第1章金属的性能技巧.pptVIP

第 1 章; 金属材料的性能 分为使用性能和工艺性能。 使用性能 为保证工件正常工作材料应具备的性能。金属使用性能包括力学性能、物理性能，化学性能。 工艺性能 材料在加工过程中所表现出的性能。金属使用性能包括包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削加工性能等。;1.1 金属材料的力学性能 ; 拉伸试样 根据GB6397---86《金属拉伸试样》要求，将被测金属材料制成图所示的标准试样。 图中do为试样直径，lo为测定塑性用的标距长度。试样分为长试样和短试样，对圆形拉伸试样，长试样lo=10 do ；短试样lo=5 do 。; 拉伸试验 拉伸试验是在拉伸试验机上进行的。; 试验时，将试样装夹在试验机上，在试样两端缓慢地施加轴向拉伸载荷，使试样承受轴向静拉力。随着载荷不断增加，试样被逐步拉长，直到拉断。在拉伸过程中，试验机将自动记录每一瞬间的载荷F和伸长量△l，并绘出拉伸曲线。; 低碳钢拉伸曲线分析 低碳钢在拉伸过程中试样所受拉力与伸长量Δl之间有如下关系： op段：为一条斜线，试样伸长量Δl与拉力成正比关系，完全符合虎克定律。在此拉力和变形范围内，去除拉力，材料能恢复到原来的尺寸和形状，为弹性变形阶段；; pe段：在该区间，伸长量与拉力不成正比关系，伸长量与拉力之间的关系不符合比例关系，但去除拉力后，材料仍能恢复到原来的尺寸和形状，因此该阶段仍为弹性变形阶段； es段：该段曲线呈 现水平或锯齿形，试样 表现为在拉力不增加的 情况下，伸长量却继续 增加；去除载荷后，材 料已不能恢复原状，开 始出现塑性变形，这种 现象称为屈服；; sb段：当拉力超过屈服点拉力后，试样随拉力的增加继续伸长直到b点，该阶段为均匀变形阶段； bk段：在试样的 局部开始产生收缩， 产生“缩颈”现象，此 时试样承受拉力的能 力下降直至k点而断裂。;1．强度指标 ; （2）屈服点 屈服点是指试样在拉伸试验过程中，力不增加（或保持恒定）仍然能继续伸长时的最小应力。屈服点用符号σs表示，单位为MPa。屈服点的值可用下式计算： σs=Fs/S0 对于没有明显的屈服 现象的材料，无法确定出 屈服点，按GB/T228规定， 可用试样标距部分残余伸 长量为0.2%时所对应的应 力值σ0.2（又称为屈服 强度）来表示。; （3）抗拉强度 抗拉强度是指试样拉断前所能承受的最大应力值，用符号σb表示，单位为MPa。σb可用下式计算： σb=Fb/S0 屈服点（或屈服强度）、抗拉强度是金属材料的两个重要力学性能指标，也是大多数机械零件选材和设计的依据。因为零件不能在超过其屈服点（或屈服强度）的条件下工作，否则会引起零件的塑性变形；更不能在超过其抗拉强度的条件下工作，否则会导致零件的断裂破坏。; 2.塑性 塑性是材料在外力的作用下产生塑性变形而不破坏的能力。材料的塑性指标可以用试样拉断时的最大相对变形量来表示，常用的塑性指标有伸长率（断后伸长率）和断面收缩率。 （1）断后伸长率　断后伸长率是试样拉断后的标距增长量与原始标距之比，用符号δ表示，可用下式计算： δ=（L1-L0）/L0×100% 材料的伸长率是随原始标距长度的增加而减小的，同一材料的短试样要比长试样所测得的伸长率大20%~ 50%左右，因此圆形长、短两种试样的伸长率分别用δ10和δ5表示。; （2）断面收缩率 断面收缩率是指试样拉断后缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积之比，用符号表示，可用下式计算： Ψ =（A0-A）/A0 ×100% δ和Ψ值愈大，材料的塑性愈好。良好的塑性不仅是金属材料进行轧制、锻造、冲压、焊接的必要条件，而且在使用时万一超载，由于产生塑性变形，能够避免突然断裂。; 二、硬度 硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，它是衡量材料软硬程度的指标。硬度试验和拉伸试验都是在静态力下测定材料力学性能的，但硬度试验由于基本上不损伤试样，简便迅速，不需要单独制作试样，而是在工件上直接进行测试，因而在生产中被广泛应用。 硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹法等，其中压入法在生产中的应用最为普遍。压入法是在规定试验力的作用下，将压头压入金属表面，然后根据压痕的面积大小或深度测定其硬度值。目前生产中应用较多的是布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验法。; 1．布氏硬度 ; 布氏硬度的试验原理是用