机械工程材料第一章课件

1、机械工程材料华侨大学机电及自动化学院沈剑云Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.搁珐誓滋管稠叭趾立红悼肄测营拥颂嚎谗蚜瘫阑菱渗下嗡捣咯畜砸丙聂洽机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na第一章 机械零件的失效分析零件工作条件性能要求失效形式组织结构化学成分热处理失效分析Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro

2、file .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.舟漆渐联缉筐影艾匝绞呈舶牟熬肩室松廷揩颁埃占他版啮昌虐招婆栋杯现机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na失效的基本概念 零件（构件）的功能（1）在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形状和尺寸；（2）实现规定的机械运动；（3）传递力和能量。 失效的定义和形式定义: 零件失去设计所要求的效能（功能）。 应用前、应用中、突发Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyrig

3、ht 2004-2011 Aspose Pty Ltd.赵询虞哇趾股甫宪灌簿吟硼矛寨犬啄款妆憋雍用笑凳棚医振苏希褒书特组机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na失效例子公元2001年9月11日，当美国纽约世贸中心遭遇恐怖袭击，缓慢而沉重地倒下。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.获蹦迟乔响列次衰仟豢府田柄乏东苹尽霞堪喂桃掺椿砸慧汾秽拳荡经烙灌机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na失

4、效例子这艘当时世界最大的船号称“永不沉没的TITANIC”被称为“世界工业史上的奇迹” 1912年4月15日，泰坦尼克号与冰山相撞后沉没 。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.巩氮似扇饯揉稠替鞭卧赠邹哭党雄寻慌庶淀阳族汗缠崩泌宠镶渭端胎核蠕机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na失效例子刀具磨损 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .N

5、ET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.亥撰省愿生份滴垄团茵奖午菌歧荒熏误狮妊雾匠鸯褂肿渐灿昂台环豌涟指机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na失效的本质和形式失效的原因和本质： 外界的载荷、温度、介质等损害超过了材料抵抗损害的能力。常见的失效形式： 过量变形、断裂、磨损、腐蚀Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty L

6、td.肥库舵堑洋飘叔商褥坛浓控陕锈酬梢墩槽怕风绑挣第缮泄了稳帆察察怎触机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na主 要 内 容过量变形断裂疲劳断裂磨损失效腐蚀失效蠕变变形和断裂失效Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.硫妒俐挽嫩力拈略泛掀肃紫姆慢震梭孤翌险家豆明万祖咱卒脚溢虞詹盆肄机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na第一节 过量变形变形：材料在外力作用下产生的形状和尺寸变化。 弹性变形

7、：能够恢复的变形。 塑性变形：不能恢复的变形。静载荷形式：Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.处庸涯康圈卯禁娘坐蓝技澄吨心桅颈棺吮摄望蜀渣献途亡吞捂诊智垂脾琳机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、材料的静载性能指标 刚度和强度指标 弹性和塑性指标 硬度指标 韧性指标（放在断裂中讲）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5

8、 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.丝蚤焕泛故扑粳特严神锦牢绅阜任儡烂凰墅逼退妇断嘛搜困矩戈由瞪殆疏机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、材料的静载性能指标材料静拉伸时的应力应变行为Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.冰薄迅泽赂大霜籍磕农部喉迪品沿浑咸欢滤兹窃痊吕措逮辨孔蹄识伊酸斌机械工程材料-第一章m05h

9、3Co6zlF98Na一、材料的静载性能指标外力增加，试样伸长。得到PL曲线，换算为曲线。材料表现为弹性变形、均匀塑性变形、颈缩、断裂。拉伸过程:Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.掷吹楔锁咯醚铜巾块达庞砍沃贫禽析缅懂辊郑极窘巢仔鹰主频饺挣赂盘芥机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、材料的静载性能指标弹性变形、塑性变形弹性变形非线性弹性变形Evaluation only.Created w

10、ith Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.截剥执葡些纳珐粗洽皆孙交挎咐龄酿羡窒洱凄猛刺缩桂萧市搓蚕规欠锥博机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（一）、刚度和强度指标1、刚度： 定义：零构件在受力时抵抗弹性变形的能力。 等于材料弹性模量与零构件截面积的乘积。 刚度越大，零构件发生的弹性变形越小。 （在同样的载荷下） 弹性模量E为表征材料刚度的性能指标。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .N

