金属材料及热处理基础知识备课讲稿.ppt

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1、金属材料及热处理基础知识山东省特种设备检验研究院山东省特种设备检验研究院外力作用的效果宏观：物体形状与尺寸改变。微观：物体内部相邻质点间的相对位置改变。内力指材料内部各部分之间相互作用的力内力1.1.1应力和应变山东省特种设备检验研究院mmPPmmP1、截开：在欲求内力的截面处，假想的将构件截开，取其中一部分。截面法山东省特种设备检验研究院2、替代：用弃去部分对留下部分的作用力代替截面上的内力。mmPPmmPFN山东省特种设备检验研究院3、平衡：建立留下部分的平衡条件，确定未知内力。mmPPmmPFNFN=P山东省特种设备检验研究院截面法求内力的步骤：截开替代平衡截面法

2、的实质：通过假想的把构件截开的方法，将内力转化为外力。山东省特种设备检验研究院FFFF为什么相同材料细杆比粗杆容易被拉断？FFFN1FN2FN1=FFN2=F内力是与强度直接有关的量吗？山东省特种设备检验研究院应力：内力在某一点的分布集度。mmkAF求：mm截面上k点的应力平均应力山东省特种设备检验研究院pkkτσpk可分解为正应力切应力拉应力压应力山东省特种设备检验研究院FFFmmFN轴向拉伸杆横截面上的应力轴向拉伸杆件横截面上应力的求法山东省特种设备检验研究院0（应力）高强钢0（应变）（应力）bs0.2低强钢奥氏体不锈钢bb脆性韧性韧性材料

3、（应变）拉伸曲线1.1.2强度金属材料抵抗永久变形和断裂的能力。①弹性阶段②屈服阶段③强化阶段④屈服阶段山东省特种设备检验研究院金属拉伸过程四个阶段弹性阶段符合胡克定律屈服阶段发生屈服强化阶段发生加工硬化颈缩阶段山东省特种设备检验研究院强度指标安全条件：构件的最大工作应力不超过材料的极限应力。（断裂）（屈服）极限应力？山东省特种设备检验研究院公式中的近似因素荷载值的确定是近似的。计算简图不能精确符合实际构件的工作情况。实际材料不能完全符合理想均匀假设。测量值存在误差。结构在使用过程中偶尔会遇到超载的情况。山东省特种设备检验研究院许用应力安全系数工程上认为的屈服强度为可

4、测量的塑性伸长0.2%山东省特种设备检验研究院1.1.3塑性材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。塑性大小用伸长率和断面收缩率来表示山东省特种设备检验研究院GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》山东省特种设备检验研究院1.1.4硬度材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。一般硬度较高的材料其强度也较高。1.布氏硬度以一定大小载荷F把规定直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合全球压头压入试样表面，保持规定时间后卸载，在放大镜下测量试样表面的压疽直径d(mm)，用载荷F除以压痕球形表面积Ao(mm2)所得商作为布氏硬度值，记为HB。山东省特种设备检验研

5、究院2.洛氏硬度以顶角为120度的金刚石圆锥体或直径1．588mm的淬火钢球作为压头，以一定的压力使其压入材料表面，测量压痕深度来确定其硬度，即为洛氏硬度。被测材料硬度，可直接在硬度计刻盘读出。山东省特种设备检验研究院洛氏硬度常用的有三种，分别以HRA、HRB、HRC来表示。洛氏硬度符号、试验条件和应用表山东省特种设备检验研究院3．维氏硬度测定维氏硬度的原理基本上和布氏硬度相同，区别在于压头采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体，压痕是四方锥形。维氏硬度值用HV表示。压痕面山东省特种设备检验研究院4.里氏硬度原理：当材料被一个冲击体撞击时，较硬材料使冲击体产生的反弹速

6、度大于较软者。山东省特种设备检验研究院5.硬度与强度值的对应关系由于硬度值综合反映了材料在局部范围内对塑性变形等的抵抗能力，故它与强度值也有一定关系。工程上：单位：MPa山东省特种设备检验研究院1.1.5韧性材料抵抗冲击载荷的能力。冲击试验装置山东省特种设备检验研究院冲击试样山东省特种设备检验研究院1.2金属学与热处理基本知识1.2.1金属的原子结构绝大多数固体具有晶态结构，即为晶体，其组成粒子在三维空间作有规则的周期性重复排列。规则排列的方式即称晶体结构。山东省特种设备检验研究院(1)体心立方晶格α-Fe(910℃以下的纯铁)、铬、铂、钒、钨等。这类晶格一船具有较高的

7、熔点、相当大的强度和良好的塑性。山东省特种设备检验研究院(2)面心立方品格属于这类晶格的金属有γ-Fe(1390一910℃时的钝铁)、铜、铝、镍、银、金等。这类晶格金属往往有很好的塑性。山东省特种设备检验研究院(3)密排六方晶格该类金属有镁、锌、镉、铍等。该类金属有一定的强度，但塑性较差。山东省特种设备检验研究院（4）单晶体和多晶体晶粒内的原子排列相同由多个晶粒构成山东省特种设备检验研究院（5）原子缺陷A、点缺陷使金属发生晶格畸变，使金属屈服点和抗拉强度提高山东省特种设备检验研究院B、线缺陷晶体中的刃形位错和螺位错山东省特种设备检验研究院