工程材料第1和2章晶体结构与结晶剖析.ppt

第一章 工程材料的性能 力学性能： 亦称机械性能 ，指材料抵抗外力作用的能力。 一 强度 弹性极限σe： 二 塑性及其衡量指标（ 静拉伸试验 ） 塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不发生断裂的能力。 1 体心立方晶格： 2 面心立方晶格： 3 密排六方晶格： 三 晶格的致密度： 晶格的致密度 = * 共24学时；课堂：20学时 实验：4学时 11周结课；闭卷考试 材料是人类生产和生活的物质基础； 石器时代 现代社会的三大支柱： 材料 青铜器时代 铁器时代 能源 信息 我国是世界上最早使用金属材料的国家之一。 绪论 材料的使用是人类文明的体现； 工程材料： 各种工程上使用的材料。 黑色金属 有色金属 无机非金属材料 有机高分子材料 属性 应用 以力学性能为主要使用性能 具有特异的物理和化学性质 机械工程领域使用的主要是结构材料 其中钢铁材料占90%，有色金属约占5% 金属材料： 非金属材料： 结构材料： 功能材料： 复合材料 按具体章节：分为五部分 一 工程材料的性能（第一章） 二 金属学基础（第二章 ~ 第五章） 三 钢的热处理（第六章） 四 常用金属材料介绍（第七章 ~ 第九章） 五 材料的选用（第十一章） 不同的材料性能上表现出很大的差异。此部分着重说明金属 的内部组织结构，说明成分、组织和性能之间的关系。 是一种强化金属的方法，它不改变材料的成分，通过改 变材料内部组织结构，从而改变材料的性能。 是本课程的落脚点，通过本课程的学习，应具有合理 选用金属材料和正确选定热处理方法的能力。 材料性能的内容： 使用性能： 加工性能： 物理性能、化学性能、力学性能等。 载荷：静载荷： （变形速度＜1/100 mm / S ） 动载荷：（冲击载荷和交变载荷） 冲击载荷：（变形速度＞ 1/100 mm / S ） 交变载荷：力的大小和方向随时间周期性变化 。 即适合于各种加工工艺的性能。 这些力学性能指标都是通过试验测定的。 常用的力学性能指标有：强度、塑性、硬度、 韧性等。 载荷 重点掌握： 金属材料力学性能的概念，掌握常用力学性能指标和试验方法。 装机缓慢加载，直到拉断； 试验机自动绘出应力-应变关系曲线。 第一节 静载时材料的力学性能 1 概念：金属材料在静载荷的作用下，抵抗变形和断裂的能力。 应力σ：单位面积上的力σ= F / S（Pa）； F：力；面积：S 2 强度的种类：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度等。 3 抗拉强度的测定 静拉伸试验 步骤：将欲测材料制成如图所示拉伸试棒； 应变：单位长度的伸长量，用ε表示，即 低碳钢的应力-应变关系曲线： 材料保持完全弹性变形所能承受的最大应力。 材料开始产生明显塑性变形的最小应力。（ σ0.2） 材料断裂前所能承受的最大应力，又称抗拉强度。 屈服强度σs： 强度极限σb ： E =σ/ε 衡量材料产生弹性变 形难易程度的指标 主要决定于材料本身 弹性模量 E 屈服 出现缩颈 弹性变形 拉断 1 伸长率： 2 断面收缩率： δ↑ψ↑ 则塑性越好 试样拉断后其标距长度的相对伸长值。 试样拉断后断口处横截面面积的相对收缩量。 ψ=（s0－s1）/s0×100% ＞ 良好的塑性：是压力加工的必要条件；提高零件使用的可靠性。 三 硬度 a 布氏硬度：HB b 洛氏硬度：HRC 1 概念：金属表面抗硬物压入的能力。 用淬火钢球做压头，表示为HBS， 其最大有效测量值是 450HBS； （有效值范围是20HRC～67HRC） 硬度值较稳定， 数据重复性好； 测量费时， 压痕面积大， 不适于成品检验。 测量简单迅速，压痕小，可用于成品检验；数据重复性较差，应多点测量。 2 种类： 硬度符号 压头类型 总压力/kgf 应用 HRA 金刚石圆锥 60 硬质合金、表面淬火钢 HRB 淬火钢球 100 软钢、退火钢、铜合金 HRC 金刚石圆锥 150 淬火钢件 应用：灰铸铁