模具材料与热处理 教学课件 作者 许炳鑫 主编 第一章　金属材料的性能.ppt

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1、第一章绪　　论第一章　金属材料的性能第一章　金属材料的性能第一节　金属材料的物理性能和化学性能第二节　金属材料的力学性能第三节　金属的工艺性能第一节　金属材料的物理性能和化学性能一、金属的物理性能1.密度　某种物质单位体积内所具有的质量称为该物质的密度。表1-1　常用金属的物理性能第一节　金属材料的物理性能和化学性能表1-1　常用金属的物理性能2.熔点　金属或合金从固态向液态转变时的温度称为熔点。第一节　金属材料的物理性能和化学性能3.导热性　金属材料传导热量的性能称为导热性。4.导电性　金属材料传导电流的性能称为导电性。5.热膨胀性　金

2、属材料随着温度变化而膨胀、收缩的特性称为热膨胀性。6.磁性　金属材料被磁化或被磁铁吸引的性能叫做磁性。二、金属的化学性能1.耐蚀性　金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力称为耐蚀性。2.抗氧化性　金属材料在室温或加热时抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。第一节　金属材料的物理性能和化学性能3.化学稳定性　化学稳定性是金属材料的耐腐蚀和抗氧化的总称。第二节　金属材料的力学性能1)静载荷：是大小不变或变化过程很缓慢的载荷。2)冲击载荷：是指在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。3)交变载荷：是指大小、方向或大小和方向随时

3、间发生周期性变化的载荷。图1-1　载荷的作用形式a)拉伸载荷　b)压缩载荷　c)弯曲载荷d)剪切载荷　e)扭转载荷第二节　金属材料的力学性能一、强度1.拉伸试样　拉伸试样的形状一般有圆形和矩形两类。2.力—伸长曲线　拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关线叫做力—伸长曲线，也称为拉伸曲线图。图1-2　圆形拉伸试样a)拉伸前　b)拉伸后第二节　金属材料的力学性能图1-3　低碳钢的力——伸长曲线第二节　金属材料的力学性能(1)Oe——弹性变形阶段　试样变形完全是弹性的，此时如果卸载，试样即恢复原状。(2)es——屈服阶段　当载荷超过Fe再卸载时，

4、试样的伸长只能部分地恢复，而保留一部分残余变形，这种不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。(3)sb——强化阶段　在屈服阶段以后，欲使试样继续伸长，必须不断加载。图1-4　铸铁的力-伸长曲线第二节　金属材料的力学性能(4)bz——缩颈阶段(局部塑性变形阶段)当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。3.强度指标(1)屈服点第二节　金属材料的力学性能图1-5　规定残余伸长应力示意图第二节　金属材料的力学性能(2)抗拉强度　材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示。二、塑性1.断后伸长率　试样拉断后，

5、标距的伸长与原始标距的百分比称为断后伸长率，用符号δ表示。2.断面收缩率　试样拉断后，第二节　金属材料的力学性能缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率，用符号Ψ表示。解(1)计算S0、S1第二节　金属材料的力学性能(2)计算σs、σb第二节　金属材料的力学性能(3)计算δ、Ψ第二节　金属材料的力学性能三、硬度1.布氏硬度(1)布氏硬度的测试原理第二节　金属材料的力学性能图1-6　布氏硬度试验原理图第二节　金属材料的力学性能(2)布氏硬度的表示方法1)球体直径。2)试验力。3)试验力保持时间(10～15s不标注)。表1-

6、2　根据材料和布氏硬度范围选择试验条件表1-2　根据材料和布氏硬度范围选择试验条件第二节　金属材料的力学性能表1-2　根据材料和布氏硬度范围选择试验条件2.当有关标准中没有明确规定时，应使用无括号的F/D2值。(3)应用范围及优缺点　布氏硬度主要适用于测定灰铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不是很高的材料。2.洛氏硬度第二节　金属材料的力学性能(1)洛氏硬度测试原理　洛氏硬度试验原理与布氏硬度的不同，它不是以测定压痕的面积来计算硬度值，而是以测量压痕深度来表示材料的硬度值。图1-7　洛氏硬度试验过程示意图a)加初始试验力　b)加主试验力　

7、c)卸除主试验力第二节　金属材料的力学性能(2)常用洛氏硬度标尺及其适用范围　为了用一台硬度计测定从软到硬不同金属材料的硬度，可采用不同的压头和总试验力组成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。表1-3　常用洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围表1-3　常用洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围(3)优缺点　洛氏硬度试验的优点是：操作简单迅速，能直接从刻度盘上读出硬度值；第二节　金属材料的力学性能压痕小，可以测定成品及较薄工件；测试的硬度值范围大，可测从很软到很硬的金属材料。图1-8　维氏硬度试验原理示意图第二

8、节　金属材料的力学性能3.维氏硬度　维氏硬度试验原理基本上和布氏硬度相同。四、冲击韧度1.冲击试样　为了使试验结果可以互相比较，必须采用标准试样。第二节　金属材料的力学性能图1-9　标准夏比U