金属学基础教学教案

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1、课堂教案2011年9月17日（星期六）任课教师：李久平课题第一•章金属学基础§1-2金属材料的力学性能教学目的掌握反映金属力学性能的强度与犁性、硬度与韧性及疲劳强度的概念及一些相关常识。了解金属力学性能的常用试验方法等内容。教学重点1、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度的概念。2、常用力学性能试验方法。课的类型理论课教学方法讲授、讲解、捉示法。教具教学内容第一章金屈学基础§12金屈材料的力学性能［复习旧课］1、密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性的意义3。2、常用力学性能试验方法。［本节的主耍内容］通过对本节的学习使学生们掌握反映金屈力学性能的强度与塑性、硬

2、度与韧性及疲劳强度的概念及一些相关常识。了解金属力学性能的常用试验方法等内容。为今后学习焊接知识打下良好基础。［本节重点］强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度的概念。常用力学性能试验方法。［本节难点］对金属力学性能各指标的理解与应用。［复习旧课］1、密度、热膨胀性，导热性、导电性等概念2、常用的物理性能在焊接时的应用方法［引入新课］§12金屈材料的力学性能一、力学性能中的几个重要概念力学性能一金属材料受外力作用吋表现出來的性能叫力学性能。力学性能通常包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。载荷…■金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。根据载荷作用性

3、质的不同，分为静载荷（是指外力大小和方向不变或变动很慢的载荷）、冲击载荷（是在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷）及疲劳载荷（是所经受的周期性或非周期性的动载荷，也称循环载荷）三种。金属材料受不同载荷作用而发生的儿何形状和尺寸的变化称为变形。变形分为弹性变形（是指在外力作用下产生变形，当外力去除后，变形也随Z消失，其变形大小与外力成止比。）和塑性变形（是指在外力去除后仍能保留下来的永久变形）。内力•…金属受外力作用后，为保持其不变形，在材料内部作用着与外力相对抗的力称为内力。应力■…单位截而积上的内力称为内应力。F—表示外力（N）o（应力Pa）=S…表示

4、横截面积（n?）一、强度强度…■材料抵抗外力产生塑性变形或断裂的能力。根据载荷作用方式不同，强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度五种。一般情况下多以抗拉强度为判别材料强度高低的指标。金屈材料的强度和塑性指标是通过拉仲实验来测定。1、拉伸试样2、力…伸长曲线（图略）3、强度指标（1）屈服强度（屈服点）一材料产生屈服时的最小应力值叫屈服强度。Fs—屈服现象时的最小载荷（N）o（屈服强度Pa）=——So…试样原始横截面积（m2）（2）抗拉强度--材料在断裂询所能承受的最人应力称为抗拉强度。Fb—试样拉断前所承受的最大载荷（N）Oc（抗拉强度M

5、Pa）=——So…试样原始横截面枳（m?）屈服强度和抗拉强度都是设计和选材的依据，也是材料的主要力学性能指标。二、塑性材料在载荷作用下，产生永久变形而不断裂的能力叫塑性。工程上常用伸长率和断面收缩率作为材料的塑性指标。1、伸长率■…试样拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比称为仲长率，用§表示。1.—Io试样拉断后的标距（mm）8（伸长率％）=1—试样的原始标距（mm）2、断面收缩率--试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截而积的百分比称为断而收缩率，用符号W表示。So-Si—试样拉断处的最小横截面积（mm2）W（断面收缩率％）=X100%So…

6、试样的原始横截面积（mm2）仲长率和断面断面收缩率数值越人，表示材料的塑性越好。［教学提示］举例P9三、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。材料的硬度越高，耐磨性能越好。是衡量耐磨性能的重要指标。测定硬度试验的方法很多，常用的冇压入法，主要冇以下几种：（-）布氏硬度（主要用于原材料检验）…符号：HB1、测试原理布氏硬度测试原理■…用直径为D的淬火钢球或硕质合金球，以相应的实验力压入试样表面，保持规定的时间后，卸除载荷，用读数放大镜测量其球面压痕直径d。根据压痕直径d计算出压痕表面积。单位凹印表面积上所承受的平均压力即为布氏硬度值。

7、用淬火钢球作压头吋用布氏硬度符号HBS来表示。用硕质合金球作压头时用布氏硕度HBW来表示。F2FHBS（或HBW）=—=0.102S凹兀D（D-VD2-d2）HBS—表示淬火钢球，实验吋的布氏硬度值。单位为N/mm2,但习惯上只写明硬度值而不标J11单位。HBW…表示硬质合金球，实验时的布氏硬度值。F—表示实验力（N）S凹…表示压痕凹印表面积（mn?）D一表示球体直径，mmd…表示压痕平均直径，mm一般来说材料愈软，其压痕宜径就愈大，布氏硬度值也就愈低。反之,布氏硬度值就愈高。2、实验条件的选择根据被测金属材料的种类、硬度值的范围及金属的厚度进行选择。3、

8、布氏皱度表示方法4、应用范围及优缺点布氏硬度的优点：具有较高的测量