《材料的性能》PPT课件

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1、材料的性能是指材料的性质和功能。性质是本身所具有的特性或本性；功能是人们对材料的某种期待与要求可以承担的功效，以及承担该功效下的表现或能力。第一章材料的性能力学性能物理性能化学性能工艺性能使用性能1、力学性能：在外力或能量作用下表现出来的变形和破坏的特征。通常把作用在材料上的外力或能量称为载荷或负荷。对结构零件，力学性能是工程设计的重要依据。材料的常用力学性能指标有：静载时材料的力学性能：弹性，强度，塑性，硬度动载时材料的力学性能：冲击韧性疲劳特性耐磨性高、低温下的力学性能：高温——蠕变，低温——脆性断裂载荷大小不变或变化缓慢由于运动而产

2、生的作用在构件上的作用力。静力拉伸试验万能材料试验机静力拉伸试验变形和断裂行为材料在外力作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。外力去除后能恢复的变形称为弹性变形。外力去除后不能恢复的变形称为塑性变形。为消除试样几何尺寸对实验结果的影响：拉伸试验P:比例极限e:弹性极限E：弹性模量s:屈服强度(0.2)b:抗拉强度弹性和刚性弹性变形：在OA段，外力卸载后试样恢复到原始长度。通常用弹性极限se表示材料可以承受最大弹性变形的应力。工程实际中，一般规定以残余应变量为0.01%时的应力值作为“条件弹性极限”。弹性和刚性弹性变形：在OA’段

3、为直线，即应力与应变成正比，变化规律服从虎克定律，其极限应力为比例极限sp。弹性和刚度刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。取应力应变曲线上的弹性变形阶段，实际工件的刚度首先取决于材料的弹性模量（即基体金属的性质），又与该工件的形状和尺寸有关；但是难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变，即E是结构不敏感参数。强度与塑性①强度：在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。(单位MPa)屈服强度ss：材料产生屈服（塑性变形）时的最小应力，表示材料抵抗塑性变形的能力。条件屈服强度s0.2：对于无明显屈服现象的材料，规定以残余应

4、变量达到0.2%时的应力值作为屈服强度。强度与塑性抗拉强度sb：材料能承受的最大拉应力，表示材料抵抗破断的能力。抗拉强度又称为强度极限，是零件因断裂而失效的主要设计和选材依据之一。与弹性极限和屈服强度相比，抗拉强度具有易于测定的优点，得到广泛应用。强度与塑性②塑性：金属材料在外力作用下发生永久变形而不断裂的能力。断面收缩率是试样被拉断后截面积的相对收缩量。强度与塑性塑性指标的工程意义：一般不直接用于机械设计计算；当零件遭受意外过载或冲击时，通过塑性变形和应变强化可避免突然断裂；零件因存在台阶、沟槽及表面粗糙时，通过塑性变形可缓和应力集中的

5、作用，防止破坏；保证某些成形工艺和修复工艺的顺利进行；对金属材料能反映材料冶金质量的好坏。③硬度：材料抵抗外物压入能力，硬度测量简便快速，不破坏零件，硬度与强度间存在一定关系，可用硬度来估计强度，硬度测量应用很广泛。压入法（常用）●布氏硬度：HBW；（单位N/mm2,习惯不写)●洛氏硬度：HRA、HRB、HRC；（无单位）●维氏硬度：HV。（单位N/mm2,习惯不写)刻划法：莫氏硬度硬度反映材料抵抗局部塑性变形的能力，是衡量材料软硬程度的指标，也是表征材料性能的一个综合参量。莫氏硬度：刻划法硬度，适用于陶瓷和矿物。材料名称硬度级别滑石1石

6、膏2萤石4钠长石6黄玉8刚玉9金刚石10布氏硬度：应用最久、最广泛用直径D硬质合金球在力P的作用下压在试样上一定时间，压痕直径为d。适用于较软的塑性材料。优点：压痕面积大，测量结果误差小。缺点：不适宜成品零件即薄而小的零件。布氏硬度值的表示方法：硬度值＋HBW＋球直径mm＋试验力数值(单位kgf)＋与规定时间(10-15s)不同的试验力保持时间如：350HBW5/750,600HBW1/30/20洛氏硬度：用将标准压头用规定压力压入被测材料表面，根据压痕深度h来确定硬度值。洛氏硬度测试示意图洛氏硬度值的表示方法：硬度值(从硬度计上直接读出

7、)＋HRA、HRB或HRC如：60HRC,75HRA常用洛氏硬度因所用压头和载荷不同又分为：HRC、HRB、HRA三种，其中HRC应用最广泛。优点：操作迅速简便，效率高，适用于大量生产中的成品检验；压痕很小，几乎不损伤工件表面，可对工件直接进行检验。缺点：压痕小，数据分散度较大，代表性、重复性差；不同标尺测得的硬度值不能直接进行比较。测量原理与布氏硬度法相似，用压痕单位面积上承受的力作为材料硬度的度量。但采用对面夹角136度四棱锥金刚石压头，在力P作用下压入材料，力的大小从980N、490N…到0.192N不等。维氏硬度：维氏硬度值的表示

8、方法：硬度值＋HV＋试验力数值(kgf)＋与规定时间(10-15s)不同的试验力保持时间如：640HV/30/20,600HBW1/30/20优点：具有前两种测试方法的优点，负荷大小可任意选择