1-材料力学性能111111

材料力学性能浙江大学金属材料研究所凌国平(linggp@，曹226室)他是谁？2011年诺贝尔化学奖获得者以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼“1982年发现准晶体”1984年发表论文，Al4Mn急冷合金物质内部的原子排列有序但非周期性排列不重复的规则图案从根本上改变了看待固体物理的方式原子排列不具周期性，准晶体材料硬度很高，同时具有一定弹性，不易损伤。可用于制造眼外科手术微细针头、刀刃等硬度较高的工具。不沾且导热性较差，其应用包括制造不粘锅具、发动机等。FirstdiscoveryofQuasiperiodicsymmetry

-April8th1982美国国家标准与技术研究所84年11月，物理评论通讯84年郭可信发表Ti基准晶论文自然界中也有准晶材料---俄罗斯一条河流内的矿物样本瑞士一企业在钢铁中发现准晶，在钢铁中起强化作用这二个人是谁？2010年诺贝尔物理奖获得者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫英国曼彻斯特大学教授

“石墨烯材料性能”透明胶带技术:10层

单层碳原子，蜂窝状晶格结构最薄、最坚硬、载流子高迁移率如何知道坚硬？测的是什么？如何测量？为什么坚硬？这三个人得了什么？美国加州和麻省理工大学的教师因何而得？“渐近自由”

→夸克之间越接近，作用力越弱；弱到自由距离越远，作用力越大→所以夸克被束缚在一起→构成原子核他们回答的是：什么力量在自然界中发挥作用？它们是如何发挥作用的？内部有一种力在作用→把微观物质联在一起→成为材料外界有一种力作用于材料，会发生什么事情？2004年诺贝尔物理奖得主材料的力学性能材料在外力的作用下表现出来的性能这是什么？牙齿的力学性能牙本质牙釉质抗压强度/MPa300330刚度/GPa1274~84硬度/Hv70＞300假牙！如何让假牙具有这些性能？如何检测这些性能？用什么材料代替真牙？材料力学性能材料在力的作用下表现出来的性能有哪些材料？有哪些材料？金属陶瓷玻璃高分子（塑料，橡胶，布）自然材料（木材、岩石）有哪些特点？它们有哪些的特点？陶瓷：耐高温、高硬度光盘：信息记录、耐磨玻璃：透明、脆金属：导电、易成型、综合性能好高分子：耐腐蚀……具有各种特点，可满足需求这些特点，对应材料的各种性能材料力学性能有哪些具体的性能？材料有哪些性能？物理光、热、电、磁----功能材料化学反应（传感器、耐腐蚀）力学强度、硬度、韧性……----结构材料为什么会有这些性能？成分、”组织结构”不同成分离子键、共价键、金属键组织结构固体结构：晶体、非晶、准晶晶体结构：体心、面心、密排六方、层状组织结构：马氏体、珠光体、奥氏体纳米结构：······不同成分为何会构成这些不同的键？晶体结构与性能（碳）金刚石结构---硬、光学性质石墨结构---软，润滑富勒烯---催化？化学性能纳米碳管---高强度Graphene---高强及电性能高分子的液晶结构-分子团为单元不同的组织铁素体---bcc，软马氏体---bcc，硬珠光体---铁素体+碳化物不同的几何结构碳纤维纳米结构纳米碳管---无纺布制纸！贝壳的纳米结构---韧性具备各种性能这些结构具有怎么的性能？这些性能是什么？如何检测出这些性能？为什么具有这些性能？如何得到这些性能？如何得到这些结构？为什么能得到这些结构？材料科学与工程的四个基本要素经济性、环保性、可持续发展变形和断裂

力：拉、压、扭、弯、交变…性能：弹性、塑性、韧性、硬度、疲劳、磨损…

材料力学性能材料力学性能回答：有哪些力学性能？ 基本概念含义是什么？如何测定？ 基本理论力学性能与什么因素有关？ 什么情况下需要什么性能？ 实用意义如何获得所需要的性能？ 研究方向例：脆。含义是什么？脆性大小？为什么会脆？如何不脆？与其他课程的关系与材料力学的关系材料力学分析力的分布给出对材料的力学性能要求钢结构→受力分析→材料需要抗多少拉力？例：铁要硬度高→淬火。马氏体组织→碳过饱和于铁素体中。材料相变理论金属与合金金属玻璃结构陶瓷……与后续课程关系成分、组织结构与性能的关系材料的制备、组织结构控制第一章材料拉伸性能材料在拉力作用下表现出来的性能拉力下材料会怎么样？陶瓷？高分子？橡皮？金属？橡皮筋：拉→变形，力撤去→恢复弹性陶瓷：很难拉。拉动则断脆性金属：变形，无法恢复塑性→断为什么会恢复？为什么无法恢复？为什么会断？断的方式？拉伸性能是最基本的力学性能测定方法试样（圆柱和板）

设备：多功能材料试验机国标GB/T228-2010

l0＞5d0试验方法一定的速度拉伸记录伸长量l与拉力P应变：

=

l/l0

应力：

=P/A0

试验结果拉伸曲线陶瓷 铜合金高锰钢钢丝纯铜晶态高分子脆性材料：断裂前无塑性变形塑性材料：断裂前有塑性变形何谓塑性变形？外力作用变形，力撤去后无法恢复原状，永久变形各种拉伸曲线低碳钢的拉伸曲线OE：弹性段过E：塑性变形A点：上屈服点C点：下屈服点CD：屈服DB：形变强化B点：抗拉强度，颈缩K点：断裂。断裂强度