第一章金属材料的强度与塑性.ppt

一. 材料的性能 材料的性能包括使用性能和工艺性能。 使用性能：是指零部件在正常使用条件下材料所表 现出来的性能。 主要包括力学性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：是指材料在被制成各种零部件的过程中 ， 适应加工的性能。 对于金属材料来讲，工艺性能主要包括了铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。 一. 材料的力学性能 材料的力学性能：是指材料在外加载荷作用 下所表现出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧度、疲劳强度及断裂韧度等； 力学性能指标：用来表征材料力学性能的各种临界值或规定值.可通过试验测定. 二.材料的理化性能 指材料的固有属性， 如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性和色泽等。 化学性能:是指材料抵抗周围介质侵蚀的能力。 对于金属材料来说，指耐蚀性和抗氧化性。 对于非金属材料，还存在着化学稳定性、抗老化能力和耐热性等问题。 材料在常温下抵抗周围介质（如大气、燃气、水、酸、碱、盐等）腐蚀的能力。 化学腐蚀 电化学腐蚀。 腐蚀防护途径： 1、采用耐蚀性好的不锈钢、铝合金等， 2、采用适当的涂料进行涂覆； 3、结构设计（防行成闭合回路）， 4、阴极保护。 2) 抗氧化性 指材料在高温下抵抗氧化的能力，又称为热稳定性。 在钢中加入Cr、Si等元素，可大大提高钢的抗氧化性。 * * * 第二节 材料的性能 乐都职业技术学校 祝增美 1．材料的物理性能 Ω.cm 1/(Ω.cm) ρ 材料传导电流的能力称为导电性。 导电性 瓦特每米开尔文 W/(m·K) kg/m3 单位 材料的热导率越大，导热性就越好。 λ 指材料传导热量的能力。 导热性 制定冶炼、铸造、锻造和焊接等热加工工艺规范的一个重要的参数。 材料由固态向液态转变的温度。 熔点 材料的密度关系到产品的重量和效能。 ρ 单位体积物质的质量 密度 意义 表示符号 定义 名称 1．材料的物理性能 意义 单位 表示符号 定义 名称 亨利每米 μ/m 磁导率μ 材料能被磁场吸引或被磁化的性能称为磁性或导磁性。 磁性 生产中，在热加工和热处理时要考虑材料的热膨胀性的影响，可减少工件的变形和开裂。 线膨胀系数αL和体膨胀系数αv 材料随着温度的变化产生膨胀、收缩的特性。 热膨胀性 δ 1．材料的物理性能 三.材料的化学性能 材料的化学性能 1)耐蚀性 2.材料的化学性能 2.材料的化学性能 铸造性能：流动性、收缩性、偏析 热处理性能：淬透性 锻造性能：塑性、变形抗力 焊接性能：焊接性、碳当量 切削性能：表面粗糙度、刀具寿命 四. 材料的工艺性能 是指材料在被制成各种零部件的过程中适应加工的性能。包括: 强度 金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度 常用强度指标是屈服强度、抗拉强度 塑性 金属材料产生塑性变形而不被破坏的最大能力 常用塑性值的指标是伸长率和断面收缩率。 强度、塑性 根据外加载荷的性质，载荷分为： 1、静载荷 2、冲击载荷 3、交变载荷。 金属材料 （受载）-变形,分： 弹性变形：载荷卸除后恢复原状 塑性变形：载荷卸除后不能恢复,也叫永久变形。 1. 载荷 2.拉伸试验 拉伸试验是指用静载荷对试样进行轴向拉伸，测量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能的试验。拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂。 拉伸力F和试样伸长量△L之间的关系曲线称为力-伸长曲线。 静载荷—是指大小、方向不变或变动很慢的载荷。 1）拉伸试样 常用标准圆柱形试样。 长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0 3.测量方法 2）拉伸试验机 拉伸试验机 3)拉伸过程 拉伸试样的颈缩现象 当拉伸力达到Fb时， 试样的局部截面开 始收缩，产生颈缩 现象。 退火低碳钢 高碳钢 铸铁 中碳调质钢 不同材料的拉伸曲线 脆性材料 塑性材料 塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为塑性断裂,塑性断裂的断口呈“杯锥”状。如低碳钢。 脆性材料：在断裂前未发生明显的塑性变形，为脆性断裂，断口是平整的。如铸铁、玻璃等。 不同类型的材料，其σ-ε曲线有很大差异。反映出其所具有不同的抗拉性能特点。 (一)材料的拉压试验 (1) 屈服点是指拉伸试样在拉伸试验过程中力不增加（保持恒定）仍然能继续伸长（变形）时的应力。 2. 强度指标 ——试样屈服时的载荷( N ) ——试样原始横截面积( mm2)