力学性能第五单元2.ppt

;第1单元 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 ; 本单元导读;单向静拉伸试验 单向静拉伸试验（Tensile test）是在试样两端缓慢地施加载荷，使试样的工作部分受轴向拉力，引起试样沿轴向伸长，直至拉断为止。 应力状态为单向、温度恒定，以及应变速率为0.0001％~0.01%的条件下，并且常用标淮的光滑圆柱试样进行的 。 ;特点 1.最广泛使用的力学性能检测手段; 2.试验的应力状态、加载速率、温度、试样等都有严格规定（GB/T228-2002）。 3.最基本的力学行为（弹性、塑性、断裂等）； 4.可测力学性能指标：强度（R）、塑性（A、Z）等。 如：弹性模量——主要用于零件的刚度设计中； 屈服强度和抗拉强度——主要用于零件的强度设计中； 材料的塑性，断裂前的应变量——主要为材料在冷热变形时的工艺性能作参考。 ; 能力知识点1 拉伸试样;一、试样的形状和尺寸;一、试样的形状和尺寸;;一、试样的形状和尺寸;;二、取样与制样;二、取样与制样;能力知识点2  拉伸试验前的准备;一、试样的检查与标距标记的刻划;;一、试样的检查与标距标记的刻划;二、拉伸试验机;油压式拉伸试验机;传感器式拉伸试验机;高温拉伸试验机;能力知识点3 力-伸长曲线;;;;退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形（屈服阶段）、均匀塑性变形阶段、不均匀集中塑性变形和断裂几个阶段 。;二、应力-应变曲线 应力 σ=F/A 应变 ε=△L/L;三、几种常见材料的应力-应变曲线;;模块二 金属的弹性变形; 1.弹性变形 定义：当外力去除后，能恢复到原来形状或尺寸的变形，叫弹性变形。 特点为：单调、可逆、变形量很小（＜0.5％－1.0%） 2.弹性的物理本质 金属的弹性性质是金属原子间结合力抵抗外力的宏观表现。;能力知识点1 弹性模量; 一、弹性模量 ;一、弹性模量 ;;材 料;;二、弹性模量的技术意义;;; 弹性和刚度的区别;三、弹性模量的测定; 图1-9 双表式引伸计 1－试样 2－固定刀刃 3－千分表 4－活动刀刃兼杠杆;能力知识点2;一、弹性极限;国家标准GB/T 228-2002中未规定弹性极限，而规定非比例延伸强度Rp。本书在此仍沿用工程技术应用中习惯的提法和符号.;一、弹性极限;二、弹性比功（ ） ;二、弹性比功（ ）;二、弹性比功（ ）;模块三 强度指标及其测定;能力知识点1 强度及其意义;;;;能力知识点2;一、屈服现象;;很多金属材料在拉伸试验时都会产生明显的屈服现象，尤其是具有体心立方晶格的金属。产生屈服这种现象的原因是，金属中的溶质原子或第二相粒子聚集在位错线的周围，与位错交互作用产生柯垂尔（Cottrell）气团，阻碍了位错运动，对位错产生“钉扎”作用。只有当外力增大到一定程度，位错挣脱了溶质原子的“钉扎”，材料出现明显塑性变形，表现为上屈服点；一旦位错挣脱了溶质原子的“钉扎”，使位错继续运动的力就不需开始时那么大，故应力值下降到下屈服点，试样继续伸长，力保持为定值或有微少的波动，从而产生了屈服现象。;;二、屈服强度;;;在正常试验条件下，由于下屈服强度ReL的数值较为稳定，再现性较好，所以常将下屈服强度ReL选作屈服强度指标，在特别要求的情况下也可能测定上屈服强度。;三、条件屈服强度;规定残余延伸强度Rr;加载时测量;由此可见，条件弹性极限和条件屈服强度实质上没有区别，都表示材料对微量塑性变形的抗力，只是一个要求较严，另一个要求较宽。 一般情况下，弹性极限和条件屈服强度按允许残余变形量的大小对比如下：;四、屈服强度的工程意义;能力知识点3 加工硬化; 一、什么是加工硬化; 二、加工硬化指数n的实际意义;对于工作中的零件，材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。 形变硬化是提高材料强度的重要手段。 ;我国生产的坦克履带板专用钢为ZGMn8CrMo，属低稳定奥氏体中锰铸钢。使用时，在较大冲击载荷或接触应力的作用下，其表面层将迅速产生加工硬化，并有马氏体及相沿滑移面形成，从而产生高耐磨表面层，而里层仍保持优良的冲击韧性，因此即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的动力载荷而不致破裂。;能力知识点4;一、缩颈现象;二、抗拉强度;三、抗拉强度的工程意义;四、屈强比;;能力知识点5 金属的强化手段;;;一、固溶强化;二、第二相强化