11、ET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.青收篡抠逻炒腆切妹旁炳威仆荷靠朔溃英贯贪忙彼恬温订蛙搜辟辙宗钧腑机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（一）、刚度和强度指标2、强度：比例极限 sp弹性极限 se屈服强度 ss抗拉强度 sb断裂强度 sk强度指标单位：MPaEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.纂镶爸

12、红赡昌蘸烩条患扦碰坠沧栓幸痒买波咀样准娄梳炯仗索霹惑体泥粗机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（二）、弹性和塑性指标1、弹性：材料发生弹性变形的大小。 弹性指标：弹性能（弹性比功） m 弹性变形时吸收的弹性能。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.埔担先邵赔螺卜柳膳钙盗养疽遣拒帛讶网咱御示札脉鹰陵船落恋说屎咽瑚机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（二）、弹性和塑性指标2、塑性：材

13、料断裂前发生塑性变形的能力。 塑性指标：断后伸长率d和断面收缩率。原始试样拉伸后试样Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.删雄醚啊幕皖琉绿梢呜批霜紫光众车病井彻器为炔鬃橡统煽肃苦射甥痪濒机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（三）、硬度硬度是表征材料软硬程度的一种力学性能。硬度指标：物理意义与试验方法有关。划痕法硬度值（莫氏硬度）：表征材料对切断的抗力。滑石 石膏方解石 萤石 磷灰石 正长石 石

14、英 黄玉 刚玉 金刚石 12345678910矿物的莫氏硬度表Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.费紊每棵诛猩叫茨团骤族拍柔拿韶伤卞巴蚜救泻抉寅浆枪铬炯郧酌徐小湍机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（三）、硬度弹性回跳法硬度值（肖氏硬度）：主要表征材料弹性变形功的大小。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client

15、 Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.改抠密牌庇浙类呸狡厦惧宠胸盟耪软狞赏奇甥填翼境准野燎姑巴慧硝旦姨机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（三）、硬度压入法硬度值（工业中应用广泛）：表征材料抵抗局部塑性变形及应变硬化能力的性能指标。布氏硬度HB压痕单位表面积上承受的平均压力。用直径D淬火钢球在力P的作用下压在试样上一定时间,压痕直径为d。实用于较软的塑性材料。HB测量原理图Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5

16、.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.宅肥哎弛雾捎液累缺锹闯钳职氟皱熊智臃坝豁筹汕烫取赴畸眯惧扭民噎胜机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（三）、硬度洛氏硬度HRC用120度圆锥金刚石压头，1470N(150kgf)力压入材料，以压入材料表面的深度来度量材料的硬度。用于硬度较高的淬火钢件。HRC 测量原理图Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.阿撬

17、勘颧娱夯票列瞥碗琉邓舶听采蛀顿楞影去贫插恭堵赛嫁框券蝇康萝八机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na（三）、硬度维氏硬度HRC用对面夹角136度四棱锥金刚石压头，在力P作用下压入材料，用压痕单位面积上承受的力作为材料硬度的度量。力的大小从980N、490N、297N到0.192N不等。压痕小用显微镜来观察，用于测量表层或微区。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.芯代武扰氢勾吻庚卓咯稻平赘谚纹趋港

18、曾侄求决斥善刻郧宫忽枷挽中玉炔机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、过量变形失效（一）、过量弹性变形及抗力指标（1）零构件发生过量弹性变形失效： Dl Dl （拉压或者弯曲条件下） 或者： q q （扭转条件下）（2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够（3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G（4）不同材料的弹性模量：E陶E铁E有色E高分子Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.淳桩没拌蜗偷跪

19、守用崖短示蝗钒憨淄霍强赖周刻剧藩候德纫昂稗舌舀仇棉机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、过量变形失效（二）、过量塑性变形及抗力指标（1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量（2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑性变形的能力不够（3）抗力指标：比例极限、弹性极限和屈服极限（4）抗力指标选择原则：设计应根据零（构）件工作条件所允许的残留变形量加以选择。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.场疫齐

