金属及合金在外载荷作用下的状况课件.ppt

《金属及合金在外载荷作用下的状况课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、金属及合金在外载荷作用下的状况材料承受外载荷的状况对标准试样两端施加轴向拉力P，试样产生变形。若将试样从开始直到断裂前所受的拉力P，与其所对应的伸长ε画成曲线，可得拉伸图，它反映金属材料在拉伸过程中的弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学特性。该图也可绘成应力-应变图。从中可以直接读出材料的机械性能指标。第一篇金属材料导论试样8/30/20211-1金属及合金的基本性能σeσsσbσε弹性变形阶段弹塑性变形阶段屈服阶段塑性变形阶段缩颈阶段破坏阶段e脆性材料断裂阶段sbk文字说明8/30/20211-1金属及合金的基本

2、性能表征材料承受载荷能力的物理量材料承受外载荷作用时单位面积上产生的平衡外力的抵抗力，称为应力。通常我们将它作为表征材料承受外载荷能力的物理量，用字母σ表示。σ—应力，N/m2P—外载荷，NF0—试样原始截面积，m28/30/20211-1金属及合金的基本性能材料机械性能的主要指标金属及合金的机械性能在这里是就力学性能而言的,即受外力作用时所反映出来的性能，它是衡量金属材料的极其重要的指标。金属材料的主要机械性能如下：强度弹性塑性刚度硬度冲击韧性疲劳强度8/30/20211-1金属及合金的基本性能金属材料的物理、化

3、学及工艺性能物理性能：主要物理性能有比重、熔点、热膨胀性、导热性和导电性等。一些物理性能对于加工工艺有一定的影响。化学性能：它是金属材料在室温或高温时抵抗各种化学作用的能力，主要是指抵抗活泼介质的化学侵蚀能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。工艺性能：工艺性能是物理、化学、机械性能的综合。按工艺方法的不同，可分为铸造性、可锻性、可焊性和切削加工性。8/30/20211-1金属及合金的基本性能σ-ε曲线图σe为材料所能承受的不产生永久变形的最大应力，叫做弹性极限。当载荷继续增加到s点时，试样所承受的载荷虽不再增加，但试

4、样本身仍继续产生塑性变形，所以图上出现水平线段，这种现象称为屈服，s点就叫作屈服点，σs叫做屈服极限。有些脆性大的金属材料在拉伸图中没有明显的水平线段，通常规定产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限，用σ0.2表示。当载荷继续增加到b点时，试样截面出现局部变细的缩颈现象，材料截面变小，承载能力下降，至k点时试样被拉断。σeσsσbσε弹性变形阶段弹塑性变形阶段屈服阶段塑性变形阶段缩颈阶段破坏阶段e脆性材料断裂阶段sbk8/30/20211-1金属及合金的基本性能σ-ε曲线图材料承受外载荷的变形过程可归纳为两个阶段

5、：变形和破坏oe段：弹性变形——变形程度与外载荷成正比es段：弹塑性变形——外载去除后试样不能完全恢复原状至屈服点s：塑性变形——永久变形阶段屈服点s之后的水平线段：屈服阶段——纯塑性变形开始sb段：塑性变形——外载荷增加塑性变形程度增加bk段：缩颈现象——外载荷减小塑性变形程度增加点k之后：破坏——试样断裂8/30/20211-1金属及合金的基本性能强度强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。按作用力性质分为：抗拉强度抗弯强度抗剪强度抗扭强度按应力大小划分：弹性极限屈服极限脆性材料的屈服极限强度极限在

6、工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。金属材料不能在超过其σs的条件下工作，否则会导致机件的破坏。8/30/20211-1金属及合金的基本性能弹性弹性：金属材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能恢复其原来形状的性能，称作弹性。这种随外力而消失的变形，叫做弹性变形，其大小与外力成正比。金属材料在外力作用下都会或多或少的产生变形。在使用金属材料时，除了变形的程度外，更值得注意的是外力去除后，变形能否恢复原状或恢复原状的程度，这两者反映金属材料的弹性和塑性。8/30/20211-1金属及合金的基本性能

7、塑性塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能，叫做塑性。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做塑性变形，其大小与外力不成正比。衡量塑性的指标相对延伸率δ断面收缩率ψ8/30/20211-1金属及合金的基本性能刚度金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力叫做刚度。在弹性范围内，应力σ与应变ε的比值称作弹性模量EE＝σ／ε它相当于引起单位形变时所需要的应力。刚度常用弹性模量E来表示。弹性模量的大小主要决定于金属材料本身，弹性模量是金属最稳定的性质之一。考虑一个零件的刚度问题，不仅要注意材料的弹性模

8、量，还要考虑零件的形状和尺寸大小。8/30/20211-1金属及合金的基本性能硬度金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力，叫做硬度。它是材料性能的一个综合物理量，表征着金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变形或破断的能力。常用的硬度指标有布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV、肖氏硬度HS。布氏硬度洛氏硬度8/30/20211-1金属及合金的基本