绪论工程材料的主要性能答辩ppt课件.ppt

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1、工程材料机电工程学院绪论机械制造的基本过程工程材料分类及应用本课程主要内容学习本课程要求参考书目二、工程材料分类及应用金属材料黑色金属：钢、铁有色金属：除钢铁以外的其它金属及合金。非金属材料高分子材料：塑料、橡胶陶瓷材料：碳化硅、氮化硅复合材料：玻璃钢陶瓷刀具：可在冰冻条件下切削肉类和其他食品，切削水果不变色，切洋葱不刺眼塑料齿轮重量轻、噪声低、成本低、自润滑信息科学能源科学材料科学旧石器时代-----新石器时代-----青铜器时代-----铁器时代-----人工合成材料时代现代科学技术的三大支柱材料的发展与历史时代的划分航空航天人类第一架飞机1903莱特兄弟1

2、6公里/小时螺旋桨飞机300公里/小时铝合金民航喷气式飞机500～1000公里/小时高温合金我国主力喷气战斗机歼八2700公里/小时人造卫星钛合金：密度小耐高温耐腐蚀通信技术现有太平洋海底光缆示意图金属材料获得广泛的应用的原因优良的机械性能优良的物理性能优良的工艺性能三、本课程主要内容工程材料的主要性能金属与合金的晶体结构与结晶金属的塑性变形与再结晶钢的热处理常用金属材料机械零件选材及工艺路线分析四、学习本课程要求上课认真听讲、做笔记；积极参加讨论、回答问题；独立完成作业，不要互相抄袭；认真完成实验，不缺勤。成绩评定：平时作业10%实验20%期末70%第1章材料

3、的力学性能内部结构与性能成分——结构（组织）——性能加工工艺与性能切削加工锻造铸造焊接使用行为与性能橡胶暴露在空气中逐渐硬化金属在周期性载荷作用下会产生疲劳普通钢钻头不能象高速钢钻头那样飞快切削工程材料的主要性能力学性能物理性能化学性能工艺性能1.1静力学性能——材料在静外力作用下所表现出的各种性能。强度硬度塑性疲劳强度冲击韧性断裂韧性拉伸实验电子拉伸试验机GB/T288-1987应变ε=△L/L0GB/T288-2002见附录1低碳钢拉伸曲线应力σ=F/S0N/mm2(MPa)一、弹性与刚度弹性变形（不超过0.5%~1%）弹性极限σe——材料不产生塑性变形所能

4、承受的最大应力。（精密弹性元件、炮筒）弹性模量E=σ/ε——衡量材料抵抗弹性变形的能力。表示材料的刚度。机器零件或构件刚度：E·A二、强度——在外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力。屈服点σs——材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值。屈服强度σ0.2——试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值。抗拉强度σb——材料在断裂前所承受的最大应力值。（Rm）三、塑性——材料在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。伸长率δ——试样在拉断后的相对伸长量。（A）δ={（L1-L0）/L0}×100%L0——试样原始标距长度；L1——试样拉断后的标距长度。断面收缩率ψ——

5、试样被拉断后横截面积的相对收缩量。（Z）Ψ={（A0-A1）/A0}×100%A0——试样原始横截面积；A1——试样拉断处的横截面积。塑性的意义：1.零件在使用过程中偶然过载时，因发生塑性变形而不至于突然断裂；2.碰撞时吸收能量；3.塑性成形。四、硬度——材料抵抗外加载荷压入表面的能力。（1）布氏硬度（HBW）压头为硬质合金时经验关系：低碳钢：σb≈0.36HBW高碳钢：σb≈0.34HBW灰铸铁：σb≈0.10HBW试验规范。表示方法：120HBW120HBW10/1000/30表示直径为10mm的硬质合金球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30

6、s测得的布氏硬度值为120压痕较大，只适用于毛坯检验，不适合成品。（2）洛氏硬度HR试验规范。表示方法：60HRC洛氏硬度操作迅速、简便，压痕小可在工件表面进行试验，可测各种金属。压痕较小，代表性差。由于材料成分偏析，组织不均匀，使硬度值分散性大，应在不同部位测量多次取平均值。（3）维氏硬度(HV)采用相对面夹角为136o金刚石正四棱锥压头，以规定的试验力F压入材料的表面，保持规定时间后卸除试验力，用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值。载荷小，压入深度浅，适于测试零件表面淬硬层及化学热处理的表面层。连续一致的标尺，可测定从极软到极硬的各种金属材料。

7、测定较麻烦，工作效率不如洛氏硬度高。可测量硬度为10~1000HV范围的材料。由于各种硬度试验的条件不同，因此相互间没有理论的换算关系，根据试验结果的粗略换算关系如下：硬度在200~600HBS（W）HRC≈1/10HBS硬度小于450HBSHBS≈HV各种硬度间换算以及硬度与强度之间的换算可查表。五、疲劳强度交变应力——应力的大小、方向随时间变化。疲劳——承受交变应力的零件在工作过程中，往往在工作应力低于其屈服强度的情况下发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。特征：无征兆突然断裂，造成严重事故。据统计，在损坏的机器零件中，80%是由金属疲劳造成的！（1）疲劳实验变动

8、载荷：载荷时间对称交变应