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01 绪论和工程材料的性能.ppt
机械制造基础 绪论第一章 工程材料导论 1.1 工程材料的性能 工业中心 机械制造基础教研室 绪 论 一、课程性质 综合性的专业技术基础课 是工科专业的专业基础课,是联系基础课和专业课的桥梁。 机械制造过程原材料制造-毛坯-机械零件-机器 三、学习目的和学习方法 目的: (1)了解和掌握常用的工程材料; (2)了解和掌握铸造、锻造、焊接、切削加工和特种加 工的基础知识; (3)熟悉机械制造全过程,并了解现代机械制造技术。 即了解常用工程材料的性质及其加工工艺的基础知识。 特点: 实践性强,内容广泛,较为繁杂。 学习方法: 广泛阅读,重在理解,适当记忆,理论联系实际 四、与其它课程的联系 “工程训练” 实践部分;背景知识 “机械设计”和“互换性与技术测量基础” 理论依据 “机械制造工程学” 具体应用和延伸 五、参考书目 工程材料与机械制造基础 齐乐华 高等教育出版社,2006. 金属工艺学(上、下册) 邓文英 主编 高等教育出版社 机械工程与技术 Serope Kalpakjian/ Steven R.Schmid 机械工业出版社 Manufacturing Engineering and Technology — Hot processes Manufacturing Engineering and Technology — Machining 制造技术 P N Rao 机械工业出版社 Manufacturing Technology — Foundry, Forming and Welding Manufacturing Engineering and Technology — Metal Cutting Machine Tools 第一章 工程材料导论 工程材料的种类: 1.1 工程材料的性能 力学性能:材料在力的作用下所表现出来的性能。也称机械性能。零件的受力情况有静载荷、动载荷和交变载荷之分。 包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性等 常见的外载荷有拉伸、压缩、弯曲、扭转等。 拉伸试验 拉伸曲线 1.强度 材料在力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力 (MPa) Fs——试样发生屈服时所承受的最大载荷,(N); A0——试样的原始截面积,(mm2)。 对于没有明显屈服现象的金属材料,用σp0.2作为屈服点。称条件屈服强度。 σp0.2——产生0.2%塑性变形时的应力。(非比例伸长与原标距长度比为0.2%时的应力) 1.强度 2)抗拉强度:金属材料在拉断前所承受的最大应力 Fb——试样在拉断前所承受的最大载荷,(N); 2.塑性金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。 1)伸长率: l0——试样原始标距长度,mm; l1——试样拉断后的标距长度,mm。 2 塑性 2)断面收缩率: A0——试样原始截面积,mm2; AK——试样拉断后,断口处截面积,mm2。 例: 图示为三种不同材料的拉伸曲线(试样尺寸相同),试比较这三种材料的抗拉强度、屈服强度和塑性大小,并指出屈服强度的确定方法。 3.硬度 金属材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕的能力。 1)布氏硬度 2)洛氏硬度 3)维氏硬度 1)布氏硬度(HB) 2)洛氏硬度(HR) 思考:工厂为什么常用硬度这一性能指标? 其它载荷作用下的力学性能 1.冲击韧度 2.疲劳强度 3.断裂韧度 4.磨损 1.冲击韧度测试方法:摆锤式冲击试验. 1.冲击韧度 冲击韧度:缺口处单位截面积上所吸收的冲击功 式中:αk-冲击韧度. Ak-冲断试样所消耗的冲击功 S-试样缺口处的截面积 cm2 2.疲劳强度 金属材料在无数次循环载荷作用下而不致引起破坏的最大应力。 2.疲劳强度 σ-1测量:旋转对称弯曲疲劳试验机 材料的其他性能(自学为主) 耐磨性:包括咬合磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损; 高温性能:主要指抗氧化、抗蠕变、抗应力松弛的能力; 低温性能:主要指抗低温脆化的能力; 物理性能:主要有比重、比热、导电性、导热性、色泽等; 化学性能:主要指常温或高温下抵抗腐蚀或氧化的能力。 例: 一根φ10mm的钢棒,在拉伸断裂时直径变为 8.5mm,此钢的抗拉强度σb=450MPa,问此棒能承受的最大载荷为多少?断面收缩率为多少? 思考题: 1.将钟表发条拉成一条直线,这是弹性变形还是塑性变形? 2.缩颈发生在拉伸
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