工程材料及热加工第一章.pptVIP

工程材料及热加工第一章第1页，共26页，星期日，2025年，2月5日教学重点和难点１．刚度、强度、塑性的测试计算方法、表达式和指标的实际意义；２．不同工程材料的几种不同的硬度测试方法及相互间的关系；３．冲击韧性的测试计算方法和工程使用意义。第2页，共26页，星期日，2025年，2月5日力学性能即在外力作用下，金属材料所表现出来的性能，亦称机械性能。是评定材料好坏的主要指标，是设计和选材的重要依据。包括弹性、塑性、刚度、强度、硬度、韧性、疲劳强度、蠕变强度等。第3页，共26页，星期日，2025年，2月5日一、刚度、强度、塑性刚度、强度和塑性是材料承受静载荷的性能，通过静拉伸试验测定。第4页，共26页，星期日，2025年，2月5日拉伸应力——应变曲线第5页，共26页，星期日，2025年，2月5日弹性极限Elasticlimit

弹性模量Elasticmodulus当载荷未达到E点前，试样只产生弹性变形，故σe为材料所承受的不产生永久变形的最大应力，称为弹性极限（或称为弹性变形Elasticdeformation）。图中OP是直线，表示应力与应变成正比，P点是保持这种关系的最高点，σP称为比例极限。σe与σP很接近，实际使用时，两者常取同一数值（OP的斜率为试样材料的弹性模量，即刚度Stiffness）。??第6页，共26页，星期日，2025年，2月5日屈服强度Yieldstrength、

抗拉强度Tensilestrength当应力达到σS时，增加很小的载荷就会产生较大的变形。当卸载后，试样则存在一定的残余应力，即塑性变形，这种不完全回复现象称为屈服。σS是试样开始产生屈服时的应力，称为屈服点应力，即材料的屈服强度。随后继续增加载荷，试样继续伸长，至B点时试样开始产生缩颈，变形速度超过加载速度，曲线开始下弯。在K点试样断裂。σb为试样断裂前的最大应力，称为抗拉强度。第7页，共26页，星期日，2025年，2月5日第8页，共26页，星期日，2025年，2月5日弹性模量（刚度）的计算??

???????????式中：σ（MPa）（单位截面上的拉力）；

?????????ε?（单位长度上的伸长量）。钢的E值：190～220GPa。第9页，共26页，星期日，2025年，2月5日屈服强度屈服强度是静拉伸过程中开始产生塑性变形时的应力，即为拉伸曲线上S点的载荷大小与试棒原始截面积之比，用σb表示：对于有些零件在工作中不允许发生塑性变形，所以σS是设计中材料强度的主要参数，是材料的重要力学性能指标之一。第10页，共26页，星期日，2025年，2月5日抗拉强度抗拉强度是静拉伸过程中试样被拉断前的最大应力，即材料拉伸曲线上B点时的载荷大小与原始截面之比，用σb表示：

表示材料在拉力作用下抵抗断裂的能力，是设计和选材的重要力学性能指标之一。第11页，共26页，星期日，2025年，2月5日退火低碳钢应力-应变曲线第12页，共26页，星期日，2025年，2月5日中碳调质钢应力-应变曲线第13页，共26页，星期日，2025年，2月5日淬火钢及铸铁应力-应变曲线第14页，共26页，星期日，2025年，2月5日低、中碳回火钢应力-应变曲线第15页，共26页，星期日，2025年，2月5日塑性及衡量指标材料在外力作用下，发生不能恢复原状的变形称为塑性变形，产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。金属的塑性常用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。伸长率δ表示拉伸试样被拉断时的相对塑性变形量断面收缩率ψ表示拉伸试样被拉断时的截面积相对减缩量第16页，共26页，星期日，2025年，2月5日塑性材料与脆性材料δ、ψ愈大，表示材料的塑性愈好。通常以伸长率δ的大小来衡量金属材料塑性的好坏，δ＞2%～5%的材料为塑性材料，δ＜2%～5%的材料为脆性材料。第17页，共26页，星期日，2025年，2月5日二、疲劳强度金属材料承受周期性交变载荷时抵抗断裂的能力称为疲劳强度。疲劳强度常比σS小得多，工程上规定：钢铁材料循环107、有色金属循环108次不发生断裂的最大应力，作为该材料的疲劳强度，用σ-1表示。产生疲劳破坏的原因：材料内部夹杂物，表面划痕及能引起应力集中的缺陷，而导致微裂纹的产生。避免疲劳破坏的方法：改善其结构形状、避免应力集中、降低零件的表面粗糙度等。

第18页，共26页，星期日，2025年，2月5日三、硬度硬度是金属材料抵抗硬物压入的能力，也是材料局部塑性变形的抗力,故硬度与强度存在着一定的关系。低碳钢：HBS=0.36σb；高碳钢：HBS=0.34σb；调质合