工程材料与热处理 课件 1金属材料强度与塑性探究

金属材料强度、塑性探究目录强度概念01强度测试02塑性概念03强度与塑性关系04汇报展示准备0501强度概念强度的定义材料的强度通常用材料内部所能承受的应力来表示。材料内部横截面应力示意图正应力是材料内部垂直于横截面上的力与面积之比，反映了材料在外力作用下的抵抗啦、压的能力。通过公式σ=F内/S计算，其中F内为材料内部产生的内力，S为横截面积。强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，是衡量材料承载能力的重要指标。强度的表示应力的单位通常使用帕斯卡（Pa），但在实际工程中更常用的是兆帕（MPa）。一般钢材的屈服强度范围在200~2000MPa之间，这对于工程设计至关重要。应力的单位02强度测试测定设备与方法拉伸试验的基本原理拉伸试验通过在试样两端施加缓慢载荷，记录力与伸长量的关系，从而测定材料的强度和塑性。这种方法简单有效，是评估材料性能的基本手段。应力-延伸率曲线分析应力-延伸率曲线揭示了材料从弹性变形到塑性变形直至断裂的全过程。通过分析曲线上的特定点，如屈服点和抗拉强度，可以准确评估材料的力学性能。拉伸试验设备测定强度用拉伸试验机。万能液压拉伸试验机拉力-伸长量曲线分析低碳钢拉力-伸长量曲线低碳钢应力-延伸率曲线强度指标----屈服强度屈服强度的定义屈服强度是指材料在受到外力作用时，开始发生塑性变形的最小应力值。它是衡量材料抵抗永久形变能力的重要指标，对于工程设计和材料选择具有关键意义。屈服强度的测定方法屈服强度通常通过拉伸试验来测定，试样在缓慢施加载荷下直至产生明显的塑性变形。根据试验数据绘制应力-应变曲线，从而确定材料的屈服强度。屈服强度的应用屈服强度是工程设计中常用的参数之一，尤其在结构设计和材料选择方面。了解材料的屈服强度有助于预测其在实际应用中的表现，确保结构的安全性和可靠性。强度指标---抗拉强度010203抗拉强度的定义抗拉强度是材料在拉伸试验中所能承受的最大应力值，它反映了材料抵抗断裂的能力。当材料受到拉力作用时，其内部会产生应力，直至达到最大承载力而发生断裂。抗拉强度的测定方法根据《GB/T228.1—2021金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》，通过拉伸试验机对试样施加轴向拉力，记录拉力与伸长量的关系，从而确定材料的抗拉强度。抗拉强度的意义抗拉强度不仅是衡量材料强度的重要指标，还能用于评估材料的加工性能和安全性。高抗拉强度意味着材料在承受外力时不易断裂，适用于需要高强度的结构件。03塑性概念塑性是指金属在静载荷作用下发生不可逆变形的能力，常用断后伸长率和断面收缩率两个指标来表征材料的塑性好坏。塑性的定义断后伸长率断后伸长率定义根据《GB/T228.1—2021金属材料拉伸试验第1部分室温试验方法》，通过测量试样断裂后的原始标距增量和原始标距，计算得到断后伸长率，用于评估材料的塑性性能。断后伸长率测量方法断后伸长率作为表征材料塑性的关键指标，广泛应用于工程设计中。高断后伸长率的材料适用于需要大量塑性变形的加工过程，如锻造、轧制等，确保零件或构件的可靠性。断后伸长率应用断后伸长率是材料在拉伸断裂后，原始标距的增量与原始标距之比，以百分比表示。这一指标反映了材料在断裂前发生的塑性变形量，是衡量材料塑性的重要参数。断面收缩率断面收缩率定义断面收缩率是指材料在断裂后，其横截面积的最大缩减量与原始横截面积之比，以百分比表示。这一指标反映了材料在受力过程中的塑性变形能力。断面收缩率的重要性断面收缩率是衡量金属材料塑性的重要参数之一，它不仅影响材料的加工性能，还关系到零件在使用过程中的安全性和可靠性。断面收缩率的应用在工程实践中，通过测量断面收缩率可以评估材料的塑性变形能力，为材料选择和加工工艺提供依据，确保零件满足设计要求。断后伸长率与断面收缩率断后伸长率和断面收缩率是衡量材料塑性的重要指标。它们分别表示材料断裂前后的相对变形量，数值越大，表明材料的塑性越好，适用于各种压力加工方法。04强度与塑性关系强度与塑性的关系强度与塑性的权衡在金属材料的应用中，提高材料的强度往往意味着牺牲其塑性。这是因为增强材料的内部结构会限制其变形能力，从而影响其在过载情况下的表现。显微组织的影响通过细化金属材料的显微组织，可以有效地同时提升材料的强度和塑性。这种微观层面的调整为材料性能的优化提供了新的可能性，使得材料更加适应复杂的工程需求。应力集中与塑性变形金属材料在使用过程中不可避免地会遇到应力集中的情况，如截面突变或缺口等。具有一定塑性的材料能够在这些区域产生塑性变形，从而降低应力峰值，防止早期破坏的发生。强度与塑性是一对相互矛盾的性能指标，提高强度往往需要牺牲一部分塑性，反之亦然，但细化显微组织可以同时提高两者。显微组织对强度、塑性的影响显微组织细化对强度的影响通过细化金属材料的显微组织，可以显著提高其强度。这是因为更细小的晶粒能够阻碍位错的运动，从而提高材料的屈服强度和抗拉强度。显微组织细化对塑性的作用细化显微组织不仅提高了金属的强度，还改善了其塑性。细小的晶粒使得材料