第一章 工程材料的性能课件.pptVIP

一些在温度急剧反复变化条件下工作的零件，承受热循环引起的应力或热应变，使材料受到疲劳损伤而破坏，这种现象称为热疲劳。 （一）铸造性能  金属材料铸造成形获得优良铸件的能力。 1. 流动性 ? 熔融金属的流动能力。 完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件。 2. 收缩性 ? 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象。 铸件收缩不仅影响尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷。 铸造用金属材料的收缩率越小越好。 3. 偏析 ? 金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象。 偏析大使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。 三、 金属材料的工艺性能 二、锻造性能  锻造性 金属材料用锻压加工方法成形的适应能力。 金属材料的塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。 三、焊接性能 焊接性 金属材料对焊接加工的适应性。 获得优质焊接接头的难易程度。 钢材的碳含量是焊接性好坏的主要因素。 低碳钢和碳的质量分数低于0.18 %的合金钢焊接性能较好。 碳含量和合金元素含量越高, 焊接性能越差。 四、切削加工性能  用切削后的表面粗糙度和刀具寿命来表示。 金属材料具有适当的硬度(170 HBS～230 HBS)和足够的脆性时切削性良好。 改变钢的化学成分(加少量铅、磷)和进行适当的热处理(低碳钢正火，高碳钢球化退火)可提高钢的切削加工性能。 铜有良好的切削加工性能。 五、热处理工艺性能 钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性, 即钢接受淬火的能力。 含Mn、Cr、Ni等合金元素的合金钢淬透性比较好, 碳钢的淬透性较差。???? 铝合金的热处理要求较严。 铜合金只有几种可以用热处理强化。 6. 工艺性能包括哪些方面？各自的含义？ 练习题 一、名词解释 工艺性能 、 使用性能、 刚度 、 疲劳 、 冲击韧度 二、简答题 1. 何谓金属材料的力学性能？有哪些主要指标？各自的定义？ 2. 外力（载荷）有哪些主要形式？按载荷特性又可分成哪三 类？各自概念？ 3.硬度的种类？各自的表示方法和应用范围？ 5. 金属材料的物理和化学性能包括哪些方面？ 4. 何谓条件疲劳极限？其影响因素？ 一、金属材料的一般性能 （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 化学性能 指金属材料与周围介质扫触时抵抗 发生化学或电化学反应的性能。 耐腐蚀性——指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 2. 抗氧化性——指金属材料在高温下，抵抗产生氧 化皮的能力。 耐腐蚀性材料如：不锈钢、塑料、陶瓷、钛及其合金等等 如：耐热钢、铬镍合金、铁铬合金等等 材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。 外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。 弹性：指标为弹性极限?e，即材料承受最大弹性变形时的应力。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。 低碳钢的应力-应变曲线 拉伸试样 拉伸试验机 应力? = P/F0 应变? = (l-l0)/l0 弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。 ） （ MPa tg E e s a = = 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 屈服强度?s：材料发生微量塑性变形时的应力值。 条件屈服强度?0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。 抗拉强度?b：材料断裂前所承受的最大应力值。 伸长率： 断面收缩率： 断裂后 拉伸试样的颈缩现象 说明： ① 用断面收缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。 ② 直径d0 相同时，l0?，??。只有当l0/d0 为常数时，塑性值才有可比性。 当l0=10d0 时，伸长率用? 表示； 当l0=5d0 时，伸长率用?5 表示。显然?5 ? ③ ? ? 时，无颈缩，为脆性材料表征 ? ? 时，有颈缩，为塑性材料表征 是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 指标为冲击韧性值ak(通过冲击实验测得)。 韧脆转变温度 材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。发生韧脆转变的温度范