《工程材料》课讲义可以考虑打印后几页）讲解材料.ppt

;;建筑、机械设备、工具、零件等（海、陆、空）;? 内容提要： 介绍各种失效形式：畸变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效。 阐述机械零件选材原则。 ?? 学习目标： 了解各种失效形式特点。掌握机械零件选材原则。;什么是失效？;失效过程的特点： 不可逆性：任一失效过程都无法完全重现 有序性：由发生到发展直至最后失效 不稳定性：初态与末态是确定的，中间过程是可变的，不 确定因素较多 积累性：失效是一损伤积累过程 ;失效因素;失效因素 　 一、设计因素  如设计有误, 则机械设备或零件将不能使用或过早失效。 根据零件工作条件、可能发生的失效模式，提出技术指标 确定合适的材质、尺寸、结构，提出必要的技术文件。 ; 二、制造(工艺)因素  工艺缺陷是零件失效的重要因素。 ; 三、安装调试因素 　 安装过程达不到要求的质量指标，导致零件失效。 ; 四、材质因素　 ●选材不当使零件达不到设计要求而导致失效。 ●材质内部缺陷、毛坯加工(铸锻焊)工艺或冷热加工(特别是热处理)工艺过程产生的材料内部缺陷导致失效。; 五、运转维修因素　 ●不正确的运转工况参数(载荷、速度等)导致零件失效。 ●忽视维修，未进行定期大、中、小检修 ●润滑条件未保证, 润滑剂和润滑方法不合适; 失效因素到底导致了哪些具体形式的失效？即失效通常有哪些种类？？ ;腐蚀失效;8.2? 零件失效形式 　 8.2.1 畸变失效 　 畸变有两种类型： 尺寸畸变或体积畸变(长大或缩小) 形状畸变(如弯曲或翘曲)???? 零件发生畸变 不能承受所规定载荷，不能起到规定的作用，与其他零件的运转发生干扰，导致零件失效。 ; 一、弹性畸变失效 　 不恰当的弹性变形量导致失效。 ●受拉、压的杆类零件，过大的弹性畸变量导致支承件(如轴承)过载。 ●受弯、扭的轴类零件，过大的弹性畸变量会造成轴上啮合零件的严重偏载，啮合失常，甚至咬死，导致传动失效； ●某些控制元件，如温控元件，过大的弹性畸变量使精度无法???证。; 二、塑性畸变失效 　 外加应力超过零件材料的屈服极限时发生明显的塑性变形(永久变形)。 ●钢结构房梁承载过重发生塑性变形弯曲，导致倒塌； ●螺栓严重过载被拉长，失去紧固作用。; 三、翘曲畸变失效 　 尺寸与方向上产生复杂变形，形成翘曲，导致失效。 翘曲畸变往往是由温度、外加载荷、受力截面、材料组成等不均匀性引起。特别是高温所导致的形状翘曲最为严重。 ●受力钢架翘曲变形； ●壳体在高温下形状翘曲。?;8.2.2 断裂失效 　 断裂失效 机械零件因断裂而产生的失效。 各类失效中，断裂失效最主要，危害最大！ ;; 三、断裂形式 1. 韧（塑）性断裂 断裂前有明显的塑性变形。 (1) 宏观特征?? 宏观变形方式为颈缩，典型断口为杯锥状断口，底部成纤维状剪切断口，其平面和拉伸轴大致成45?角。???;宏观; 2. 脆性断裂 断裂前无塑性变形。 脆断时承受的工作应力较低，通常不超过材料的屈服强度，甚至不超过常规的许用应力，所以又称为低应力脆断。 脆性断裂以零件内部存在的宏观裂纹(如肉眼可见的0.1 mm～1 mm)作为源开始的。 中、低强度钢在10 ℃～15 ℃以下会由韧性状态转变为脆性状态（韧-脆转变）。 　; 脆性断裂 (1) 宏观特征 断口一般与正应力垂直，断口表面平齐，断口边缘没有剪切“唇口”(或很小)。 ;解理断裂 因原子间结合键的破坏而造成的穿晶断裂。 断裂速度快，一般钢中的解理速度大约是1030 m/s，在低温和三向应力状态时更快； 沿着特定的晶面(称为解理面)发生。 在不同高度的平行解理面之间产生解理台阶。裂纹扩展过程中，台阶相互汇合，形成河流花样，河流的流向与裂纹扩展方向一致。 ;沿晶断裂： 多晶体沿不同取向晶粒间晶界分离的现象。又称晶间断裂。当晶界强度因偏析或夹杂物的作用而低于晶内强度时容易产生。一般的沿晶脆断断口微观特征是“冰糖状” 。 ; 3. 其它断裂失效形式 　 (1) 疲劳断裂?? 在交变应力作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作而产生裂纹导致发生断裂，称金属的疲劳断裂。 ;疲劳断裂实物