金属材料的力学性能创新.pptVIP

金属材料与热处理 冶金化工系 宋玉安 电话课程背景 1.材料科学的发展 2.中国钢铁工业的发展历程 二战（拼的是钢铁产量）：德国1800万吨、美国2000万吨 河北钢铁集团有限公司 宝钢集团 鞍钢(集团)公司 武汉钢铁集团 江苏沙钢集团 山东钢铁集团有限公司 马钢(集团)控股有限公司 首钢总公司 湖南华菱钢铁集团有限责任公司 包头钢铁(集团)有限责任公司 太原钢铁(集团)有限公司 15 安阳钢铁集团有限责任公司 1.课程性质、作用 课程性质: 《金属学及热处理》是冶金技术专业的一门重要的专业基础课， 是学生学习《高炉操作》、《转炉操作》、《连铸操作》等专业课的敲门砖。 　　　 课程作用: 使学生获得有关金属学的基本理论和基本知识，初步掌握零件设计时的合理选材、用材，并具有正确运用热处理、妥善安排加工工艺路线及材料检测等方面的知识和能力。 2.课程与相关课程的联系 6.教学资源 7.课程考核方法 8.课程学习方法 本课学习方法是： 课前预习 （多看） 课后复习（多记） 对比讨论（多想） 认真实验（多实践） 目标要求: 屈服强度的应用 ?碳素结构钢的具体牌号 Q195 Q215 Q235 Q255 Q275 （三)维氏硬度 更准确的测量金属零件表面硬度或测量硬度很高的零件 表示方法:HV 金属材料的力学性能 一、 强 度 四、 硬 度 三、 塑 性 二、 刚 度 五、 冲击韧性 指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 1. 定义 2. 应用 强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。 （一）强度的概念 一、 强 度 （二）强度的测定——拉伸实验 1. 拉伸试样（GB6397-86） 长试样：L0=10d0 短试样：L0=5d0 2. 力——伸长曲线（以低碳钢试样为例） 拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。 万能材料试验机 a) WE系列液压式 b) WDW系列电子式 弹性变形阶段 屈服阶段 颈缩现象 强化阶段 （三）强度指标 1.弹性极限 拉伸曲线的oe线段是直线,这一部分试棒变形量与外力成正比,当去除外力后,试棒恢复到原来尺寸，用符号R表示。 Fe S0 R = （三）强度指标 2.屈服点 在拉伸试验过程中， 载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力，用符号Re表示。 材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号σb表示。 Fs S0 Re= 计算公式 2.屈服点 脆性材料的屈服点 ΔL F 0 F0.2 0.2%L0 F0.2 A0 Rr0.2= 试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%时的应力，用符号Rr0.2表示。 通用低合金高强度结构钢牌号组成  Q295 Q345 Q390 Q420 Q460 专用低合金高强度结构钢一般采用代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值(单位为MPa)?，并在尾部加按产品用途的拼音第一个字母表示。 如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”?；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢牌号表?示为“Q420q”等。 Rm= Fb S0 3.抗拉强度 应用：脆性材料制作机械零件和工程构件时的选材和设计的依据。 计算公式 屈强比应在0.65---0.75之间 4.疲劳强度 疲劳源:应力集中或缺陷(划伤、夹渣、显微裂纹） 疲劳扩展区 疲劳强度σ-1= 0.45-0.55σb （二）衡量指标(虎克定律) 二、 刚 度 材料受力时抵抗弹性形变的能力叫做刚度。 切变膜量： ζ= Gγ 弹性模量： σ= Eε （一） 定义 45000 镁 132400 铜 72000 铝 118010 钛 210000 镍 214000 铁 弹性模量 金属 （二）衡量指标 三、 塑 性 金属材料断裂前发生永久变形的能力。 断面收缩率： 伸长率： 试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。 试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。 （一） 定义 伸长率（ A ） l1-l0 l0 ×100% A= l1——试样拉断后的标距,mm; l0——试样的原始标距,mm。 断面收缩率（ Z） S0-S1 S0 Z= ×100% S0——试样原始横截面积,mm2；