第1章金属材料的力学性能ppt课件.ppt

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1、金属加工基础徐水职教中心2016.12金属加工与实训课的基本内容金属加工性能、材料铸造、锻压、切削焊接、热处理铸造金属加工与实训焊接切削金属加工与实训锻压金属热处理第1章金属材料的力学性能金属材料的性能使用性能工艺性能金属材料为保证机械零件或工具正常工作应具备的性能金属材料在制造零件或工具的过程中，适应各种冷、热加工的性能力学性能物理性能化学性能铸造性能焊接性能锻压性能切削性能热处理性能金属材料的力学性能力学性能是指金属材料在力的作用下所显示的与弹性和塑性变形反应的性能。材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。外力去处后不能恢复的变形称为

2、塑性变形。金属材料的力学性能强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等第一节金属材料的强度与塑性强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。塑性是指金属材料在静载荷作用下产生塑性变形而不致引起破坏的能力。金属材料的强度和塑性的判据可通过拉伸试验测定。一、拉伸试验拉伸试验是指静拉伸力对试样进行轴向拉伸，通过测量拉伸力和伸长量来测定试样强度、塑性等力学性能的试验拉伸试验机拉伸试样万能材料试验机a)液压式b)电子式拉伸试验试样经过的四个阶段及力—伸长曲线弹性变形阶段屈服阶段变形强化阶段颈缩和断裂阶段二、金属材料的强度强度是指金属材料抵抗永久变形和断裂的能力。金属材料强度的大小用两个指标

3、来表示屈服强度、抗拉强度1、屈服强度Re2、抗拉强度Rm是指在拉伸试验过程中，不增加的情况下，拉伸试样仍然能继续伸长时的应力。是指拉伸试样拉断前所承受的最大拉应力。金属材料的强度一般钢材的屈服强度在200～2000MPa之间，如建造2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”外部钢结构的Q460E钢，其屈服强度为460MPa。屈服强度—是塑性材料选材和评定的依据。抗拉强度—是脆性材料选材的依据。铸铁等脆性材料拉伸过程中一般不出现缩颈现象，抗拉强度就是材料的断裂强度。断裂是零件最严重的失效形式，所以，抗拉强度也是机械工程设计和选材的主要指标，特别是对脆性材料来讲。三、金属材料的塑性塑性是指金属材

4、料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。衡量指标断后伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。断面收缩率：断后伸长率（A）A=l1-l0l0×100%l1——试样拉断后的标距,mm;l0——试样的原始标距,mm。断面收缩率（Z）Z=S0-S1S0×100%FFL金属材料的塑性对零件的加工和使用有重大意义，塑性好的材料易加工任何零件都要求材料具有一定的塑性。很显然，断后伸长率A和断面收缩率Z越大，说明材料在断裂前发生的塑性变形量越大，也就是材料的塑性越好。意义：a）安全，防止产生突然破坏；b）缓和应力集中；c）轧制、挤压等成

5、型加工必须要求金属有一定塑性。硬度是金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。第二节金属材料的硬度金属材料的硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。硬度与零件的耐磨性有直接关系，金属材料的硬度值越高，其耐磨性越高。金属材料的硬度硬度的测定方法：压入法、划痕法、回弹高度法硬度的表达方法：布氏硬度（HBW）洛氏硬度（HR）维氏硬度（HV）金属材料的硬度布氏硬度（HBW）金属材料的硬度布氏硬度（HBW）布氏硬度（HBW）是用一定直径的硬质合金球，以一定的试验力压入试件表面，保持规定时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d，据d计算其硬度值的方法。布氏硬度（HBW）的表

6、达硬度数值+HBW如150HBW布氏硬度（HBW）的试验范围上限为650测量比较软的材料。测量范围<650HBW的金属材料。压痕大，测量准确，但不能测量成品件。布氏硬度的应用范围及优缺点金属材料的硬度洛氏硬度（HR）金属材料的硬度洛氏硬度（HR）洛氏硬度（HR）是用锥角为120度的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm的硬质合金球压入试样表面，先加初试验力，再加主试验力，去除主试验力，测量试样表面的压痕深度，据深度计算其硬度值的方法。金属材料的硬度洛氏硬度（HR）洛氏硬度的测试有三个标尺A、B、C标尺压头适用测试材料有效值HRA120°金刚石圆锥体硬质合金、表面淬火钢20－88HRBD=

7、1.5875的硬质合金球退火钢、非铁金属20－100HRC120°金刚石圆锥体一般淬火钢件20－70金属材料的硬度洛氏硬度（HR）洛氏硬度（HR）的表达硬度数值+HRA（HRB、HRC）如50HRC优点：操作简便、迅速，效率高，可直接测量成品及高硬度的材料。缺点：压痕小，测量不准确，需多次测量。洛氏硬度的优缺点金属材料的硬度维氏硬度（HV）维氏硬度（HV）是用相对面夹角为136度的正四棱锥金刚石作为压头，以一定的试验力压入试件表面，保持规定时间