金属材料的性能(汽车材料教案).doc

教学方法 教学要求 授 课 内 容 课时分配 组织教学 安定课堂教学秩序 2 提问导入 上节课我们学习的汽车的常用材料，请同学们想一想这些材料有哪些性能？ 课题 金属材料的性能 了解 概论： 金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。 使用性能----力学性能、物理性能、化学性能、其他性能 工艺性能----压力加工性能、铸造性能、焊接性能、切削加工 热处理 使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。 包括： ①物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性等）。 ②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。 ③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等 一、金属的物理性能 了解 金属材料固有的性能。 密度 熔点 导电性 导热性 热膨胀性 磁性 二、金属的化学性能 了解 金属材料与周围介质接触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 耐腐蚀性 抗氧化性 三、金属的力学性能 概述： 1、金属的力学性能又称为机械性能，它是指金属在外力作用所表现出来的性能。 2、金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。 3、载荷的分类： 载荷的分类 外力作用的类型 拉伸载荷 抗拉强度 拉钩、绳、螺栓 压缩载荷 抗压强度 活塞、连杆 弯曲载荷 抗弯强度 曲轴、摇臂 剪切载荷 抗剪强度 销、轴 扭转载荷 扭转扭转 曲轴等旋转零件 作用力的方向时间 静载荷 是指大小不变或变化过程缓慢的载荷 冲击载荷 突然增加的载荷 交变载荷 力的大小、方向随时间作周期性变化的载荷 ？同学分组讨论你们所知的外力（载荷）指的是哪些？并指出实例 4、变形的概念及分类 金属材料在载荷作用下，形状和尺寸的变化称为变形。 变形分为： 弹性变形：随着载荷的作用而产生，随着载荷的去除而消失的变形。塑性变形：随着载荷的去除而不消失的变形。 5、金属材料主要的力学性能包括：强度、塑性、硬度、韧性、抗疲劳性 强度 1、金属材料在载荷作用下抵抗变形或破坏的能力。 2、强度的大小用应力表示，金属材料在受到外力作用时必然在材料内部产生与外力相等的抵抗力，即内力。单位截面上的内力称为应力。 （1）用符号σ表示，σ=F/S （2）单位：Pa （3）根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。 （4）一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。 纵坐标表示力F，单位N；横坐标表示伸长量△L，单位为mm （1）oe：弹性变形阶段 （2）es：屈服阶段 （3）sb：强化阶段 （4）bz：缩颈阶段 3、强度指标： （1）屈服强度：当试样上的载荷增加到一定值后，载荷不再增加或略有减小的情况下，而试样仍继续变形的现象叫做屈服。屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。金属材料在产生屈服时的应力称为屈服强度。 用符号ReL (σs)表示 对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示， 用符号RRσ0.2=F0.2/So 屈服强度表示的是金属材料抵抗微量塑性变形的能力。是机械零件设计的主要依据，也是评定金属材料性能的重要指标。 （2）抗拉强度 材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号Rm(σb)表示。 零件在工作中所承受的应力，不于允许超过抗拉强度，否则会产生断裂。 （二）塑性 1、定义：指金属材料在栽花作用下发生塑性变形而不断裂的能力。 2、塑性由拉伸试验测得的。常用断后伸长率和断面收率表示。 （1）断后伸长率A（δ）： 试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。 计算公式：δ=(l1-l0)/l0 ×100% 断面伸长率Z（ψ）： 试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。 计算公式：ψ=(SO-S1)/SO ×100% A（δ）、Z（ψ）值越大，塑性越好。 例、有一直径dO=10mm，lo=100mm的低碳钢试样，拉伸验时测得FS=21KN，Fb=29KN，d1=5.65mm，l1=138mm，求：σs、σb、δ、ψ。 解：（1）计算SO，S1 S0=πd02/4 =3.14×102/4=78.5mm2 S1=πd12/4 =3.14×5.652/4=25mm2 （2）计算σs、σb σs=FS/SO=21×103/78.5 =267.5Mpa σb= Fb/SO=29×103/78.5 =369.4Mpa （3）计算