第2章金属材料的性能.pptVIP

第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日使用性能第一章金属材料的性能金属材料的性能包括使用性能和工艺性能工艺性能保证零件的正常工作应具备的性能，即在使用过程中表现出的性能，如力学性能、物理性能、化学性能等。材料在被加工过程中，适应各种冷热加工的性能，如热处理性能、铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能等。第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日金属的性能使用性能工艺性能物理性能化学性能力学性能铸造性能锻造性能焊接性能切削加工性能第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指在力的作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能，通俗地讲是指材料抵抗外力引起的变形和破坏的能力。金属材料的力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳极限等。1.载荷零件和工具在使用过程中所受的力按作用方式不同，可分为拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等，这种力又称为载荷。载荷分为静载荷与动载荷。（1）静载荷力的大小不变或变化缓慢的载荷，如静拉力、静压力等。（2）动载荷力的大小和方向随时间而发生改变，如冲击载荷、交变载荷等。第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日a）拉伸载荷b)压缩载荷c)弯曲载荷d)剪切载荷e)扭转载荷图2-1载荷的作用形式第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能2.应力物体受外力作用后所导致物体内部之间的相互作用力称为内力，单位面积上的内力，称为应力。应力的计算公式为3.变形金属在外力的作用下尺寸和形状的变化称为变形。（1）弹性变形去除外力后，物体的变形能完全恢复原状。（2）塑性变形当外力取消后，物体的变形不能完全恢复，而产生永久变形。去除外力后，物体的变形不能完全恢复原状。式中σ——应力（MPa）；F——内力（N）；A——截面积（mm）。第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能1.拉伸试样一、强度材料在力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。在机械制造中常通过拉伸试验测定材料的屈服强度和抗拉强度，作为金属材料强度的主要判据。拉伸试样的形状与尺寸取决于被测试金属产品的形状和尺寸，试样的横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形等。图2-2圆形拉伸试样常用的圆形拉伸试样的原始标距长度（L0）与原始直径（d0）一般应符合L0/d0=5（短试样），原始标距长度不小于15mm；当试样横截面太小时，可采用L0/d0=10（长试样），或采用非比例试样。第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能2.拉伸曲线拉伸试验中记录的拉伸力F与伸长量ΔL（某一拉伸力时试样的标距长度与原始标距长度的差，ΔL=L1-L0）的关系曲线称为拉伸曲线。图2-3拉伸曲线a)低碳钢拉伸曲线b)铸铁拉伸曲线第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日图2-4低碳钢试样的力-伸长曲线（1）Oe为弹性变形阶段拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线：（2）es为微量塑性变形阶段（3）ss′为屈服阶段（4）s′b为均匀塑形变形阶段（5）bz为局部集中塑性变形－－缩颈阶段第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能3.强度判据强度测定一般用拉伸曲线上所对应某点的应力来表示。（1）屈服点（σs）金属材料出现屈服现象时，在试验期间产生塑性变形而拉伸力不增加的应力点。亦表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。其计算公式为式中Fs——发生屈服时的拉伸力（N）;A0——试样原始横截面积（mm）。第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能（2）抗拉强度（σb）拉伸试验时，相应最大拉伸力时的应力。亦表示材料能够承受的最大应力值。其计算公式为工程上把屈服点与抗拉强度的比值（σs/σb）称为屈强比，其值越高，则强度的利用率越高，一般材料的屈强比以0.75为宜。式中Fb——最大拉伸力（N)；A0——试样原始横截面积（mm）。第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日第一节金属材料的力学性能二、塑性塑性是金属在外力作用下能