机械工程材料 作者 周超梅 第一章 金属材料的性能.pptVIP

根据载荷作用方式的不同，载荷又可分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等。 金属受拉伸载荷或压缩载荷作用时，其横截面积上应力按下列公式计算： 式中 F——外力，单位为N； S——横截面积，单位m2。 冲击韧度是指金属材料抵抗冲击载荷的能力，其指标以冲击韧度αk表示。 交变应力： 大小和方向随时间作周期性变化的应力称为交变应力，用符号“σ”表示。 疲劳曲线 ：疲劳曲线是指交变应力σ与循环次数N的关系曲线，如下图所示。 第二节 金属材料的工艺性能 铸造性能：金属及合金在铸造工艺中获得优良铸 件的能力称为铸造性能。 锻造性能：用锻压成形方法获得优良锻件的难易程 度称为锻造性能。 焊接性能：焊接性能是指金属材料对焊接加工的 适应能力。 第二节 金属材料的工艺性能 切削加工性能： 切削加工性能是指切削加工金属的难易程度。 热处理性能 作业 书后习题 第1章 金属材料的性能 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 第1章 金属材料的性能 第一节 金属材料的使用性能 第二节 金属材料的工艺性能 第一节 金属材料的使用性能 金属材料的性能包含使用性能和工艺性能。 使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。如：力学性能、物理性能、化学性能。 工艺性能：是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。如：铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性、热处理工艺性。 力学性能：是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。 指标包括：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。 第一节 金属材料的力学性能 金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。 强度的大小通常用应力来表示，符号为σ，单位为兆帕（MPa）。 金属材料受到外力作用时，为了保持其形状不变，在材料内部产生与外力相对抗的力，这个力称为内力。 应力就是单位面积上所承受的内力。 一、强度 金属材料在使用过程中所受的外力也称为载荷 。 根据载荷作用性质的不同，载荷分为静载荷、冲击载荷及交变载荷三种。 静载荷：是指大小不变或变化过程缓慢的载荷。 冲击载荷：是指在短时间内以较高速度作用在零件上的载荷。 交变载荷：是指大小和方向随时间作周期性变化的载荷。 一、强度 一、强度 一、强度—拉伸试验 a E=tga B(ss下) A(ss上) C(sb) g s (MPa) 200 400 e 0.1 0.2 O 线弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 低碳钢拉伸 应力应变曲线 颈缩阶段 一、强度—拉伸曲线 低碳钢的应力-应变曲线 1.弹性变形阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.缩颈阶段 一、强度—衡量指标 屈服点： 用符号σs表示，计算公式为 σs= 式中：Fb——试样断裂前所承受的最大拉力， 单位为N； So——试样原始横截面积，单位为mm2。 抗拉强度: 在拉断前试样所能承受的最大应力 为该试样的抗拉强度，用符号σb 表示，计算公式为。 σb= 一、强度—衡量指标 概念 塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久性变形而不断裂的能力。 衡量指标 伸长率：试样被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比称为伸长率，用符号δ表示。计算公式为： 二、 塑性 δ= ×100% 断面收缩率：试样被拉断后，断口处横截面积的减小 量与试样原始横截面积之比的百分数，用符号ψ表示。计算公式为： ×100% 二、 塑性 ψ= 式中 S0——试样原始横截面积，单位mm2 ； S1——试样拉断处断口的横截面积，单位mm2。 硬度是指金属材料抵抗局部弹性变形、塑性变形、压痕、划痕或破裂的能力。 三、硬度 硬度测试方法很多，最常用的硬度测试方法有三种，即布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法。 三、硬度—布氏硬度（HB） 布氏硬度计 布氏硬度测试动画 三、硬度—布氏硬度（HB） 压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。 压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。 布氏硬度压痕 三、硬度—布氏硬度（HB） 三、硬度—洛氏硬度（HR） 根据压头类型和主载荷不同，分为三个标尺， 分别为A、B、C。 h1-h0 洛氏硬度测试示意图 洛氏硬度计 符号HR