材料的力学行为工艺性能与测试课件.ppt

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1、《材料加工工程》材料的性能与测试1《材料加工工程》材料的性能与测试材料的性能使用性能工艺性能材料在使用条件下表现出的性能力学性能物理性能化学性能材料在加工过程中反映出的性能铸造性能塑性加工性能焊接性能切削加工性能热处理性能（密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性）（耐腐蚀性和抗氧化性）2《材料加工工程》材料的性能与测试本章内容介绍材料的性能以及性能的测试装置及测试过程。3《材料加工工程》材料的性能与测试材料的力学性能指材料受到外加载荷作用时，所反映出来的固有性能。静载荷作用下动载荷作用下交变载荷作用下强度、硬度、塑性、断裂

2、韧度冲击韧度疲劳强度4《材料加工工程》材料的性能与测试表1工程材料在室温条件下的力学性能强度（Strength）硬度（Hardness）韧性（Toughness）刚度（Stiffness）强度/密度（Strength/Density）玻璃纤维碳纤维Kevlar纤维碳化物钼钢钽钛铜增强热塑性塑料铅金刚石立方晶氮化硼碳化物硬化钢钛铸铁铜热固性材料镁热塑性材料铅橡胶韧性金属增强塑料热塑性塑料木材热固性材料陶瓷玻璃增强热塑性塑料马口铁金刚石碳化物钨钢铜钛铝钽塑料木材热固性材料强化材料钛钢铝镁铍铜5《材料加工工程》材料的性能与测试静态力

3、学性能断裂韧度硬度弹性、刚度、强度和塑性材料在静载荷的作用下所表现出的各种性能成为静态力学性能。6《材料加工工程》材料的性能与测试拉伸试验特点确定的温度、应力状态和加载速率，并且常用标准的光滑圆柱试样进行试验。图3.1拉伸试验机实例图确定三种失效形式（过量弹性变形、塑性变形和断裂）的特点和规律。评定基本力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。7《材料加工工程》材料的性能与测试低碳钢拉伸铸铁拉伸8《材料加工工程》材料的性能与测试图3.3低碳钢的工程应力-应变曲线为弹性极限弹性模量—刚度屈服强度抗拉强度9《材料加工工

4、程》材料的性能与测试工程应力-应变曲线真实应力-应变曲线VS在工程中，应力和应变是按以上试样的初始尺寸进行计算的。事实上，在拉伸过程中试样的尺寸是在不断变化的，此时的真实应力S应该是瞬时载荷（P）除以试样的瞬时截面积（A），即：S=P/A；同样，真实应变e应该是瞬时伸长量除以瞬时长度de=dL/L。真实应力-应变曲线在载荷达到最大值后不是转而下降，而是继续上升直至断裂，这说明金属在塑性变形过程中不断地发生加工硬化，从而外加应力必须不断增高，才能使变形继续进行，即使在出现缩颈之后，缩颈处的真实应力仍在升高，这就排除了应力-应变曲

5、线中应力下降的假象。10《材料加工工程》材料的性能与测试Eng.stressTrue.stressEng.strainTruestrainll0AA0PEngineeringstrain=Truestrain=Engineeringstress=Truestress=11《材料加工工程》材料的性能与测试应力应变曲线的建立真实应力应变曲线TruestrainTruestress硬化系数应变硬化指数(n=0，表示没有加工硬化现象)12《材料加工工程》材料的性能与测试和的比值叫做屈强比，屈强比愈小，工程结构的可靠性愈高。？因为万一超

6、载也不致马上断裂。屈强比太小，则材料强度有效利用率太低。13《材料加工工程》材料的性能与测试什么叫材料的塑性？材料在静载荷作用下，产生塑性变形而不断裂的能力。伸长率断面收缩率塑性的作用:保证零件的安全性。14《材料加工工程》材料的性能与测试扭转试验1、测定指标可作为扭转条件下服役的机件设计和选材的依据；2、用来测定在拉伸时呈现脆性的材料的强度和塑性；3、可对各种表面强化工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验。4、可用来精确评定那些拉伸时出现颈缩的高速性材料的变形能力和形变抗力。15《材料加工工程》材料的性能与测试图2.1

7、0典型的扭转试验试样，将其两端固定在试验机上之后扭转。注意：剪切变形出现在试样截面减小的部分。扭转试验16《材料加工工程》材料的性能与测试弯曲试验图2.11脆性材料的两种弯曲试验方法：(a)三点弯曲；(b)四点弯曲。其中a为集中加载，b为等弯矩加载弯曲试验常用于测定那些由于太硬难于加工成拉伸试样脆性材料的断裂强度，并显示出它们的塑性差别。17《材料加工工程》第三章材料的性能与测试硬度：硬度是在外力作用下材料抵抗局部塑性变形的能力，通俗地讲，是材料抵抗外物压入其表面的能力。图3.4布氏硬度试验原理图图3.5洛氏硬度测定原理图图3

8、.6维氏硬度测试原理硬质合金球HBW淬火钢球HBS测量压痕深度18《材料加工工程》1、布氏硬度试验（布氏硬度计）原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度