第二章 材料的基本性能.pptVIP

一、力学性能（材料在外力作用下表现出的变形和 断裂性能） 1、强度(材料抵抗因外力作用变形和断裂的能力) （1）静载强度： 材料刚度：材料在受力时抵抗弹性变形的能力（以弹 性模量E衡量 σ=Eε）。 影响E的主要因素：反映了材料内部原子结合力的大小，组织不敏感的力学指标。 2）屈服强度(σs、σ0.2):使材料开始塑性变形的 最小应力值。 3）强度极限(σb):材料受力产生最大均匀塑性变 形时所能承受的最大应力值。 屈强比（σs/σb）： 屈强比高，材料强度利用率高。 屈强比低，材料使用可靠性高。 比强度：屈服强度/密度 （2）变载强度： 疲劳强度（σ-1）： 材料在交变应力反复作用下不发生断裂的最大应力值。 （2）变载强度： （3）高温强度： 蠕变极限：在给定温度和时间内使材料产生一定变形的应力值。 持久强度：在给定温度和时间内使材料产生断裂的应力值。 2、塑性：材料在受力断裂前产生塑性变形的能力。 延伸率： δ=（L-L0）/L0×100% 断面收缩率：ψ=（A0-A）/A0×100% 3、硬度：材料抵抗局部塑性变形的能力。 硬度测试法： （1）布氏硬度（HB）： 特点：使用淬火钢球压头，测算压痕表面积，测 量结果较准确，但压痕较大，不能测高硬度材料。 （3）维氏硬度（HV）： 特点：使用金刚石压头，测量载荷小，压痕浅， 可测软、硬材料和薄片材料。 （4）里氏硬度： 4、冲击韧度（冲击韧性）： 材料受冲击载荷作用断裂时单位断口面积所消耗的冲击功。 冲击韧性随温度降低而下降。存在韧脆转化温度。 5、断裂韧性(KIc)：材料抵抗裂纹扩展的能力。 应力强度因子 应用：断裂韧性是强度和韧性的综合体现。 （1）探测出裂纹形状和尺寸，根据KIC，制定零件工作是否安全KI≥KIC ，失稳扩展。 （2）已知内部裂纹2a，计算承受的最大应力。 （3）已知载荷大小，计算不产生脆断所允许的内部宏观裂纹的临界尺寸 6、耐磨性：材料抵抗磨损的能力。 材料摩擦学特性衡量参数：摩擦系数、磨损量 　提高耐磨性途径：减摩（用软材料润滑摩擦面） 　抗磨（使用硬材料抵抗磨损） 材料高应变率性能 加载环境与应变率 测试原理及方法 材料高应变率响应特征 二、物理性能（电、热、磁、光性能等） ? ?1、电性能：材料对电场的响应特性。 （1）导电性能：材料传导电流的能力。常以电导 率σ表征。 导电性能主要取决于材料原子结构、显微组 织及环境等。 （2）介电性能：在电场作用下，材料在其中无电 荷流动时对电场表现出的响应特 性。 a）极化特性:电场作用下，原子（分子）正负 电荷中心分离的特性。 c）压电效应与电致伸缩现象： 压电效应:材料受力尺寸变化而产生电势的效应。 电致伸缩现象:材料受电场作用产生尺寸变化的 现象。 d）铁电效应:材料极化后除去电场仍保留一定 剩余极化的现象。 铁电体：具有铁电效应的材料。 2、磁性能：材料对磁场的响应特性。 磁化：物质的原子磁矩或分子磁矩形成的磁偶极 子在磁场作用下沿外加磁场排列。 M=X×H 物质的磁性分类： （1）抗磁性：在外加磁场中， 产生与外加磁场反向的磁场， 如Zn、Ag等。(X0) （2）顺磁性：在外加磁场中， 产生与外加磁场同向但微弱的 磁场（微弱磁化）。如稀土金 属等。 (X值 10-3-10-5) （4）反铁磁性:在外加磁场中， 磁化强度为0，如锰等。 (X值 10-3) 软磁材料：磁化强度在外加磁场去除后迅速消失 的磁性材料。 3、光学性能：材料发光和对光吸收、透射、折 射、衍射等性能。 （1）物质特征光谱 高能射线激发电子到高能态，高能态电子回 归低能态而释放出具有特定波长的电磁波（光线、 X射线等）。 （2）光吸收、透射、 折射、衍射 4、热性能：材料对热的响应特性。 （1）热容： 摩尔热容：