第一章金属材料的主要性能课件.pptVIP

第一章 金属材料的机械性能一、强度--金属材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力 （一）静拉伸试验 1. 试验过程 c.弹性—材料产生弹性变形的能力。 刚度（弹性模量E）：材料抵抗弹性变形的能 力。 弹性↑刚度↓ 弹性变形量↑ 弹性模量决定于材料本身， 热处理等加工过程对其影响 很小，它随温度升高而逐渐 降低。 ② ES段（偏离直线） ——微量塑性变形阶段 ③ SS’ 水平（或波浪）线段——屈服阶段 a.屈服极限σs：材料屈服时的最小应力。 它表示材料在外力作 用下，只产生微量变 形而不产生大量塑性 变形所能承受的最小 载荷，是工程设计的 重要依据之一。 b.条件屈服极限σ0.2： 材料产生塑性变形量 △L=0.2%L0时的应力。 c.思考： ——怎样在拉伸曲线 上找到σ0.2？ ——试样在发生塑性 变形的同时，是否还 继续产生弹性变形？ ④ S’ B 上凸曲线段——加工硬化阶段 加工硬化： 由于塑性变形，使材 料强度增加的现象， 它是工程上常用的强 化材料的重要手段之 一。 ⑤ BK 下降线段——颈缩断裂阶段 抗拉强度σb： 试样被拉断前所能承 受的最大载荷处的应 力。 工程安全的保证。 （二）强度指标 弹性极限σe(σ0.01) 屈服极限σs(σ0.2) 强度极限(抗拉强度σb、抗压 强度σbc、抗弯强度σbb) 2. 特点 ①直接读数，效率高。 ②压痕小(φ1.588mm)，适用于组织均匀的材料。 ③不同种类、不同级别之间的硬度值，不能直接比较大小。 2. 影响因素 塑性↑ 韧性↑ 温度↓ 韧性↓ 五、疲劳强度 金属材料抵抗疲劳破坏的能力 1.金属的疲劳（疲劳破坏） 材料在交变载荷的反复作用下(最大应力＜σs)，突然 断裂的现象。 1.金属的疲劳（疲劳破坏） 2.疲劳破坏机理 拉应力→表面微裂纹→向内部扩展→突然断裂 3.疲劳强度的表示→疲劳极限σ﹣1 4.疲劳强度的测量 在某一应力循环特征 的交变载荷作用下， 经无限次循环而不断 裂的最大应力值。 5.提高疲劳强度的方法 a. 改善零件表面状况 机械设计时避免发生应力集中，制造时使表面粗糙度降低 避免零件内部缺陷。 b. 强化零件表面 表面处理：表面淬火、渗碳、氮化、喷丸 c. 合理度过磨合期 * 第一章 金属材料的主要性能 使用性能： 物理性能、化学性能、机械性能 工艺性能： 铸造性、可锻性、焊接性、切削 加工性 机械性能： 金属材料在外力作用下表现出的力学行为。 性能 万能材料试验机 1） 试验过程 2） 静拉伸曲线 σ= —（MPa) P F0 ε= ——×100% L1-L0 L0 静拉伸曲线 ① OE直线段——弹性变形阶段 a.弹性变形： 撤去外力，完全消失 的变形，弹性变形量 与外力大小成正比。 b.弹性极限σe： 只发生弹性变形，不 产生塑性变形的最大 应力。工程上常用 σ0.01表示。 △L=0.01%L0 二、塑性 金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力 1. 延伸率δ＝ ————×100% L1－L0 L0 2. 断面收缩率ψ＝————×100% F0－F1 F0 3. 意义 三、硬度 金属材料抵抗更硬物体压入其表面的能力 （一）布氏硬度 1. 试验原理 HB＝——(Mpa) P F F＝—D(D－ D2－d2 ) π 2 d↓ HB↑ 布氏硬度↑ 2. 特点 ①与强度之间有一定的对应关系 轧、锻钢：σb≈2.5~3.5HB 铸钢： σb≈2.9~3.9HB 灰铸铁： σb ≈1.6(HB－40) ②压痕直径较大(压头D≈2.5~10mm)，适用于组织 不均匀的材料（铸、锻、轧制件）。 ③有一定的适用范围，当HBS＞450， HBW ＞650 时，测量结果无效。 ④不能直