第一章节工程材料的机械性能幻灯片.pptVIP

2. 交变载荷下性能指标 交变应力 大小、方向随时间周期性变化的应力 疲劳现象 材料在交变载荷长期作用下，无明显塑性变形就断裂 疲劳强度（疲劳极限） 材料经无限多次应力循环而不断裂的最大应力 它表示材料抵抗疲劳断裂的能力 纯弯曲疲劳极限用 表示 疲劳曲线 疲劳试验 工作条件 ( 温度、环境、频率、…… ) 零件外形 ( 尺寸变化、粗糙度、缺口、…… ) 影响材料疲劳极限的因素 材质 ( 组织、缺陷、夹杂、…… ) 汽车半轴 汽车半轴 3. 断裂韧度 断裂韧度测定是把试验材料制成一定形状和尺寸的试样，在试样上预制出能反映材料实际情况的疲劳裂纹，然后施加载荷。 试验中用仪器自动记录并绘出外力和裂纹扩展的关系曲线，经过计算，确定断裂韧度。 断裂韧度是材料固有的力学性能指标，是强度和韧性的综合体现。它与裂纹的大小，形状，外加应力等无关，主要取决于材料的成分，内部组织和结构。 1.2 材料的物理、化学和工艺性能 1.2.1 材料的物理性能 ?密度 ρ；?熔点；?热膨胀性（线膨胀系数α）； ? 磁性；?导热性（导热系数λ）；?导电性（电阻率） 1.2.2 材料的化学性能 耐腐蚀性 化学稳定性 高温抗氧化性 热处理 工艺性 铸造性 锻压性 焊接性 切削 加工性 1.2.3 材料的工艺性能 本章小结 1. 请记住8大机械性能指标：意义、符号、单位等 ?屈服强度σs； ? 抗拉强度σb； ?延伸率δ； ? 断面收缩率ψ；? 冲击韧性αk； ? 疲劳强度σ-1； ? 布氏硬度HB； ? 洛氏硬度HRC (HRA, HRB) 2. 记住一个观点： 工程材料强度与塑性矛盾的协调平衡观点。 Chapter 1 Mechanical Properties of Engineer Materials 第一章 工程材料的机械性能 Overview 工程材料的性 能 经济性——原材料价格，加工费用，采购与管理费用 工艺性能——材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度。 铸造性，锻造性，焊接性，切削加工性，热处理性。 使用性能——在正常工作条件下，材料应具备的力学性能，物理性能，化学性能。 Contents 1.1 材料的机械性能 1.1.1 材料在静载荷下的机械性能 1.1.2 材料在动载荷下的机械性能 1.2 材料的物理、化学和工艺性能 1.1 材料的机械性能 材料在外力作用下表现出的性能，显示了材料抵抗外力的能力。 材料的力学性能通常是在试验室内模拟生产条件来确定合适的试验方法。利用不同的试验方法来确定材料的力学行为特征及评定材料力学性能的指标。 这些性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验的重要依据。 常用 力学 性能 强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度和断裂韧度 弹性 刚度 1.1.1 材料在静载荷下的机械性能 拉伸实验与应力-应变曲线 强 度 1 Concepts 强度：在外力作用下，材料抵抗外力而不破坏的能力。 破坏：变形和断裂。 材料强度越高，所承受的载荷越大 屈服 强度 屈强比 的比值称为屈强比，是一个有意义的指标。 适合的比值在0.65~0.75之间。 抗拉 强度 刚 度 2 材料的刚度大小通常用弹性模量E来评价。 材料在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度，它表示材料弹性变形的难易程度。 刚 度 弹性模量 E的大小主要取决于金属键，与材料的原子间结合力有关。 与显微组织的关系不大。 合金化、热处理、冷变形等工艺因素对其影响很小。 基体金属一经确定，其弹性模量值就基本确定了。 材料不变，改变零件截面尺寸或结构，则改变零件刚度。 常用材料的E 铁：21400Kg/mm2 铜：132400Kg/mm2 铝：7200Kg/mm2 零件的刚度：除了与材料的刚度有关外，还与零件的截面尺寸有关。 塑性是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 塑 性 3 伸长率 断面收缩率 工程上常用伸长率 和断面收缩率 作为材料的塑性指标。 重要说明 良好的塑性是顺利进行压力加工的重要条件。 如：10钢，延伸率31%，断面收缩率55%。 塑性是保证零件强度发挥出来的条件。 如陶瓷材料强度高，但是塑性=0，易断裂。 屈强比的概念 强调 强度和塑性是材料的一对矛盾。 选材就是正确处理强度和塑性（韧性）之间的关系。 通过热处理等工艺方法可以适当的调整材料的强度和塑性配合，以满足某种零件工作条件的要求。 材料抵抗外力而不破坏的能力。 强度 材料在载荷作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 塑性 不同材料的应力-应变曲线 硬度实验 硬 度 4 硬度实验是静载实验的一种方法。 硬度是指材料抵抗局部变形，尤其是塑性变形、压痕或划痕的能力。 硬度