第一章节工程材料的主要性能幻灯片.ppt

（4）特点： 有连续一致的标尺，负荷可任选，可直接比较； 负荷小，压痕小，压痕轮廓清晰，测量准确； 操作麻烦。 第二节 硬 度 第三节 冲击韧性 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 (a)试样安装 (b)冲击试验机 图1.5 冲击韧度试验原理 1、7—支座 2、3—试样 4—刻度盘 5—指针 6—摆锤 试样冲断时所消耗的冲击功A k为: A k = m g H – m g h (J) 冲击韧性值a k 就是试样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功。 AK a k = (J/cm2) F 第三节 冲击韧性 第三节 冲击韧性 韧脆转变（温度）： 材料的冲击韧度一般随温度的下降而降低，当降低到某温度范围时，材料的冲击韧度明显降低，呈现脆性，这种现象叫韧脆转变，此温度范围叫韧脆转变温度。普通碳钢-30℃ --20℃ 。 视频：摆锤式一次冲击试验 第三节 冲击韧性 第四节 疲劳强度 危险！ 第四节 疲劳强度 机械中的许多零件，如轴、齿轮、螺栓、连杆、弹簧等，是在方向或大小反复变化的变载荷作用下工作的，它们工作时所承受的应力即使远小于材料的强度极限或屈服极限，但经过较长时间的工作，亦会发生断裂。 材料或零件在交变应力的重复作用下，在远小于屈服极限的应力下，而发生断裂的现象称为疲劳断裂(或疲劳破坏)。 疲劳断裂具有很大的危险性，常常造成严重的事故。据统计；损坏的机器零部件中，约有80％都是由于金属疲劳而造成的。??? 一、疲劳断裂 金属材料经受无数次重复交变应力作用不致引起断裂的最大应力叫做疲劳强度或疲劳极限，用σ-1（σD）表示，通常用表示材料在对称循环交变应力作用下的弯曲疲劳极限。即材料承受的应力低于疲劳强度时，则可能经受无限次应力循环而不断裂。 因实际上不可能进行无数次试验，故各种金属应有一定的应力循环基数(以N表示)，钢材的循环次数一般取 N = 107；有色金属的循环次数一般取 N = 108；钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系。 σ-1 = (0.45～0.55)σb 第四节 疲劳强度 二、疲劳强度 一般认为是由于材料的质量、零件表面缺陷或结构设计不当等因素，在零件或试样的局部区域形成应力集中，而导致微裂纹(疲劳裂纹核心)的产生。 疲劳裂纹产生后，随应力循环次数的增加而逐渐扩展，零件的有效截面积逐渐减小，致使零件不能承受所加载荷而突然破坏。 三、产生疲劳破坏的原因 第四节 疲劳强度 1、设计方面 尽量使用零件避免交角、缺口和截面突变，以避免应力集中及其所引起的疲劳裂纹。 2、材料方面 通常应使晶粒细化，减少材料内部存在的夹杂物和由于热加工不当引起的缺陷。如疏松、气孔和表面氧化等。 3、机械加工方面 要降低零件表面粗糙度值。 4、零件表面强化方面 可采用化学热处理、表面淬火、喷丸处理和表面涂层等，使零件表面造成压应力，以抵消或降低表面拉应力引起疲劳裂纹的可能性。 四、提高零件疲劳强度的措施 第四节 疲劳强度 1943年美国T-2油轮发生断裂 第四节 疲劳强度 视频：纯弯曲疲劳试验 第四节 疲劳强度 第一章 金属的力学性能 单向静拉伸载荷下材料的力学性能 硬度 冲击韧性 疲劳极限 第二节 第三节 第四节 第一节 第一章 金属的力学性能 　 材料 的 性能 使用性能： 工艺性能： 力学性能 物理性能 化学性能 强 塑 刚 硬 韧 疲 度 性 度 度 性 劳 金属材料在不同环境下，承受各种外加载荷时所表现出的力学特征。 铸造性能 压力加工性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能 第一节 单向静拉伸载荷下材料的力学性能 一 强度的概念 二 强度的测定——拉伸实验 三 强度指标 四 塑性 一、强度的概念 指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 1. 定义 2. 应用 强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。 第一节 单向静拉伸载荷下材料的力学性能 二、强度的测定——拉伸实验 1. 拉伸试样（GB