材料学材料性能

材料学材料性能第一页，共三十四页，编辑于2023年，星期日材料学培训计划教学目的：了解和掌握常用的材料分类，牌号和性能，了解热处理的过程，提高加工和识别机械零件材料技术，有利于机器维修和保养。教学内容：

1.材料概论和材料的性能。

2.碳素钢,合金钢和铸铁。

3.有色金属。

4.热处理工艺。第二页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第一章材料概论本章内容：1.材料学历史。2.常用材料的分类。3.材料的性能。第三页，共三十四页，编辑于2023年，星期日▲石器时代:陶器时代:铜器时代：司母戊鼎（公元前11—16世纪）1130×780×1100战国编钟（前475—221年）65个总重2500Kg天然石，兽骨，树枝泥巴（日晒→原始陶器；火烧→瓷器用具）

铁器时代:沧州大狮（公元953年）重50T,长5.3m,宽3m人工复合材料:塑料、橡胶、陶瓷、钛合金、碳纤维、纳米等1.材料学史第四页，共三十四页，编辑于2023年，星期日鼎鬲(li)甗(yan)角斝(jia)觚(gu)觥(gong)尊第五页，共三十四页，编辑于2023年，星期日司母戊大方鼎鼎高133厘米，长110厘米，宽78厘米，重832.84公斤，是目前发现的最大青铜器。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。第六页，共三十四页，编辑于2023年，星期日四羊方尊造型精致，风格独特

制作技艺高超，装饰手法巧妙。经有关考证，它是用传统的分铸法制作而成的。首先铸出羊角及龙头等饰件，再经合范浇铸，使其成为整体，这里充分展示了古人的聪明智慧，杰出的铸造技巧恰到好处，匠心独具。第七页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第八页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第九页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期日通宽5.35米，身长6.30米，身高6.6米，体宽3.0米，重约40吨，素有“狮子王”的美誉

沧州铁狮子第十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期日1949年，我国钢的年产量不超过16万吨。1996年，我国钢的年产量已超过1亿吨。2006年，我国钢的年产量已超过4亿吨。占全球总产量的1/3。2008年，我国钢的年产量超过5亿吨。第十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期日

我国不但是钢产量，而且钢的种类也得到了长足发展。20年前，我国钢结构用钢主要是以16锰为代表的低合金钢；而今天，洁净钢、耐候耐火钢、容器钢、彩色涂层钢板、高层建筑用钢、桥梁钢、热轧H型钢、高强螺栓等大量的新型钢材被开发应用。第十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期日2.常用材料分类最常用的方法将材料分：金属材料、非金属材料、复合材料金属材料—指钢铁、有色金属等材料非金属材料—无机高分子材料（陶瓷水泥、木材等），有机高分子材料（塑料橡胶）复合材料---玻璃钢、碳纤维复合材料、硼纤维材料。第二十页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第二十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期日★材料按用途不同分：

机械工程材料、土木工程材料、电工材料、电子材料

★材料按功能不同分：

结构材料、功能材料、磁性材料等第二十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期日

3.金属材料的主要性能

（2）工艺性能材料的主要性能是指:（1）使用性能（1）力学性能（2）物理性能（3）化学性能——加工成形的性能第二十三页，共三十四页，编辑于2023年，星期日第一节材料的力学性能

力学性能：材料在外力作用下所表现出的特性。

一、外力作用下材料的变形与失效

作用在机件上的外力——载荷FFF=F’

外力——内力——应力F’F静载荷动载荷第二十四页，共三十四页，编辑于2023年，星期日（1）弹性变形：

材料受外力作用时产生变形，当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消失而消失的变形，称为弹性变形。1.两种基本变形FFF第二十五页，共三十四页，编辑于2023年，星期日

（2）塑性变形:

材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形，称为塑性变形。FFF第二十六页，共三十四页，编辑于2023年，星期日拉伸实验kbb—极限载荷点二、材料的力学性能Fee—弹性极限点sS—屈服点K—断裂点拉伸曲线FFL应力—应变曲线缩颈o第二十七页，共三十四页，编辑于2023年，星期日1．强度：材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。（1）屈服强度（σS）指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力.屈服强度—是塑性材料选材的依据.（2）抗拉强度（σb）抗拉强度是材料在拉断前承受最大载荷时的应力。抗拉强度—是脆性材料选材的依据.第二十八页，共三十四页，编辑于2023年，星期日2.塑性常用δ和ψ作为衡量塑性的指标。伸长率：材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。断面收缩率:FFL良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。第二十九页，共三十四页，编辑于2023年，星期日3．刚度（E）

4．硬度是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。第三十页，共三十四页，编辑于2023年，星期日(1)布氏硬度（HB）：布氏硬度适用HB<450使用硬质合金球以规定的试验力压试样表面，一定时间后卸除力并测量表面压痕直径的方法。低碳钢：σb≈360HB高碳钢：σb≈340HB调质合金钢：σb≈325HBF第三十一页，共三十四页，编辑于2023年，星期日5．冲击韧性

材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。

在冲击载荷下工作的零件，很少是受大能量一次冲击而破坏的；往往是受小能量多次重复冲击而破坏的。洛氏硬度一般用于HB>450120度金刚石圆锥体或直径1.588毫米的淬火钢球测量。应用最广的侧硬度方法(2)洛氏硬度（HRC）(3)维氏硬度（HV）136度正四棱锥金刚石压头FFF1200第三十二页，共三十四页，编辑于2023年，星期日6．疲劳强度材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。—循环基数钢：

受交变载荷作用的零件，在其所受应力远远低于该材料的屈服强度时，会发生突然的断裂。而且是脆性断裂。据统计，约80%