材料的种类与性能.ppt

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1、材料的种类与性能第一章机械制造基础基本内容123材料的种类基本概念金属材料的力学性能材料的种类1基本内容123材料的种类基本概念金属材料的力学性能基本概念金属：合金：由一种金属元素所组成。如Cu，Al，Mg，Zn由一种金属元素为主，加入其他金属（或非金属）元素所组成，例Fe＋C→铁碳合金(钢、铸铁)Cu＋Zn→铜锌合金(黄铜)2基本内容123材料的种类基本概念金属材料的力学性能金属材料的性能使用性能工艺性能力学（机械）性能强度、硬度、刚度、塑性、韧性等物理性能密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等化学性能耐腐蚀性、耐高温性等铸造性能流

2、动性、收缩性等锻造性能塑性、变形抗力等焊接性能热处理性能切削加工性金属材料的力学性能3返回外力作用下的变形与失效材料的力学性能指标失效形式与力学性能之间的关系金属材料的力学性能力学性能：材料在外力作用下所表现出来的性能3外力作用下的变形与失效3外加载荷拉伸实验两种变形弹性变形：塑性变形：加力产生，去力消失加力产生，去力保留特点：有力才有变形去力见分晓外力作用下的变形与失效三个阶段弹性变形阶段(F

3、（凸轮）3材料的力学性能指标——静载荷作用延伸率断面收缩率↑，↑，塑性↑↑↑,一般，＝5%，满足要求塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力表征材料抵抗断裂的能力。↑，不易断裂表征材料抵抗塑性变形的能力。↑，不易产生塑性变形名义屈服强度强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力3抗拉强度材料产生0.2%的塑性变形时所具有的应力值应用静载荷作用的零部件锻造材料弹性变形阶段的最大应力值弹性极限屈服强度材料的力学性能指标——静载荷作用E↑，刚度↑布氏硬度HB（布氏硬度实验原理）洛氏硬度HRC，HRA，HRB，HRF维氏硬度和显微

4、硬度HV硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力弹性模量(刚度)E：3材料受力时抵抗弹性变形的能力，表征材料产生弹性变形的难易程度材料的力学性能指标——静载荷作用3返回3返回Figure2.12Generalcharacteristicsofhardness-testingmethodsandformulasforcalculatinghardness.ThequantityPistheloadapplied.Source:H.W.Hayden,etal.,TheStructureandPropertiesofMaterials,Vol.I

5、II(JohnWiley&Sons,1965).HardnessTestsHardnessConversionChartFigure2.14Chartforconvertingvarioushardnessscales.Notethelimitedrangeofmostscales.Becauseofthemanyfactorsinvolved,theseconversionsareapproximate.材料的力学性能指标——动载荷作用冲击韧性材料抵抗冲击载荷的能力3(J/m2)——摆锤冲断试样所消耗的冲击功——试样缺口处的横截面积

6、式中材料的力学性能指标——动载荷作用3返回材料的力学性能指标——交变载荷作用疲劳强度材料抵抗交变载荷的能力作用载荷不变时，材料变形量随时间延长而缓慢增加在给定温度、规定时间内，试样产生的蠕变量不超过规定值时的最大应力3蠕变强度材料经受无数次（108）交变载荷而不破坏所承受的最大应力大小与方向随时间变化的载荷特点：抵抗能力：交变载荷破坏形式：突然断裂材料的力学性能指标——其他载荷作用磨损机器运转时，任何零件在接触状态下的相对运动都会产生摩擦，导致零件磨损，最后失效。按磨损的破坏机理，磨损可分为：（1）黏着磨损（2）磨粒磨损（3）腐蚀磨损

7、3失效形式与力学性能之间的关系磨损断裂塑性变形过量弹性变形HBE两者密切联系，一般，HB↑↑两者密切联系，一般，↑↑3返回返回低碳钢拉伸返回布氏硬度实验原理返回冲击实验思考题1、金属材料的性能包括哪些？2、什么是金属的力学性能？它包括哪些主要力学性能指标？