机械工程(第2章)答案.ppt

第二章 材料的性能与力学行为;材料的性能;材料的力学性能;2.1 材料的静态力学性能;2.1.1 材料的强度与塑性;（一）拉伸试验及曲线：;;拉伸试验机;;;低碳钢 (20钢)拉伸的应力-应变曲线(σ-ε曲线) ;;（1）弹性与刚度;弹性模量E(杨氏模量):指材料在弹性范围内,其应力与应变的比值。标志材料抵抗弹性变形的能力,用以表示材料的刚度指标. ;(2) 强度:指材料在外力作用下抵抗塑性变形和破断的能力。;;试样有长短两种：标注方法。 长试样l=10d ,其伸长率写为δ10;短试样l=5d,其伸长率写为δ5 对于不同材料，δ值δ5值不能比较。;(4)不同材料的拉伸曲线;不同材料的应力应变曲线;练习题一;;2.1.2 硬度：是衡量材料软硬程度的指标，反映材料表面抵抗微区塑性变形的能力;;;1.布氏硬度（HB）：;;;2.洛氏硬度（HRC）：;洛氏硬度;;试验;;;;工 件;适宜于在现场对大型试件（如机床床身，大型齿轮等）进行硬度???量;2.2 材料的动态力学性能;TITANIC;Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果;;2.2.1 材料的冲击韧度ak;摆锤一次冲击试验，测定材料的冲击韧度值;;;4、冷脆转变温度T↓,则韧度 ak↓;材料由韧性→脆性,这种转变称为冷脆转变,;2.2.2 材料的多冲抗力;2.2.3 材料的疲劳强度fatigue strength疲劳特性;4）高周与低周疲劳;疲劳强度( fatigue strength ):;六、断裂韧性;2.2.4 .断裂韧度KⅠc;;比强度 ( specific strength ):;6、耐磨性：;;作业;2.3 材料的物理化学性能;2.3.2 材料的化学性能;2.4 材料的工艺性能;金属材料的加工工艺手段;铸造;锻压;焊接结构;2.5 金属的塑性变形及强化;金属材料的塑性变形;学习本章的意义;;2.5.1 单晶体金属的塑性变形;1.滑移、滑移带、滑移系的概念;（1）滑移带在分辨率很高的电子显微镜下观察每一条滑移带可以发现他们是由很多相互平行的滑移线组成，如图6-2;（2）滑移变形的特点;4）滑移系与晶体结构之间的关系;;;;滑移与切应力力学分析;既然同一晶体中有那么多滑移系,到底是哪一个滑移系在变形过程中起作用呢？是否有先后顺序呢？如何回答这些问题？ 研究表明只有当作用于滑移面上滑移方向上的切应力分量Tc（分切应力）大于或等于一定的临界值（临界分切应力）时滑移才能发生，才能进行下去。 不同材料有不同晶体结构，其晶格不同，导致其滑移系个数也不一样。(why?);如何求滑移系上的应力？;5）滑移进行的同时伴随着晶体的转动;切应力作用下的变形和滑移面向外力方向的转动转动的原因：晶体滑移后使正应力分量和切应力分量组成了力偶.正是晶体的转动导致了晶体的空间位向的变化，从而使原来可以滑移的滑移系变成不能滑移了， 而原来不能滑移的滑移系又有可能发生滑移。如此循环，滑移得以继续进行下去。;滑移与位错的运动;滑移的机理;滑移是位错运动的结果;;滑移的特征;㈡ 孪生是塑性变形的另外一种形式;;;孪生和滑移的区别：;;2.5.2 实际金属(多晶体)的塑性变形;(1) 多晶体塑性变形特点;1、不均匀的塑性变形过程;2 、晶粒间位向差阻碍滑移;3、晶界阻碍位错运动;2.晶粒大小对塑性变形的影响--细晶强化;1、晶界的影响;晶界对塑性变形的影响;(3)合金的塑性变形与强化 ;1）单相固溶体合金的塑性变形与固溶强化 单相固溶体合金组织与纯金属相同，其塑性变形过程也与多晶体纯金属相似。但随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，称固溶强化。 ;单相固溶体的固溶强化;产生固溶强化的原因，是由于溶质原子与位错相互作用的结果，溶质原子不仅使晶格发生畸变，而且易被吸附在位错附近形成柯氏气团，使位错被钉扎住，位错要脱钉，则必须增加外力，从而使变形抗力提高. ;2）多相合金的塑性变形与弥散强化;;多相合金弥散强化;弥散强化的原因;;位错切割第二相粒子示意图;2.5.3 塑性变形对金属组织和性能的影响;1、对组织结构的影响;;工业纯铁在塑性变形前后的组织变化;;;轧制铝板的“制耳”现象;;2.5.4 冷变形对金属性能的影响;冷塑性变形与性能关系;（1）出现加工硬化现象（也称冷变形强化）;;（2）力学性能各向异性;（4）金属内部形成残余内应力;2.6 金属的再结晶与热变形加工;冷变形金属加热时的组织、性能变化;一、回复;二.再结晶;二.再结晶;;1.变形量：;2.金属纯度：;3.加热时间：再结晶开始温度是时间的函数。;㈢ 再结晶后的晶粒长大;晶粒长大;;三.晶粒长大（ 影响因素）：;;预先变形程度对再结晶晶粒尺寸的影响;2.加热T、时间t：;;3.原始晶粒尺寸;再结