金属材料与热处理课件第一章.讲课稿.ppt

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1、金属材料与热处理课件第一章.第一章金属材料基础知识工程材料金属材料非金属材料黑色金属材料：钢和铸铁有色金属材料高分子材料铜及铜合金滑动轴承合金陶瓷材料复合材料铝及铝合金2第一章金属材料基础知识1.1金属材料的性能金属材料的性能使用性能工艺性能机械性能：强度、硬度、塑性、韧性等铸造性能：流动性、收缩性等锻造性能：压力加工成型性等切削加工性能：车、铣、刨、磨的切削量，光洁度等物理性能：导电、导热、电磁、膨胀等化学性能：抗氧化性、耐腐蚀性等焊接性能：熔焊性、焊缝强度、偏析等热处理性能：淬透性、回火稳定性等第一章金属材料基础知识1.1金属材料的性能

2、由于金属材料具有良好的使用性能和工艺性能，所以在机器制造工业中获得广泛的应用。合金常比纯金属具有更好的力学性能和工艺性能，而且成本一般较低，故机器制造中一般很少使用纯金属，只有在为了满足机器上的某些特殊性能的要求时，才考虑使用纯金属来制造机器零件。第一章金属材料基础知识1.1.1金属材料的力学性能（机械性能）力学性能：材料在外力作用下所表现出的性能力学性能的主要指标：强度（strength)塑性（plasticity)弹性(elasticity)硬度（hardness)冲击韧性(impacttoughness)疲劳强度(fatiguestr

3、ength)第一章金属材料基础知识强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。测定金属材料强度的基本方法是拉伸试验。拉伸实验低碳钢试样第一章金属材料基础知识三个阶段：σ≤σe:弹性变形阶段σs＜σ≤σb:（均匀）塑性变形阶段σ＞σb:不均匀塑性变形阶段（断裂阶段）断裂方式:根据塑变阶段长短分：脆性断裂，韧性断裂根据断裂路径分：沿晶断裂，穿晶断裂第一章金属材料基础知识低碳钢受拉时应力与应变关系曲线图应力:σ=F/A应变:ε=ΔL/L几个重要点:E点:最大弹性变形点S点:塑性变形屈服点B点:能承受最大外力K点:

4、材料产生断裂材料的几个重要极限σe:弹性极限;σs:屈服极限;σb:强度极限;第一章金属材料基础知识拉伸试样产生颈缩现象第一章金属材料基础知识弹性：金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复到原来形状及尺寸的性能。弹性变形:随载荷撤除而消失的变形弹性极限:图中的σe点即为弹性极限第一章金属材料基础知识塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不致引起破坏的性能。塑性变形:外力消失后留下来的部分不可恢复的变形。塑性通常由伸长率δ和断面收缩率Ψ表示。伸长率δ或断面收缩率Ψ值越大表示材料塑性越好。一般：δ<2~5%属脆性材科δ≈5~10%属韧

5、性材料δ>10%属塑性材料第一章金属材料基础知识1、断后伸长率δ2、断面收缩率Ψ指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。δ=(L1-Lo)/Lox100%L1:拉断拉伸试样对接后测出的标距长度Lo:拉伸试样的原始标距Ψ=(Ao-A1)/Sox100%Ao:拉伸试样原横截面积。A1:拉伸试样断口处的横截面积第一章金属材料基础知识硬度：是指材料抵抗其他更硬物体压入其内的能力一般材料的硬度越高，耐磨性越好，强度也较好布氏硬度HB洛氏硬度HR维氏硬度HV肖氏硬度HS锉刀法常用测量

6、硬度的方法第一章金属材料基础知识(1)布氏硬度HB(Brinell-hardness)布氏硬度计第一章金属材料基础知识(1)布氏硬度HB(Brinell-hardness)适用范围：测量退火钢、正火钢、常见铸铁、有色金属等较软材料，有效值小于450HB。第一章金属材料基础知识(2)洛氏硬度HR(Rockwllhardness)h1-h0洛氏硬度测试示意图洛氏硬度计1HRC≈10HBS第一章金属材料基础知识冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定金属材料的冲击韧性。冲击韧性实验第一章金属材料基础知识疲劳强度

7、：表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。第一章金属材料基础知识钢材的循环次数一般取N=107有色金属的循环次数一般取N=108钢材的疲劳强度σ-1与抗拉强度σb之间的关系:σ-1=(0.45～0.55)σb第一章金属材料基础知识①疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前没有预兆，而是突然破坏；②引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；③疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。疲劳破坏的特征第一章金属材料基础知识金属材料的其他性能物理性能：主要有比重、熔点、热膨胀、导热性、导电性等。化学性能：主要指在室温或高温下抵抗各种化学作用

8、的能力。主要如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。工艺性能：是物理、化学、力学性能的综合。主要指铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性、热处理性等。第一章金属材料基础知识金属的工艺性能工艺性