第1章修改2＂.pptVIP

③老化作用（degradation）： 老化：高分子材料在加工、储存和使用的过程中，由于各种环境因素的作用导致材料性能的逐渐退化、变坏，最终丧失使用价值的现象。 例轮胎龟裂、发粘，塑料变硬变脆。 老化的环境因素：温度、日光、电、辐射、应力、化学介质等。? 1.2.1 整机性能→零部件性能→材料性能的关系 （material property）1整机性能：①取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能；②与机器的构造有关；③与加工制造因素有关。? 在合理设计，制造优良的基础上，整机性能主要由其零部件尤其关键件的强度及其它相关性能所决定。例1：机床（参考教材P7）2 零部件性能： ①取决于材料因素，即材料的成分组织与性能； ② 结构因素，即零件在整机中的作用、形状尺寸、与连接件的配合关系等； ③加工工艺因素，即加工工艺过程对强度产生的影响。? 在结构与加工工艺正确合理的条件下，机械零件的强度很大程度上由材料的强度及其它力学性能所决定。 (2)弹性和刚度（elasticity and stiffness） ① 概念 弹性：材料产生弹性变形的能力。 刚度：材料抵抗材料变形的能力。 ②在弹性变形阶段的力学性能指标有： a 弹性极限σe ：材料不发生塑性变形可承受的最大应力值。 b 比例极限σp ：应力—应变曲线的直线部分对应的最大应力值。 c 弹性模量E：表征材料的刚度（材料抵抗弹性变形的能力） 弹性阶段：σ∝ε E＝σ/ε 弹性模量的比较：陶瓷＞金属＞＞高分子材料。 ③工程应用： 要求低E（易弹性变形且变形能力大），如沙发垫子。 要求高E（保持固有形状能力强），如主轴 ，钻杆。 要求比刚度（E/ρ）大（轻而不易变形），如航空航天 碳纤维复合材料＞ Ti合金＞ Al合金＞＞钢铁 ②塑性——材料产生塑性变形而不破坏的能力。 ?延伸率 δ=（l1－l0）/l0×100%。 ?断面收缩率 ψ=（F0－F1）/F0×100%。 塑性不能直接作为设计指标，但可作为参考指标。 ?塑性指标的作用：①降低应力集中，抵抗 局部过载，提高零件的可靠性；②良好的塑性 有利于压力加工。 ?粘弹性（自学，高分子材料明显）。 ③布氏硬度的优点： a.测量误差小，数据稳定； b.与强度之间有较好的对应关系。 ④缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 ⑤适于范围： 退火、正火、调质钢，铸铁及有色金属的硬度。(中低硬度测量) 洛氏硬度 ①试验方法：采用金刚石圆锥（A、C）或1.588mm（B）的淬火钢球，在一定载荷下压入试样表面，测定压痕残余深度表示硬度值，用符号HR表示，其值可直接读出。根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为A、 B、 C。 ②表示方法:符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。如60HRC HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。 HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。 HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。 ③ 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小不损伤工件表面，适用范围广。 ④ 缺点：压痕小，代表性、重复性较差，测量结果分散度大。 维氏硬度：压头为金刚石四方角锥，测量压痕面积表征硬度大小，适用于薄工件或薄表面硬化层的工件。 硬度试验的特点 ①压痕深或面积大，材料软；反之硬。 ②测量方便，一般属无损检测。 ③硬度与强度、塑性、加工工艺性存在一定的关系。硬度是零件设计时的主要力性技术要求。 ④零件中、高硬度要求时，用洛氏硬度 30 ～ 70HRC 标注公差 3～5HRC。 零件中、低硬度要求时，用布氏硬度 100～ 450HBS 标注公差 30～50HBS。 如60～63HRC, 235～265HBS等，另 1HRC≈10HBS , 如 400HBS≈40HRC。 TITANIC TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关 Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 (6)疲劳极限（fatigue limit） 疲劳:在交变应力的作用下，虽然零件承受的载荷低于屈服强度，但经较长时间的工作却可能产生裂