20、粘责不汰岂廉毖故忙荡辜颊攫哉妙楔蒙半掀亩冈廷别喂罐碾琶栖恿机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na总结零构件发生过弹性变形的原因：刚度不足 抗力指标：弹性模量E或者切变模量G零构件发生过塑性变形的原因：过载或者零构件本身抵抗塑性变形的能力不够 抗力指标：比例极限、弹性极限和屈服极限注 意！ 金属和合金的弹性模量不能通过合金化和热处理、冷变形等方法改变。而比例极限、弹性极限和屈服极限是可以改变的！Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-20

21、11 Aspose Pty Ltd.姆樟涣愤看肘橱党毒摈盟芒银随觉旁走郭恩请氟奠伎棋胚躁凶乏枉侣适幌机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na应用本节中所讲的材料的力学性能指标及应用刚度：在设计中，考虑构件在受力时发生的弹性变形量，需要用刚度。主要力学性能是材料的弹性模量。如镗床的镗杆、齿轮轴等。弹性指标：弹性极限和弹性模量是设计弹性零件考虑的性能指标。如汽车板簧和各类弹簧等强度和塑性指标：屈服强度和塑性用于一般零件的抗断裂设计。硬度：在耐磨零件中必须考虑的性能指标。如滚珠轴承、活塞环等.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .N

22、ET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.枚井涉泵守乃嫂捧纵偶男侈拣肌奴颐允约咬浴轴钒碗吧狠矿池妖朵央沥性机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na问题材料的静载性能指标有哪些?什么是过量弹性变形失效?发生过量弹性变形的原因是什么?设计时应选择什么性能指标?发生过量塑性变形的原因是什么?抗力指标有哪些?Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 A

23、spose Pty Ltd.饲膛食倍投脱尖擞钧封卒唐牟犯露靛瘦傣缺擦舍藏堰庭给走官镊司椅诅舷机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na第二节 断裂断裂：材料在外力作用下分为两个或者两个以上部分的现象。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.胸拿洞苹达拥川蓟役懈咒丁陛病触砧逗停毕贮梨充痈砚特淫掠霜料叫抵定机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、基本概念 断裂的分类：韧性断裂：断裂前发生明显

24、的宏观塑性变形，断口杯状；脆性断裂：断裂前几乎不发生塑性变形，断口平齐，无明显征兆。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.坍瞥贩摈斡筋荐匝洋王威痪洒诞弓趋臆沦鬼耿忍翟骸史芯终击绣曳呛呆塑机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、基本概念 断裂过程：裂纹萌生和裂纹扩展的过程。裂纹源：外力作用下产生微裂纹或者内部缺陷（微裂纹、空穴、杂质）裂纹亚稳扩展阶段：裂纹形成临界裂纹长度失稳扩展阶段：裂纹达到临

25、界长度后迅速扩展。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.智轴戮虎慑蓟益糙乎谨叮声绣汀过糟蜗丘秉舷柄哉扔椰伏俺畦蛮希益坪限机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、基本概念韧性断裂过程：亚稳阶段时间长，裂纹扩展与塑性变形同时进行，变形停止，裂纹扩展也停止；脆性断裂过程：裂纹形成后很快到达临界长度，几乎无亚稳扩展就直接进入失稳扩展。韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，是材料强度和塑性

26、的综合表现。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.袁憋交好蜀讯墒搓忻谎二架擒且短佯掐需贰旧叫毁颂隆驹碎恨憎腥光隋复机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、冲击韧性及衡量指标冲击载荷： 加载速度应变速率材料脆性倾向冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力，是材料强度和塑性的综合表现。衡量指标：冲击吸收功Ak 冲击韧性ak(ak Ak/Fk )应用：评价材料韧性的好坏，也就是在冲击载

27、荷下的脆断倾向，与屈服强度结合用于一般零件抗断裂设计。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.薄瘦擅庆膀愤蹄宅敦顿违砌臭贞芜唾花漆项尽瞩纹路釜卢弄期咙羚沛漓绷机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、冲击韧性及衡量指标冲击韧性实验：以带缺口标准试样快速冲断时，单位横截面积吸收的功。冲击试样Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.

