第一章 材料的性能.ppt

1、第一章：材料特性、金属材料和热处理；第一章：材料性能、材料性能、使用性能、工艺性能、机械性能、物理和化学性能、铸造性能、锻造性能、焊接性能、机械加工性能、材料在使用和加工中的性能；第一节：力学性能，是指材料在外力作用下的变形和断裂特性、力学性能、载荷、主要力学性能、弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性、疲劳性能、耐磨性、变形、形状和尺寸变化、弹性变形、外力消除后的可恢复变形、塑性变形和外力消除后的不可恢复变形。拉伸试验，评价材料力学性能最简单、最有效的方法是测量材料的拉伸试验，低碳钢的应力-应变曲线，=P/F，应力和应变，=l/l，0，a，d，弹性极限载荷，极限载荷，e，比例极限载荷，屈服强度，e

2、越大，材料发生的弹性变形越小。弹性、刚度、刚度由E=/决定，零件刚度、零件弹性变形阻力、弹性范围内的应力应变比/，零件刚度是材料E、零件形状和截面尺寸的函数。提高零件刚度的方法是增加横截面积或改变横截面形状。强度和塑性、强度、材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力、屈服强度以及试样屈服时承受的最小应力；基本上，所有的机械零件都不允许塑性变形，所以屈服极限S，屈服应力不增加，但应变增加常用于强度计算。注：工程上规定，试件塑性变形对应的应力值为材料屈服强度的0.2%，用0.2表示。工程结构或机器工作时不允许材料发生塑性变形。因此，屈服强度是工程设计和材料选择的重要依据之一。抗拉强度，定义，断裂前

3、试样的最大拉力，用b表示，塑性，材料承受应力破坏前最大塑性变形的能力，塑性、伸长率的常用指标，(L1-L0) /L0*100%，L0为原始长度，L1为断裂后长度；面积收缩，(F0-F1)/F0 *100%，F0为试样的原始横截面积，F1为断裂处的横截面积，越大，材料的塑性越好，通常更接近真实应变，3。硬度，定义：材料抵抗局部塑性变形的能力是衡量材料硬度和柔软度的指标；硬度、布氏硬度和维氏硬度用压痕法测量。根据不同的测量方法，硬度值不能直接相互比较，只能通过硬度对照表布氏硬度(HB)来换算。测试压头是一个硬化的钢球，它会变形，甚至被坚硬的材料破坏。其应用范围不能超过HB450。对于金属，它只适用

4、于测量退火、正火、调质钢、铸铁和有色金属的硬度，测量误差小，数据稳定，压痕大，不能用于过薄的零件或成品零件。洛氏硬度(HR)，优点，HRA，HRB，HRC，HRA适用于测量硬质合金，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度，硬度HRB适用于测量有色金属，退火和正火钢，HRC适用于淬火和回火钢，淬火钢等。HR，操作简单快捷，压痕小，可测量成品，硬度值可直接从刻度盘上读取。注：由于压痕小，受材料结构不均匀的影响很大，所以对于同一试件，应在不同部位测量三个点，然后取平均值。优点：2 .维氏硬度比布氏硬度和洛氏硬度更精确；1.深度很浅；3.从极软到极硬的各种材

5、料的硬度可以通过改变载荷来测量；4.冲击韧性，定义为：材料抵抗冲击力而不在冲击载荷下受损的能力；K是试验中每单位截面积消耗的冲击能量，单位为焦耳/平方厘米。材料的韧性越好，K值低的材料称为脆性材料，K值随温度的降低而降低。冷脆现象：材料的冲击韧性随着试验温度的降低而降低，在一定温度范围内韧性值急剧下降。5。疲劳，确切的意思是：在交变载荷作用下，材料在远低于其屈服强度的应力下断裂，没有塑性变形的迹象。特殊点：突然、无预兆、疲劳极限，材料在规定次数(钢为107次，有色金属和合金为108次)交变应力作用下的最大应力，不引起疲劳断裂，用R表示，改进2。注意结构形状，避免应力集中，提高表面粗糙度，强化表

6、面。尺寸或方向随时间变化的负载、物理和化学性质、物理性质、密度、熔点、热膨胀、导热性、磁性、耐腐蚀性和抗氧化性、物理性质、密度、熔点、热膨胀、单位体积材料的质量、密度小于5103Kg/m3的金属称为轻金属，密度大于5103Kg/m3的金属称为重金属。材料和陶瓷的熔化温度通常明显高于金属和合金。聚合物材料通常不是完全结晶的，因此没有固定的熔点。材料受热后的体积膨胀通常用线膨胀系数来表示。对于精密仪器或机械的零件，热膨胀系数是一个非常重要的性能指标，材料的物理性能、磁性、导热系数和导热能力。就其导热性而言，部件材料的导热性越差，当部件被加热或冷却时，由于表面和内部之间的温差以及不同的膨胀，它将会破

7、裂。金属和合金的热导率比非金属材料高得多。在金属中，银是最好的，其次是铜和铝。材料的磁导率、物理性质和电导率通常用电阻率来表示。相反，金属及其合金一般具有良好的导电性，银具有最好的导电性，其次是铜和铝，化学性质、抗氧化性和耐腐蚀性。非金属材料的耐腐蚀性通常比金属材料高得多。材料在高温下的抗氧化性通常在表面形成致密的保护膜，以阻止氧的进一步扩散。第三节材料的工艺性能是机械性能、物理性能和化学性能的综合，它影响制造零件的工艺方法和质量，以及制造成本和铸造性能，这意味着在铸造时，液态金属可以填充复杂的模具并获得高质量的铸造性能。良好的流动性、较小的收缩率和较小的偏析倾向是可铸性、可焊性的良好指标，无论材料是否易于焊接在一起并能保证焊接质量的性能，通过焊缝处的各种缺陷来衡量，低碳钢具