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第一章 金属材料的性能 (1)使用性能 即为了保证零件、工程构件或工具等的正常工作,材料所应具备的性能。(2)工艺性能 即反映材料在被制成各种零件、构件和工具的过程中,适应各种冷、热加工的性能。第一节 金属材料的力学性能第二节 金属材料的物理和化学性能 第一节 金属材料的力学性能 一、强度指标 图1-1 钢的标准拉伸试样a)拉伸前 b)拉伸后 第一节 金属材料的力学性能 图1-2 退火低碳、中碳和高碳钢的拉伸曲线(外力F-变形量Δl曲线与应力σ-应变ε曲线形状相似,只是坐标不同) 1.弹性极限(σe) 第一节 金属材料的力学性能 2.屈服点(σs)3.抗拉强度(σb)4.疲劳强度(σ-1) 图1-3 疲劳断口的特征a)汽车后轴的断口 b)断口的示意图 第一节 金属材料的力学性能 图1-4 疲劳曲线图 二、刚度指标 第一节 金属材料的力学性能 表1-1 常用金属的弹性模量 三、塑性指标1.伸长率(δ)2.断面收缩率(ψ)四、韧性指标1.冲击韧度(αk) 第一节 金属材料的力学性能 图1-5 冲击试验原理图1—摆锤 2—试样 3—机架 4—指针 5—刻度盘 2.断裂韧度(KIC) 第一节 金属材料的力学性能 五、硬度指标1.布氏硬度(HBW) 图1-6 布氏硬度测量示意图 第一节 金属材料的力学性能 图1-7 用读数显微镜测量压痕直径 第一节 金属材料的力学性能 表1-2 布氏硬度试验规范 2.洛氏硬度(HR) 第一节 金属材料的力学性能 图1-8 洛氏硬度试验原理 第一节 金属材料的力学性能 表1-3 常用的三种洛氏硬度的试验条件及应用范围 3.维氏硬度(HV) 第一节 金属材料的力学性能 图1-9 维氏硬度试验原理及压痕示意图 第二节 金属材料的物理和化学性能 一、金属材料的物理性能1.密度2.熔点3.导电性4.导热性5.热膨胀性6.磁性二、金属材料的化学性能1.耐蚀性2.热稳定性1.说明以下符号的意义和单位:2.在设计机械零件时多用哪两种强度指标?为什么? 第二节 金属材料的物理和化学性能 3.设计刚度好的零件,应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?材料的E越大,其塑性越差。4.拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm,拉断后对接试样的标距长度为79mm,缩颈区的最小直径为4.9mm,求其伸长率和断面收缩率。5.标距不相同的伸长率能否进行比较?为什么?6.常用的硬度试验方法有几种?7.反映材料受冲击载荷的性能指标是什么?不同条件下测得的这种指标能否比较?怎样应用这种性能指标?8.疲劳破坏是怎样形成的?提高零件疲劳寿命的方法有哪些?9.断裂韧度是表明材料何种性能的指标?为什么要求在设计零件时考虑这种指标? 第二节 金属材料的物理和化学性能 10.下列说法是否正确?如不正确请更正:(1)机械在运行中各零件都承受外加载荷,材料强度高的不会变形,材料强度低的一定会变形。(2)材料的强度高,其硬度就高,所以刚度就大。(3)强度高的材料,塑性都低。(4)弹性极限高的材料,所产生的弹性变形大。11.下列零件图样标注的硬度是否正确?如有错误,请改正。(1)HBW600~650(2)HRC70~75(3)HRB90N/mm2(4)HB200~300MN/m2 第二节 金属材料的物理和化学性能 12.下列各种工件或钢材可用哪些硬度试验法测定其硬度值?(写出硬度符号)(1)钢车刀、锉刀(2)材料库中的原材料(3)渗碳钢工件(4)铝合金半成品
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