第一章 金属的力学性能课件.ppt

第一节 拉伸试验及强度和塑性 2、应力与应变曲线 op段：比例弹性变形 阶段； pe段：非比例弹性变形阶段； 平台或锯齿（s段）：屈服阶段； sb段：均匀塑性变形阶段，是强化阶段。 b点：形成了“缩颈”。 bk段：非均匀变形阶段，承载下降，到k点断裂。 二、常用强度判据 1、规定非比例伸长应力 2、屈服点和规定残余伸长应力 3、抗拉强度（曾称强度极限） 三、塑性判据 2、断面收缩率 练习题一 拉力试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉力试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若最后的标距长度为71mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的伸长率和断面收缩率的值？ 练习题二 某工厂买回一批材料（要求：бs≥230MPa；бb≥410MPa；δ5≥23%；ψ≥50%）．做短试样（ｌ0=5ｄ0；ｄ0=10mm）拉伸试验，结果如下：Fs=19KN，Fb=34.5KN；l1=63.1mm；d1=6.3mm;问买回的材料合格吗？ 第二节 硬 度 3、表示方法 XXX HBS(W) XX / XXX / XX 4、适用范围 布氏硬度试验法一般用于试验各种硬度不高的钢材、铸铁、有色金属等，也用于试验经淬火、回火但硬度不高的钢件。 二、洛氏硬度 3、表示方法 硬度值+HR 第三节 冲击吸收功 在设计和制造受冲击载荷的零件和工具（如锻锤、冲床、铆钉枪等）时，必须考虑所用材料的冲击吸收功或冲击韧度。 　　 第四节 疲劳极限 疲劳曲线：实验证明，一般钢铁材料所受交变应力最大值σmax与其失效前的应力循环次数（疲劳寿命） N的曲线关系。 第五节 断 裂 韧 度 作业 １．熟悉拉伸曲线 ２．掌握强度及塑性指标，了解这些指标在工程上的应用． ３．课后习题P12－１、6、7 1、试样冲断时所消耗的冲击功A k为: A k = m g H – m g h (J) 2、冲击韧度a k AK a k = (J/cm2) Sk 二、冲击吸收功和冲击韧度 就是试样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功。 冲击吸收功 Ak 作为材料韧性判据，与温度、试样形状、尺寸、表面粗糙度、内部组织和缺陷有关。 交变应力：是指大小和方向构随时间周期变化的应力。 材料的疲劳： 材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累计损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。 在多次交变应力作用，金属会在远小于抗拉强度σb，甚至小于屈服点σs。的应力下失效（出现裂纹或完全断裂） 疲劳破坏的原因： 应力集中——微裂纹 ——扩展——断裂破坏。 断裂过程： 材料中有微裂纹——受外力——出现应力场 ——外加拉力增大——应力强度因子KI增大 ——到临界值（断裂韧度KIc）——断裂 裂纹扩展很慢或不扩展 材料发生失稳脆断 抵抗脆性断裂能力的性能指标 实际解决问题： 已知材料的断裂韧度和裂纹尺寸，可计算机件的承载能力 已知材料的断裂韧度和工作应力， 能确定材料中允许存在的最大裂纹尺寸 * 第一篇 机械工程材料基础 材料的性能 使用性能 工艺性能 物理性能 化学性能 力学性能 热处理性能 铸造性能 焊接性能 锻造性能 切削加工性能 物理性能:指不发生化学反应就能表现出来的性能，如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。 力学性能（机械性能）：指金属材料具有的抵抗一定外力作用而不被破坏的性能。金属材料的力学性能主要有：刚度、强度、弹性、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度和疲劳强度等。 化学性能:是材料在化学介质的作用下所表现出来的性能。如材料的耐腐蚀性能、抗氧化性能和化学稳定性能等。 工艺性能:指金属材料适应加工工艺要求的能力。按工艺方法的不同，可分为铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。 材料分类 复合材料 金属材料 陶瓷材料 高分子材料 第一章 金属材料的力学性能 本节重点：金属材料的力学性能 主要内容：金属材料的力学性能,包括材料的强 度 、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳 强度等。 本节难点：各性能指标的物理意义和测定方法 一、拉伸试验及拉伸曲线 拉伸试验机 拉伸试样的颈缩现象 应力σ ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积S 0表示: F 载荷( N ) σ= —— ( M pa )