机械制造基础 作者 朱秀琳 05课题五 金属材料的性能.PPTVIP

课题五 金属材料的性能 模块二 工程材料与热处理 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 第一节 金属材料的力学性能 一、定义: 力学性能是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能。 力的型式：静载荷、冲击载荷、交变载荷。 二、指标: 弹性、塑性、韧性、强度、硬度和疲劳强度等。 三.拉伸试验 拉伸试样 四、拉伸图 1.弹性 金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复原来形状及尺寸的性能。 弹性变形 随载荷撤除而消失的变形。 弹性极限 Fe σe = ( M pa ) S0 2.强度 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 种类:屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。 3、塑性 是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。 1)断面收缩率 是指试样拉断处横截面积S1的收缩量与原始横截面积S0之比。 2)伸长率(延伸率 ) 是指试样拉断后的标距伸长量L1与原始标距L0之比。 δ和ψ数值越大，表示材料的塑性越好。 4、硬度: 是指材料抵抗其他硬物体压入其表面的能力。 布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV 肖氏硬度HS 常用测量硬度的方法 1）布氏硬度HB 一定直径的硬质合金球在一定载荷作用下压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，测量其压痕直径，计算硬度值。 布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来衡量，用符号HBW来表示。 2)洛氏硬度HR 将120°金刚石圆锥体（或直径1.588mm的淬火钢球）压头，先后施加两个载荷（预载荷F0和主载荷F1）压入金属表面，卸去主载荷F1后，测量其残余压入深度h1来计算洛氏硬度值。 每0.002mm相当于洛氏1 度。 3)维氏硬度 　　――科学试验 维氏硬度的压力一般可选5，10，20，30，50，100，120kg等，小于10kg的压力可以测定显微组织硬度。 适用范围: 测量薄板类 ; HV≈HBS ; 5、冲击韧性( notch toughness ) 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 6、疲劳强度 交变载荷：在工作过程中零件各点受随时间做周期性变化的载荷的作用。 交变应力（循环应力）：在工作过程中零件各点受随时间做周期性变化的应力。 金属的疲劳：在交变应力作用下，零件所受的应力虽然远低于σb ，甚至小于σs，但经过较长时间的工作也会产生裂纹或发生突然断裂的现象。这种断裂方式称为疲劳断裂。 第二节 金属材料的工艺性能 一、铸造性能 铸造是将熔化的金属或合金，注入铸型型腔内以获得相应铸件的工艺方法。 金属的铸造性能是指能否将金属材料用铸造方法制成优良铸件的性能。它取决于金属的流动性、收缩性和偏析等。 流动性好的金属，其充填铸型的能力较强，浇注后的铸件轮廓清晰，无浇注不足现象。 流动性的好坏主要与金属的性质有关，关键是化学成分。铸铁的流动性好。 1、流动性是指液态金属充满铸型的能力。 2、收缩性是指金属浇注后在铸型中凝固时铸件体积的收缩量。 收缩率小的金属，铸件冷却后缩孔小、缩松倾向小，表面无空洞，不容易因收缩不均匀而引起开裂，尺寸比较稳定。 铸铁、钢、有色金属是常用的铸造材料，其中灰铸铁和青铜铸造性能较好。 3、偏析即金属凝固后其化学成分的不均匀性，严重的偏析将影响到铸件的力学性能及化学性能。 二、焊接性能 焊接是将两部分金属，通过加热或加压借助原子间的结合力，使它们牢固地连接成整体的工艺方法。可分为熔化焊、压力焊、钎焊三种。 焊接性能是指能否将金属用一定的焊接方法，焊成优良接头的性能。 三、金属的压力加工与锻压性能 压力加工性能是指能否用压力加工方法将金属加工成优良工件（或毛坯）的性能。 压力加工是使金属在体积不变的前提下，经外力作用产生塑性变形而成形并改善组织和性能。 金属的热处理性能是指金属能否通过热处理工艺来改善或提高金属的力学性能。 有色金属一般不易进行热处理。中碳钢、高碳钢及中碳合金钢、高