长应力：产生0.2%残余伸长率时的应力σr0.2过去叫条件屈服强度：σ0.2抗拉强度：断裂前最大载荷时的应力（强度极限）σb=Fb/So强度屈服点屈服点σs:材料产生屈服时的最低应力值称为屈服点，以σs表示，单位为ＭＰa。屈服强度σ02：对于无明显屈服现象的金属材料(如：高碳钢)，通常规定试样产生0.2％残余应变时的应力值为该材料的条件屈服强度，以σ0.2表示，单位为ＭＰa,又称为屈服强度。抗拉强度抗拉强度σb：材料

7、在拉断前所承受的最大应力值，称为抗拉强度，通常用σb表示，单位为ＭＰa。抗拉强度表示材料均匀塑性变形的最大能力。塑性产生塑性变形而不断裂的能力断后伸长率（延伸率）δ=[(L1-L0)/L0]╳100%断面收缩率ψ=[(S0-Sk)/S0]╳100%δ和ψ越大，材料的塑性越好。塑性对材料的意义：考虑提高安全性便于压力加工成型（板金件加工成型）硬度布氏硬度（HB）要用于测定硬度<650HBW的毛坯和半成品件的硬度，如铸铁件等。洛氏硬度(HR)要测定各种钢材和非铁合金的硬度，其中HRC用的最多，主要测量钢材的硬度。布氏硬度试验

8、测量试验以直径为D的淬火钢球或硬质合金球为压头，在载荷F的静压力下，将压头压入被测材料的表面；停留若干秒后，卸去载荷。然后，采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d,并依据d的数值从专门的硬度表格中查出相应的HB值。原理HBS（HBW）=F/S=2F/πD[D-(D2-d2)1/2]不写单位：kgf/mm2为了区别不同的