工程材料第一篇材料的性能.pptVIP

主要内容： 材料的力学性能 材料的物理和化学性能 材料的工艺性能 * * 第一章　材料的性能 Chapter 1 Properties of Materials 材料的性能 力学性能（机械性能） 物理性能 化学性能 工艺性能 使用性能 铸造性能 焊接性能 可锻性能 切削加工性能 第一章 材料的性能 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 第一节　力学性能 　材料的力学性能（Mechanical Property）是材料在受外力作用时表现出的性能。 拉伸试样（拉伸前和拉伸后） 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 拉伸试验机 拉伸试样的颈缩现象 A′ A B C D E ?p ?e ?s ?b ?E 低碳钢的? －? 曲线 ? ? ?p—比例极限 ?e—弹性极限 ?s—屈服强度 ?b—抗拉强度 ? ＝E?　　 　　　　E—刚度 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 一、弹性和刚度 　1.弹性（Elasticity） 　　材料在外力作用下不产生永久变形的能力。 弹性极限（Elastic limit） 　　 　 其中， Fe为弹性极限载荷，N；A0为试样原始横截面积，mm2。 　2.刚度（Stiffness） 材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。 根据Hooke’s law： 　　　? ＝E?　　 　 其中，E为弹性模量，MPa，表征刚度。 （MPa） （MPa） 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 二、强度和硬度 　1.强度（Strength） 　　材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 屈服强度（Yield Strength） 　材料抵抗塑性变形的能力。 　其中， Fs为试样屈服时的载荷，N。 　没有明显塑性变形的塑性材料，以产生0.2%永久变形时的应力值作为其屈服强度，称条件屈服强度（Offset Yield Strength） 。 　其中， F0.2为试样产生0.2%残余塑性变形时的载荷，N。 （MPa） （MPa） 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 抗拉强度（Tensile Strength） 　材料在拉伸力作用下抵抗被拉断的能力，为材料断裂前所能承受的最大应力。 　其中， Fb为试样断裂前的最大载荷，N。 　 其他强度指标： 　　抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度。 （MPa） 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV 肖氏硬度HS 锉刀法 硬度的测量方法： 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 　2.硬度（Hardness） 　　材料抵抗局部变形的能力，即抵抗其他硬物体压入其表面的能力。　　　 　　通常材料的强度越高，硬度也越高。 　 布氏硬度 HB（Brinell-hardness） 　用一定载荷F，将直径为D 的淬火钢球或硬质合金球压入被测材料的表面，保持一定时间后卸去载荷，根据压痕面积确定硬度值。 F 压头 被测材料 布氏硬度测试示意图 布氏硬度计 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 洛氏硬度 HR（Rockwll hardness） 　将锥度为120°的金刚石或钢制标准压头用规定压力压入被测材料表面，根据压痕深度确定硬度值。 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 压头 被测材料 洛氏硬度测试方法 洛氏硬度计 维氏硬度 HV（Diamond Penetrator Hardness ） 　用一种顶角为136°的金钢石角锥压头，在载荷F（kgf）作用下，材料表面压出一个四方锥形压痕，测量压痕对角线长度d（mm），计算压痕面积A（mm2），以F/A的数值表示硬度值。 压头 被测材料 维氏硬度测试方法 维氏硬度计 压痕 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 常用硬度测试方法的应用范围： 布氏硬度 HB 　　通常测试较软的材料。 　　 如退火、正火、调质钢，铸铁，有色金属等。 洛氏硬度 HR 通常测试较硬的材料。 如淬火钢、调质钢等。 　 布氏硬度和洛氏硬度的简单换算： 　　1HRC ≈10HBS 维氏硬度HV 适于测试材料极薄层的硬度。 如金属镀层、薄片金属、渗碳或氮化件的表面硬度等。 第一章 材料的性能－§1.1 力学性能 三、塑性和韧性 　1.塑性（Plasticity） 　　材料在外力作用下，产生永久残余变形而不断裂的能力。 断面收缩率（Percentage Reduction in Area） 　　 其中， A1和A0分别为试样拉断处和试样原始的横截面积，mm2。