第0讲：绪论-课件.ppt

金属材料的产生 材料发展的历史从生产力的侧面反映了人类社会发展的文明史，因此，历史学家往往根据当时有代表性的材料将人类社会划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代等。人们在大量地烧制陶瓷的实践中，熟练地掌握了高温加工技术，利用这种技术来烧炼矿石，逐渐冶炼出铜及其合金青铜，这是人类社会最早出现的金属材料。 材料进展历史 工程材料的三足鼎立 近一二十年来，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料从性能到应用许多方面已能和传统的金属材料相抗衡，加上原料丰富、价格便宜，产量以惊人的速度增长。与此同时，先进陶瓷材料也崭露头角，特别是在现代电子工业中占有重要地位。因此，材料领域从金属材料的一统天下转变为金属、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格局 。 塑料与陶瓷制品 金属材料面临的问题 从内部来讲主要是能源、资源和环境三个方面。金属材料的近百年的大力发展，某些主要的金属矿产资源日渐紧张，高品位的金属矿产很快减少，低品位的矿产使能源消耗和成本增加。金属工业是能源的最重要消耗者，也是严重的环境污染者。这些问题对金属材料今后的发展提出了有力的挑战。 冶炼厂的污染 目前铁矿石价格猛涨 铁矿石三巨头逼宫中国钢厂：不听话就断货 新华社4月28日消息：世界铁矿石三巨头在与中钢协进行铁矿石价格谈判。 以中国市场现货矿价格为基准，三大矿山正不断疯狂提高着自己的要价。据了解，从去年谈判伊始，矿山的涨价要求从40%一直上涨到目前的100%，甚至更多。不仅如此，三大矿山还接连发布正式公告，宣布和现货挂钩的季度定价来替代长协模式，再进一步过渡到指数定价。 金属材料发展方向 一是对已有的金属材料要最大限度地提高它的质量，挖掘它的潜力，使其产生最大效益。近些年来，金属材料的制造技术有非常迅速的进步，先进的冶炼技术、精炼技术、铸造技术、连铸连轧技术、成型加工技术和热处理技术在不断提高，微量杂质的技术、微量元素的合金化技术有所创新。二是开拓金属材料的新功能，以适应更高的使用要求。超高强度钢、超低碳不锈钢等新的合金钢和新的有色合金应运而生。三是加强废旧金属的回收和再利用。 材料的强度 材料的强度指材料在受力情况下抵抗塑性变形或断裂的能力。工程上常用的强度指标有屈服强度Rel、抗拉强度Rm，除此外还有诸如抗压强度、抗剪强度、抗扭强度、抗弯强度。 材料的抗拉实验变形过程：弹性变形阶段、屈服阶段（塑性变形阶段）、形变强化阶段、颈缩阶段和断裂阶段。 弹性极限值、屈服极限值、强度极限值。 材料的塑性 断裂前材料产生永久变形的能力叫材料的塑性，用断面收缩率或伸长率来表示。 断面收缩率或伸长率值愈大塑性愈好。 铜、铝、纯铁的塑性较好，钢的塑性较好，铸铁塑性很差。 材料的硬度 材料抵抗另外一种材料压入的能力，即受压时材料抵抗局部变形的能力。 材料的硬度用布氏硬度与洛氏硬度值来表示。硬度低时用布氏硬度值（HB），大时用洛氏硬度值来表示（HRC） 铝、铜的硬度较低，一般低于150HB，退火的钢为120-180HB，淬火钢的硬度较高可以达到HRC60以上。 材料的冲击韧性、疲劳强度 材料抵抗冲击载荷的能力，用单位面积能够吸收的冲击功来表示。一般情况下，强度愈高，搞冲击的能力愈强。 材料抵抗交变应力的能力叫疲劳强度。用材料经受一定次数（钢为107 、合金钢为108 ）时受的最大的力。 《机械工程材料》 第一章 金属的力学性能 第一章 金属的力学性能 教学目标: １．了解材料的主要力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学性能及其测试原理； ２．强调各种力学性能指标的生产实际意义； ３．了解工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。　 金属的力学性能 定义 : 金属材料的力学性能是指金属材料在不同环境（温度、介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。 指标 : 弹性 、刚度、强度、塑性 、 硬度、冲击韧性 、断裂韧度和疲劳强度等。 材料的其他性能 物理性能： 密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等； 化学性能： 耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等； 工艺性能： 铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理工艺性等。 第一节 强度和塑性 一、拉伸实验与拉伸曲线 1.拉伸试样 GB6397-86规定《金属拉伸试样》有： 圆形、矩形、异型及全截面． 常用标准圆截面试样。 长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0 第一节 强度和塑性 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。 断