金属工艺1 力学性能.ppt

成形工艺基础－材2 第一篇 金属材料的基本知识 第一章金属材料的主要性能 第一节 金属材料的力学性能（机械性能） 金属材料的性能: 1.使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。 2.工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造性、锻压、焊接性、热处理性能和切削加工性能等。 常用的力学性能指标:强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 材料的力学性能:材料抵抗外力作用的能力。 一、强度与塑性 金属的强度和塑性是通过拉伸试验测定的。 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 强度指标：屈服强度?s和抗拉强度?b 。 屈服强度?s：材料开始产生明显塑性变形时的应力。 条件屈服强度?0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。 抗拉强度?b：材料断裂前所承受的最大应力值。 塑性：金属材料在力的作用下，产生塑性变形的能力。 塑性指标为：伸长率和断面收缩率 伸长率：δ＝（L1－ L0 ）/ L0 ×100% 断面收缩率：ψ＝（A0 － A1 ）/ A0 ×100% 五、硬度 硬度：材料抵抗表面局部变形，特别是塑性变形、压痕、划痕的能力。 1.布氏硬度HB 压头为淬火钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。 压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。 2.洛氏硬度 洛氏硬度用符号HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002 根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为A、B、C。 符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。 HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。 HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。 HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢。 TITANIC Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 四、疲劳强度 疲劳断裂：材料在低于?s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。 疲劳极限：材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力。用?-1表示。 钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。 疲劳断裂的原因，是由于材料内部缺陷、表面划痕及其他能引起应力集中的缺陷，导致产生微裂纹。这种微裂纹随着应力循环次数的增加而逐渐扩展，致使零件的有效截面积逐步缩小，直至不能承受所加载荷而突然断裂。提高零件的疲劳强度的措施是改善零件形状结构，减少应力集中，采取表面强化。 第二节 材料的物理、化学及工艺性能 一、物理性能 金属材料的物理性能主要有密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 二、化学性能 金属材料的化学性能主要是指在常温或高温时，抵抗各种介质侵蚀的能力，如耐腐蚀性、抗氧化性等。 三、工艺性能 工艺性能是金属材料物理、化学性能和力学性能在加工过程中的综合反映，是指是否易于进行冷、热加工的性能。 按工艺方法的不同，可分为铸造性、可造性、焊接性和切削加工性等。 P11复习题 （1）应力：单位面积上内力的大小。σ，单位：MPa 应变：单位长度上的伸长（缩短）量，用ε表示 （2）试样某部位开始变细，就产生了缩颈，缩颈发生在bk线段，没有出现缩颈现象，并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 （3）因为硬度与其他力学性能存在一定的联系，硬度越高，耐磨性就越好，一般情况下，强度也越高，但塑性和韧性越差。 （4）布氏硬度的优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测