2019年 chpt1材料性能ppt课件.ppt

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1、第一章材料性能本章教学目的了解材料性能的概念以及材料性能的依据了解与掌握材料的使用性能：指标、测试方式及其意义了解材料的工艺性能第一章材料性能材料是人类社会经济地制造有用器件的物质。所谓有用，即能够满足使用性能（力学、物理和化学的等性能）要求。所谓制造，是将材料变为产品的全过程。材料对所涉及的加工工艺的适应能力即为工艺性能。包括铸造、塑性加工、切削加工、焊接和热处理等性能。对使用性能与工艺性能矛盾的合理解决，是材料研究与应用的主要任务之一。第一章材料性能——材料性能的依据材料的性能是用于表征材料在给定条件下所表现出来的行为的一种

2、参量。材料的化学成分和内部结构是性能的内部依据，性能是确定的成分和结构的材料的外部表现。结构的概念。原子结构、结合键、原子排列方式（晶体结构）和组织（显微和宏观组织）四个层次。第一章材料性能——材料性能的依据材料科学是依据“工艺—结构—性能”的思路控制或改造材料的性能的，即“工艺决定结构，结构决定性能”。这里，“结构”是“成分、结构”的简称；“工艺”主要是指材料的制备和加工工艺。改变结构时，应注意它的可变性以及这种改变对性能改变的敏感性。有些结构是难以改变的，如原子结构；有些结构虽可以改变，但性能对这种改变的敏感性却不同。强度与

3、刚度。第一章材料性能——材料的使用性能材料使用性能的概念力学性能：在力载荷作用下的行为物理性能：在热、电、磁等介质作用下的行为化学性能：在化学介质作用下的行为思考：为什么要了解材料的使用性能？第一章材料性能——材料的力学性能概念：力学性能是指材料在外力作用下所表现出的行为。作用的结果：发生变形（弹性的和塑性的）与断裂（韧性的和脆性的）。思考：生活中是否观察到过材料的变形与断裂？材料断裂有哪些形式？第一章材料性能——材料的力学性能任务：建筑工地上有一台吊车，准备将10T的预制件吊起。作为工程师，你怎么选用钢丝绳才能保证安全？为

4、什么？伽利略拉伸试验简介—实验力学之起源第一章材料性能——材料的力学性能思考：如何测试材料的力学性能？如何解决无限种服役形式与有限种测试方法之间的矛盾？第一章材料性能——材料的力学性能解决问题的思路：寻找服役条件的无限性与性能的有限性的共同点测试材料的受力与变形、断裂之间的关系模拟实际服役情况，寻找规律，指导实践第一章材料性能——材料的力学性能各种材料试验机第一章材料性能——材料的力学性能传统万能材料试验机人工读数和记录间断、误差第一章材料性能——材料的力学性能现代材料试验机第一章材料性能——材料的力学性能测试方法描述

5、思考：从这个试验可以得到什么结果？如何分析试验结果？第一章材料性能——材料的力学性能低碳钢试样静拉伸试验拉伸试样的颈缩现象第一章材料性能——材料的力学性能强度性能指标：强度定义：材料在外力的作用下抵抗变形与断裂的能力比例极限бp弹性极限бe屈服强度бs抗拉强度бb比强度бs/ρ屈强比бs/бb第一章材料性能——材料的力学性能刚度性能指标刚度定义：抵抗弹性变形的能力弹性模量E=б/ε金属材料的组织结构对此不敏感。因此，金属材料构件刚度不够时通常不可通过改换材料来解决。陶瓷、高分子、复合材料敏感。第一章材料性能——材料的力学性

6、能弹性性能指标弹性：描述材料弹性行为的综合性能指标最大弹性变形量弹性比功滞弹性第一章材料性能——材料的力学性能塑性性能指标塑性：材料发生塑性变形而不破坏的能力延伸率δ=（L-L0）/L0100%断面收缩率ψ=（F0-F）/F0100%加工硬化率第一章材料性能——材料的力学性能塑性指标的应用意义：缓解应力集中抵抗过载承受过载塑性成型金属材料之所以在过去、现在乃至将来都有广泛应用，重要原因之一并不是它的强度，而是其良好的塑性。第一章材料性能——材料的力学性能思考：还有什么简单方法可以测试材料强度？硬度定义：材料抵抗局部变形或破裂

7、的能力问题：怎样测试材料的硬度？第一章材料性能——材料的力学性能材料硬度测试原理第一章材料性能——材料的力学性能指标体系：布氏硬度：HB压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。优点：测量误差小，数据稳定。缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件。适测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。第一章材料性能——材料的力学性能第一章材料性能——材料的力学性能洛氏硬度：HR根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为

8、A、B、C。HRA用于测量高硬度材料,如硬质合金、表淬层和渗碳层。HRB用于测量低硬度材料,如有色金属和退火、正火钢等。HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。缺点：测量结果分散度大。第一章材料