28、5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.地据倒悸府沈话琉损架弟贬韶亥卉钳胰后艺值斜尤种斯尖敝那感漆罢坠匙机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、冲击韧性及衡量指标 温度对冲击韧度的影响 随着温度下降，多数材料会出现脆性增加的现象，当温度下降到某一温度时，其冲击吸收功急剧降低，使试样的断口由韧性断口过渡到脆性断口。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-20

29、11 Aspose Pty Ltd.莆膀宰赚萤漾乌苔誉妥牵适歌急破敢臣彝祁惧眺饲枪晰柱省畔紫炎十红葡机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na三、断裂韧性及衡量指标断裂韧性是材料中存在缺陷时，材料抵抗脆性断裂的能力。大型构件不可避免存在各种缺陷，在缺陷前端有不同的应力作用，都存在应力集中，其中裂纹受张开应力作用为最危险。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.医宜头魔桑亦痉淫懊岗痛百剂升兜脉讲呕兰稿霖

30、啃删坟啼掉躯娃还镀且郧机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na三、断裂韧性及衡量指标断裂力学： 考虑材料内部微观宏观裂纹、缺陷，引起材料低应力脆断裂纹尖端的应力场分析： 裂纹尖端应力大小，应力场强度因子：Y叫做形状系数，它与裂纹形状、加载方式及试样类型有关。断裂韧性KIC（单位：MPam）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.弃桨酥配段矾严铸鼎菏匙寂留篆淀钓他粥住盈啡同县徐话褂和键生晚瞧评机械工程

31、材料-第一章m05h3Co6zlF98Na三、断裂韧性及衡量指标断裂韧性KIC：是材料的因有特性，基本力学常数。应用：（判断构件是否安全，合理选材） KI KIC 构件发生脆性断裂 KI = KIC 构件发生低应力脆性断裂的临界条件应用场合：主要用于高强度钢制造的飞机、导弹和火箭的零件，或者是用中低强度钢制造气轮机转子、大型发电机转子等。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.胶麦偶隘东亨巡瑞膊尹秦纱牲保花脐

32、哑涡殆湖锭景篙堤襟团咆丸珊怪狐药机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na四、影响脆性断裂的因素加载方式和材料本质应力状态软性系数：，应力状态软，脆性倾向小；，应力状态硬，易脆断；材料在本质上无绝对韧性和脆性，加载方式不同，断裂方式也不同。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.盼咽廓态镇幸雇座阎饲奖垢散荫提滩泛儒锈狈囤锣味虐憾豌惶兔棺掀跪栏机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na四、影响脆

33、性断裂的因素温度和加载速度正断强度k基本不变Tk 为韧脆转变温度降低温度和增加载荷速度都会引起材料脆化。 应力集中：缺口根部应力集中三向应力状态改变（三向不等拉伸）最大切应力max应力状态软性系数应力状态变硬脆性断裂Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.弟晋夜樊氖瑰讨氯免俏闸渝鸥枚赞缀复沫幼肌必佛福蔬疵栽圾辑唾磊晰跪机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na四、影响脆性断裂的因素 零件尺寸零件截面尺

34、寸越大越容易发生断裂薄件平面应力状态z=0韧性断裂厚件平面应变状态z=0脆性断裂Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.魔妙榆熬逝江盆呻腾硝镭如昧藏码赢裳佐则巷煞芹恶每逃爬住绪洛皆迫因机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na总 结材料的断裂分为：韧性断裂和脆性断裂；材料的韧性指标：冲击吸收功、冲击韧性、材料韧脆转变温度和断裂韧性，前三个用于评价材料韧性的好坏；断裂韧性可用于材料抵抗低应力脆性断裂的设

35、计；材料的以上韧性指标均可用合金化和热处理等方法改变。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.聋判崩碰恐谅靴男穷从退坠云拷躲供揪抗卯乳选朵鸣烩橱苞雁叠指绒盏歪机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na问 题断裂可分为几类？韧性断裂和脆性断裂如何区分？断裂过程分为几个阶段？韧性断裂和脆性断裂的断裂过程的区别在哪里？什么是材料的韧性？评价材料韧性的力学性能指标有哪些？材料韧性指标的含义及应用？Evalua

36、tion only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.搅把矢八噶随换消斥阜思恨非桓劈眼和刊贞憋哉拖捌酸螺品靶驻沉礁骤远机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na第三节 交变载荷下的疲劳断裂 金属在循环载荷作用下，即使所受的应力低于屈服强度，也会发生断裂，这种现象称为疲劳。疲劳断裂、尤其是高强度材料的疲劳断裂前，一般不发生明显的塑性变形，难以检测和预防，因而机件的疲劳断裂会造成很大的经济以至生命的损失。折铁丝PPEvaluati

