金属工艺学材料的性能.pptVIP

第1页，共22页，星期日，2025年，2月5日材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。五万吨水压机第2页，共22页，星期日，2025年，2月5日低碳钢的应力-应变曲线拉伸试样拉伸试验机应力?=P/F0应变?=(l-l0)/l0第3页，共22页，星期日，2025年，2月5日一、弹性和刚度弹性：指标为弹性极限?e，即材料承受最大弹性变形时的应力。刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。?e弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。第4页，共22页，星期日，2025年，2月5日二、强度与塑性强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。屈服强度?s：材料发生微量塑性变形时的应力值。条件屈服强度?0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。抗拉强度?b：材料断裂前所承受的最大应力值。选材和设计要考虑的因素s?0.2??第5页，共22页，星期日，2025年，2月5日塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。

指标为：伸长率：断面收缩率：断裂后拉伸试样的颈缩现象第6页，共22页，星期日，2025年，2月5日说明：①用面缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。②??时，无颈缩，为脆性材料表征??时，有颈缩，为塑性材料表征轧制、锻造、冲压、焊接第7页，共22页，星期日，2025年，2月5日三、冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。指标为冲击韧性值ak(通过冲击实验测得)。第8页，共22页，星期日，2025年，2月5日韧脆转变温度材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料的使用温度应高于韧脆转变温度。韧体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面心立方金属没有。第9页，共22页，星期日，2025年，2月5日TITANIC建造中的Titanic号TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关第10页，共22页，星期日，2025年，2月5日Titanic号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果Titanic近代船用钢板第11页，共22页，星期日，2025年，2月5日四、疲劳材料在低于?s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。用?-1表示。钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。疲劳应力示意图疲劳曲线示意图第12页，共22页，星期日，2025年，2月5日疲劳断口通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。轴的疲劳断口疲劳辉纹（扫描电镜照片）第13页，共22页，星期日，2025年，2月5日五、硬度材料抵抗表面局部塑性变形的能力。布氏硬度HB布氏硬度计第14页，共22页，星期日，2025年，2月5日压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。布氏硬度压痕第15页，共22页，星期日，2025年，2月5日布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。材料的?b与HB之间的经验关系：对于低碳钢:?b(MPa)≈3.6HB对于高碳钢：?b(MPa)≈3.4HB对于铸铁：?b(MPa)≈1HB或?b(MPa)≈0.6(HB-40)HB?b(MPa)钢黄铜球墨铸铁第16页，共22页，星期日，2025年，2月5日