金属学与热处理课件.ppt

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1、金属学与热处理主讲人：孙晓艳绪论课程主要内容：1、金属材料的性能与结构：主要讲述金属材料的力学性能物理和化学性能和工艺性能;金属的晶体结构主要讲述金属的晶体结构显微组织和实际晶体的缺陷，以及金属的结晶。2、铁碳合金与碳素钢、合金钢：主要介绍铁碳合金相图及碳钢与合金钢的分类、编号等.3、热处理：主要介绍主要介绍热处理的原理（钢在加热、保温、冷却时的组织转变）和热处理的工艺（退火、正火、淬火、回火、表面热处理等）及常用材料的典型热处理工艺。4、金属的塑形变形与再结晶：主要介绍金属的塑性变形及金属的冷

2、、热加工。第一讲：金属材料的性能与结构第一部分：金属材料的性能金属材料的性能可分为：使用性能和工艺性能。使用性能是指为保证机械零件或工具正常工作，材料具备的性能。它包括力学性能、物理性能和化学性能等。工艺性能是指在制造机械零件或零件的过程中，金属材料适应各种冷热加工的性能，它包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能、以及热处理性能等。一、金属材料的力学性能金属的力学性能是指金属抵抗外力作用的能力。外力也称载荷它按外力可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷。常用的力学性能指标有：强度、塑形、硬

3、度、冲击韧性、疲劳强度等。1、强度和塑性金属受到载荷作用后所发生的变形可分为：弹性变形和塑性变形。（1）强度：是指金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和断裂的能力。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。材料强度一般可通过拉伸试验来测定。（1）．拉伸试样1、拉伸曲线力－伸长曲线弹性变形阶段屈服阶段强化阶段缩颈阶段力金属学与热处理.ppt－拉伸曲线一、与变形相关的几个概念1．载荷载荷——金属材料在加工及使用过程中所受的外力。根据载荷作用

4、性质的不同分：（1）静载荷——大小不变或变化过程缓慢的载荷。（2）冲击载荷—在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。（3）交变载荷——大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。2．内力内力——工件或材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力。3．应力应力——假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布，单位横截面积上的内力。δδδ（2）、强度指标（1）屈服极限——当材料产生屈服现象时的应力，它表示在材料产生明显塑性变形时的最低应力。（2）抗拉强度

5、（强度极限）——是试样在拉断前所承受的最大应力。抗拉强度越大，表示材料抵抗断裂的能力越大，即强度越高，它是设计、选材的主要依据。2、塑性所谓塑性是指金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。常用的塑性指标有：伸长率和断面收缩率。（1）伸长率δ——试样在拉断后，其标距部分内所增加的长度与原标距长度的比值。单位为%。（2）断面收缩率——试样在拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原横截面积的比值，单位为%。°二、硬度硬度是指金属材料抵抗更硬物体压入其表面的能力，也可以说金属表面抵抗变形的能力。布

6、氏硬度试验机洛氏硬度试验机维氏硬度试验机1．布氏硬度布氏硬度值——用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为MPa，但一般均不标出，用符号HBW表示：布氏硬度原理表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。当保持时间为10～15s时可不标。例：170HBW10/1000/30：直径10mm的压头，在9807N（1000kg）的试验力作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。600HBW1/30/20：直径为1mm压头，在294.2N（30kg）的实验力

7、作用下，保持20s时测得的布氏硬度值为600。2．洛氏硬度洛氏硬度计表盘洛氏硬度试验原理洛氏硬度原理表示方法：符号HR前面的数字表示硬度值。HR后面的字母表示不同的洛氏硬度标尺。例：45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。常用的三种洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围四、冲击韧性冲击韧性——金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。材料的冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲试验来测定。断裂韧性——当外力应力或裂纹尺寸增加到一定值时，裂纹突然快速扩展，最终使材料脆断，这个应力强度因子的临界值，称为断裂韧性。

8、冲击试样试样从一定高度被击断后，缺口处单位横截面面积上吸收的功，即表示冲击韧度值。冲击实验*五、金属疲劳概念由于所承受的载荷为交变载荷，零件承受的应力虽低于材料的屈服强度，但经过长时间的工作后，仍会产生裂纹或突然发生断裂。金属这样的断裂现象称为疲劳断裂。金属材料抵抗交变载荷作用而不产生破坏的能力称为疲劳强度。疲劳极限用符号R－1表示。二、金属材料的物理和化学性能（一）金属材料的物理性能是指金属材料在重力、温度、电磁等物理作用下表现出的性能。包括：密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、导磁性等。1