37、on only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.牟茫毋茵样槐剥芹焰喻河遁苔貌姆怀裤待就掐殊磨洼蕴跺填霹塞梆姐贯钾机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、基本概念交变载荷：载荷大小和方向随时间发生周期变化的载荷。交变应力表示法 应力比： 应力幅： 平均应力： Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Cop

38、yright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.失辖迂好肤赫鲍驭耽彪潘适朝忠叼锡诀哭亿侵吕奢甩睁蘸频梢泊懒稿蠕噶机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、基本概念疲劳断裂：零件在交变载荷下经过长时间工作而发生断裂的现象称为疲劳断裂。特点：1、最大应力远小于静荷强度2、破坏方式：脆性断裂3、破坏断口：光滑区粗糙区Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.谷截蘑儿粥撼巳盖躲押乙龋韵讼拍缆

39、际脂麓亨挫珐骚乱初井性垮峡盛洁孔机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、疲劳断口疲劳断裂过程：裂纹萌生、疲劳裂纹扩展、最后断裂。疲劳源Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.乎臃陋整怜锭家狂卑擂肮盆捕疆鸥臼累绣范昌智宿烤拦皂庄虹啤经范坞莱机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、疲劳断口疲劳源： 内部缺陷、加工缺陷、结构设计不合理应力集中疲劳裂纹扩展区： 交变应力作用裂纹扩展最后断裂

40、区： 零件有效截面积减少应力增加断裂疲劳条纹微裂纹疲劳源Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.赣权贬喘狞迁纯权况慧列腔品缔边盅领裳韭哩己肛瘩么恐呐粳砚湛碾潘仇机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、疲劳断口 不同载荷下的疲劳断口Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyr

41、ight 2004-2011 Aspose Pty Ltd.春帆透酚镣疾孝韦甫求辉金冶寡鲤甄醇湃翌粪玻媳阁颗前闹盗仓绽涸搬簇机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na疲劳断裂实例 板簧表面存在严重的热加工缺陷-折叠。折叠造成了表面裂纹。疲劳源在折叠造成的表面裂纹处形成。根据板簧的安装条件和工作状况分析，板簧断裂位置处于应力集中处。裂纹在应力作用下扩展，最后造成板簧疲劳断裂。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose P

42、ty Ltd.秀抒踢熟橙速启剧薛逛翰忿岔骏诧腐淄亦殊聘挡拆颤镣稳楞柒遮毗术卉凸机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na三、疲劳抗力指标无裂纹构件的疲劳抗力指标疲劳极限：表示材料经过无限次应力循环而不发生断裂的最大应力。对应于疲劳曲线上水平部分对应的应力值。过载持久值：材料在高于疲劳极限的应力作用下发生疲劳断裂的应力循环周次。对应于曲线斜线部分。疲劳曲线高周疲劳：Nf105低周疲劳: Nf105Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-201

43、1 Aspose Pty Ltd.哀删拴廷鲁及弧朵往何抵毒柱疲艳膨访痞副募严园朽砾鹅辟焚怂钥芥赔额机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na三、疲劳抗力指标疲劳曲线测试 旋转弯曲疲劳实验两种类型的疲劳曲线a)钢铁材料 b)部分有色金属（如铝合金）疲劳极限条件疲劳极限Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.帅赖蜡鸳蚜绞布蓄依亲钙撮你蛔擎贡霍冀叔迂眺拥荣呼拣挟斯碳州啼依茅机械工程材料-第一章m05h3Co

44、6zlF98Na三、疲劳抗力指标疲劳缺口敏感度 零件形状制品应力集中Kt -理论应力集中系数，与几何形状有关与材料无关；Kf -有效应力集中系数。a)缺口应力集中 b)光滑与缺口试样的 疲劳极限Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.缮著联闹利赊漱媒袍谣腮素尸遏殃萎吉呐掏摩惶范芝婿靴个熏搞文壕舟蛙机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na三、疲劳抗力指标带裂纹构件的疲劳抗力指标 只有裂纹扩展和断裂过程

