机械工程材料一PPT学习教案

1、会计学1机械工程材料一机械工程材料一五万吨水压机五万吨水压机第1页/共31页第2页/共31页弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。 第3页/共31页s0.2第4页/共31页低碳钢的应力低碳钢的应力- -应变曲线应变曲线拉伸试样拉伸试样拉伸试验机拉伸试验机应力应力 = F/S

2、应变应变 = (l-l0)/l0第5页/共31页第6页/共31页条件屈服强度条件屈服强度 0.2：残余变形量为残余变形量为0.2%时的应力值。时的应力值。 抗拉强度抗拉强度 b：材料断裂前所承受的最大应力值。材料断裂前所承受的最大应力值。第7页/共31页断面收缩率：断面收缩率：断裂后拉伸试样的颈缩现象拉伸试样的颈缩现象010100%FFF100100%lll第8页/共31页第9页/共31页三、硬度三、硬度第10页/共31页布氏硬度计布氏硬度计)(2102. 022dDDDPHB 第11页/共31页l符号符号HBS或或HBW之前的数字表示硬度值之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示

3、球体直径、载荷及载荷保持时间。如符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如 120HBS10/1000/30 表示直径为表示直径为10mm的的 钢球在钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持）载荷作用下保持30s测得的布氏测得的布氏 硬度值为硬度值为120。布氏硬度压痕布氏硬度压痕第12页/共31页HB b(MPa)钢黄铜球墨铸铁第13页/共31页洛氏硬度洛氏硬度第14页/共31页h1-h0洛氏硬度洛氏硬度测试示意图测试示意图洛氏硬度计洛氏硬度计洛氏硬度用符号洛氏硬度用符号HR表示，表示，HR=k-(h2-h1)/0.002第15页/共31页lHRA用于测量高硬度

4、材料用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。如硬质合金、表淬层和渗碳层。lHRB用于测量低硬度材料用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。如有色金属和退火、正火钢等。lHRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。l洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。l缺点：测量结果分散度大。缺点：测量结果分散度大。钢球压头钢球压头与金刚石与金刚石压头压头洛氏硬度压痕洛氏硬度压痕第16页/共31页维氏硬度维氏硬度维氏硬度计维氏硬度计维氏硬度试验原理维氏硬度试验原理维氏硬度压痕维氏硬度压痕第1

5、7页/共31页第18页/共31页小负荷维氏硬度计小负荷维氏硬度计显微维氏硬度计显微维氏硬度计第19页/共31页l指标为冲击韧性值指标为冲击韧性值ak(通过冲击实验测得通过冲击实验测得)。2( /)kkAJ cmAkkAA2cm第20页/共31页第21页/共31页韧体心立方金属具有韧脆体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面转变温度，而大多数面心立方金属没有。心立方金属没有。第22页/共31页TITANIC建造中的建造中的Titanic 号号TITANIC的沉没与的沉没与船体材料的质量船体材料的质量直接有关直接有关第23页/共31页Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）号钢板（左图

6、）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果的冲击试验结果Titanic近代船用钢板近代船用钢板第24页/共31页第25页/共31页疲劳应力示意图疲劳应力示意图疲劳曲线示意疲劳曲线示意图图第26页/共31页通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。轴的疲劳断口轴的疲劳断口疲劳辉纹（扫描电镜照片）疲劳辉纹（扫描电镜照片）第27页/共31页（裂纹）（裂纹）五十年代，美国北极星导弹固体燃料发动机壳体试验，发生爆炸。高强度合金，传统强度和韧性指标合格，爆炸时工作压力远低于许用应力。五十年代，美国北极星导弹固体燃料发动机壳体试验，发生爆炸。高强度合金，传统强度和韧性指标合格，爆炸时工作压力远低于许用应力。第28页/共31页1943年美国年美国T-2油轮发生断裂油轮发生断裂北极星导弹北极星导弹裂纹扩展的基本形式裂纹扩展的基本形式第29页/共31页l应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。指标。断裂韧性