第一章金属材料的性能

1、第一章第一章 材料的性能材料的性能使用性能：物理性能、化学性能 机械性能工艺性能：铸造性、可锻性、焊接性 切削加工性机械性能： 金属材料在外力作用下表现出的力学行为。性能性能第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度二、塑性二、塑性三、硬度三、硬度四、冲击韧性四、冲击韧性五、疲劳强度五、疲劳强度金属材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力结束第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度（一）静拉伸试验1 试验过程第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度（一）静拉伸试验1 试验过程2 静拉伸曲线= （MPa)PF0= 100%L

2、1-L0L0第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 OE直线段弹性变形阶段a.弹性变形：撤去外力，完全消失的变形，弹性变形量与外力大小成正比。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 OE直线段弹性变形阶段 塑性变形：撤去外力，不能消失而保留下来的变形。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 OE直线段弹性变形阶段b.弹性极限e：只发生弹性变形，不产生塑性变形的最大应力。工程上常用 0.01表示。L=0.01%L0第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强

3、度 静拉伸曲线 OE直线段弹性变形阶段c.弹性材料产生弹 性变形的能力。 刚度（弹性模量E） 材料抵抗弹 性变形的能力。 弹性刚度 弹性变形量第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 OE直线段弹性变形阶段弹性模量决定于材料本身，热处理等加工过程对其影响很小，它随温度升高而逐渐降低第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 ES段（偏离直线）微量塑性变形阶段第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 SS 水平（或波浪）线段屈服阶段a.屈服极限s：材料屈服时的最小应力。它表示材料在外力

4、作用下，只产生微量变形而不产生大量塑性变形所能承受的最小载荷，是工程设计的重要依据之一。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 SS 水平（或波浪）线段屈服阶段b.条件屈服极限0.2：材料产生塑性变形量L=0.2%L0时的应力。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 SS 水平（或波浪）线段屈服阶段c.思考：怎样在拉伸曲线上找到0.2？试样在发生塑性变形的同时，是否还继续产生弹性变形？第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 S B 上凸曲线段加工硬化阶段加工硬化：由于塑性变形

5、，使材料强度增加的现象，它是工程上常用的强化材料的重要手段之一。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度 静拉伸曲线 BK 下降线段颈缩断裂阶段抗拉强度b：试样被拉断前所能承受的最大载荷处的应力。工程安全的保证。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能一、强度一、强度（一）静拉伸试验（二）强度指标1. 弹性极限e(0.01)2. 屈服极限s(0.2)3. 强度极限(抗拉强度b、抗压 强度bc、抗弯强度bb)第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能二、塑性二、塑性金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力 1. 延伸率 100%L1L0L02. 断面收缩

6、率100%F0F1F03. 意义第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能三、硬度三、硬度金属材料抵抗更硬物体压入的能力（一）布氏硬度（二）洛氏硬度（三）简易硬度试验方法第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能三、硬度三、硬度（一）布氏硬度1. 试验原理HB(Mpa)PFFD(D D2d2 )2d HB 布氏硬度第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能三、硬度三、硬度（一）布氏硬度2. 特点与强度之间有一定的对应关系 轧、锻钢：b2.53.5HB 铸钢： b2.93.9HB 灰铸铁： b1.6(HB40)压痕直径较大(压头D2.510mm)，适用于组 织不均匀的材料

7、（铸、锻、轧制件）。有一定的适用范围，当HB450时，测量结果 无效。不能直接读数，测量效率低。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能三、硬度三、硬度（二）洛氏硬度1. 试验原理h=h2h1HR=Khh HR洛氏硬度第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能三、硬度三、硬度（二）洛氏硬度2. 特点直接读数，效率高。压痕小(1.588mm)，适用于组织均匀的材料。不同种类、不同级别之间的硬度值，不能直 接比较大小。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能四、冲击韧性四、冲击韧性金属材料抵抗冲击破坏的能力1. 试验方法aKAKFNW(h1h2)FNaK 冲击韧性第一章

8、第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能四、冲击韧性四、冲击韧性2. 影响因素塑性 韧性温度 韧性第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能五、疲劳强度五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）材料在交变载荷的反复作用下(最大应力s)，突然断裂的现象。第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能五、疲劳强度五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）拉应力表面微裂纹向内部扩展突然断裂2.疲劳破坏机理第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能五、疲劳强度五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）2.疲劳破坏机理3.疲劳强度的表示疲劳极限rr:应力循环特征 rminmax第一章第一章 金属材料的机械性能金属材料的机械性能五、疲劳强度五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）2.疲劳破坏机理3.疲劳强度的表示疲劳极限r4.疲劳强度的测量在某一应力循环特征的交变载荷作用下，经无限次循环而不断裂的最大应力值。第