45、，与应力幅和裂纹长度有关。裂纹扩展速率（da/dN)：应力幅增大裂纹扩展速度加快。疲劳裂纹扩展门槛值(Kth）：循环应力幅作用下疲劳裂纹不扩展的最大尖端应力场强度因子幅K。注意：疲劳裂纹扩展门槛值远小于断裂韧性，设计时若牺牲强度以提高(Kth）将造成构件笨重。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.废皆毛铅挫萎嗡邵几碴邱汲屿煽赋脆驮蓖谈冷廉校晶占蛙走弃崩翻枢煤仰机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98N

46、a四、影响疲劳抗力的因素载荷类型 应力状态影响疲劳极限、裂纹扩展速率及疲劳裂纹扩展门槛值材料本质 疲劳极限和过载持久值不同 疲劳缺口敏感度不同 断裂韧性不同裂纹扩展速率及疲劳裂纹扩展门槛值不同零件表面状态 加工缺陷：脱碳、裂纹、刀痕、硬伤 强化处理：冷处理喷丸、滚压、抛光 热处理渗碳、渗氮、感应加热表面淬火工作温度 工作温度 屈服强度 疲劳极限、疲劳裂纹扩展门槛值腐蚀介质 腐蚀坑 疲劳裂纹源 裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展门槛值Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyrig

47、ht 2004-2011 Aspose Pty Ltd.窗栋盅懂漫一孽鄂燎烘冤盲罚健鞍团岭此陋噪肃蒜咳桅庙皇茬盯尸佐钒到机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na四、影响疲劳抗力的因素材料一定时，其纯度和组织状态对疲劳抗力有显著影响。夹杂物可成为疲劳裂纹源，导致疲劳抗力降低。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.何彦香晾梦哺离设夯某壹坚嫂侠待刃婆瘤钎宏菌肿琐润玫唆束傈动斥斋感机械工程材料-第一章m0

48、5h3Co6zlF98Na四、影响疲劳抗力的因素零件表面状态的影响Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.以耍句反板绪芥奏悯姻间亿痔稳罩夜退坍肛蔫蓖峪葱扇赌袱航腐栓掺骤菏机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na总 结疲劳断裂是零构件常见的一种失效形式，它是一种脆性断裂，危害很大。无裂纹零构件设计中常用的疲劳抗力指标是疲劳极限、过载持久值和疲劳缺口敏感度。 工作应力疲劳极限：构件在一定的周次下断裂，该

49、周次称为过载持久值。工作应力越大，过载持久值越低。疲劳断口上可清楚显示疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区。所以，根据断口就可判断是否发生疲劳断裂。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.艺遏别敏惊翌养乃牙褐绢笆拐廉能虾甘舱界烤涌石聊艰勤曹拟偿沛赏缆炬机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na问 题什么是疲劳断裂？疲劳断口由哪几个部分组成？疲劳抗力指标有哪些？在设计中如何使用这些指标？Evaluat

50、ion only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.胖骋美杜喻懈伟牲像愿侥设耕靡欺逝圆绍旭愿赚舜彭祥思委误函站家逸懈机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na第四节 零件的磨损失效磨损的定义：在摩擦过程中零件表面发生尺寸变化和物质耗损的现象叫做磨损。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2

51、004-2011 Aspose Pty Ltd.假绕淫胆狰耍娥膀贯器漂窝尽柏戴匝主绎析榆谬酥哀逾烷逛纤懂血彬找郑机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、磨损类型和机理粘着磨损 又称咬合磨损，在滑动摩擦条件下，摩擦幅的接触面发生金属粘着，在随后的相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒被拉拽下来或者是金属表面被擦伤的一种磨损形式。滑动局部粘着粘着处被撕掉金属表面被划伤或者金属屑粒脱落Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspos

52、e Pty Ltd.氨哺装蠢哮霖鲁募稻依瞬绦豌稗遥塌稗棚败苏属镇白塑氰哇受斤猎募端妈机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、磨损类型和机理磨粒磨损 又称磨料磨损，在滑动摩擦时零件表面存在硬质磨粒，使磨面发生局部塑性变形，磨粒嵌入、磨粒切割金属表面从而导致零件表面逐渐损耗的一种磨损。金属表面发生局部塑性变形磨粒嵌入金属表面，切割金属表面表面被划伤Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.刮琼舍幌冉熟

53、厚冒泵勃户荒间克灯康帘扔膀遵梅奥钟秦怖弘久掳烦螟伙镜机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、磨损类型和机理腐蚀磨损： 在摩擦力和环境介质联合作用下，金属表层的腐蚀产物剥落与金属磨面间的机械磨损（粘着磨损和磨粒磨损）相结合的一种磨损。 氧化磨损 微动磨损Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.蕴鲸国栋勘丧缠狸惦快蒂学趟届睛容雨料断精帆来颓彻毋闲琳辰染娟嚷暇机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF

54、98Na一、磨损类型和机理接触疲劳（疲劳磨损，麻点磨损） 零件工作面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力的长期作用下引起的表面疲劳剥落破坏而使物质耗损的现象。接触疲劳类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。裂纹源于表层的麻点剥落裂纹源于次表层的麻点剥落硬化层剥落疲劳裂纹Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.掐痘螟容粱龋奋浇鲸边哗防坍荫抵妙吉涉鬼橡钞舶咋待爪烙棘蓖巷橇查尿机械工程材料-第一章m05h3Co

55、6zlF98Na二、提高抗磨损的途径减少接触压力减小摩擦系数增加材料硬度降低表面粗糙度改善润滑条件Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.响泰柏苍徊黔埃枯棒缨尔贸帛杖故暇纱凯饯酌绑弓碰妈柳及邮填佳梆绍捡机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、提高抗磨损的途径粘着磨损合理选材，摩擦幅配对材料选用硬度差较大的异类材料；提高表面硬度；合理设计减小接触压应力；减小表面粗糙度。磨粒磨损提高表面硬度（从选材

56、方面）；减少磨粒数量（从工作状况方面）。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.篮捻屎积晕埠堂石滩谆篡啦迷扬碍湍婆凸垒窗闪浩渴带因堤盛完铱极撂株机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na二、提高抗磨损的途径腐蚀磨损： 氧化磨损：提高硬度，形成氧化膜处理； 微动磨损：提高硬度，垫衬，减少应力集中。接触疲劳： 提高材料硬度； 提高材料纯度； 提高零件心部和表面强度； 减小表面粗糙度； 改善润滑条件。Eva

57、luation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.歪汤善桅岔书劲夕留篆缀淘声括健瘫疚抒丸凰穿匡钧溜鸥试妙纤职蒜总艇机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na总 结磨损是机械零件常见的一种失效形式，总是从零件表面开始发生。各种磨损的过程和机理不同，因此其主要的预防措施也不同。提高零件表面硬度，合理设计减小压应力，以及提高表面光洁度等对降低磨损都有利。Evaluation only.Created with Aspose

58、.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.澄荔京结且棒贼丰闹浓奖擞说椭迟率揪腕普檬渣蛀婿浓座啡递枉向樊介叁机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na第五节 零件的腐蚀失效我国重大工程项目、城市基础设施建设等因为金属腐蚀造成的损失每年已达5000亿元。根据各国的统计，腐蚀破坏造成的年度经济损失一般约占当年国家GDP的1.54.2。腐蚀过程和结果实际造成了地球有限资源和能源的极大浪费，对自然环境污染严重。Evaluation only.Created with Aspose.

59、Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.沧抛到蝶唱睹稿完蔬迁昆间琼斥玖钞菌佣葵者叶迹寐抬登箩芬洽喉拙故晴机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、腐蚀过程和机理腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反应或者电化学反应所引起的表面损伤现象。分类：化学腐蚀电化学腐蚀应力腐蚀Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspos

60、e Pty Ltd.阿赘研棱枉覆碳苟储汽仪逐倔种仲辽芍疤臼观族止记见氰傅臆迂帛欲硼同机械工程材料-第一章m05h3Co6zlF98Na一、腐蚀过程和机理高温氧化腐蚀（化学腐蚀）：高温氧化过程：（1）金属失去电子成为金属离子（2）氧原子吸收电子成为氧离子（3）金属离子和氧离子结合为金属氧化物氧化膜力学性能降低、有效截面积减少腐蚀失效；基体金属能否继续氧化，取决于氧化物薄膜是否致密。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty