工材料的结构和性能.ppt

片状珠光体 球状珠光体 3）组织与性能的关系 组织结构决定性能！ 例如：灰口铸铁 A）F+片状石墨 B）F+团絮状石墨 C）F+球状石墨 冲击韧性 抗拉强度 增大 notice 1）金属组织名称相同，组成相相同，但晶粒形状、大小不同，则性能也不同 例：不同晶粒度的纯铁 2）组织相同，组成相也相同，形状、大小无明显差异，只是成分有所不同，则性能也不同。 例：Cu-Ni合金 主要内容 工艺性能：制造工艺过程中材料适应加工的性能 使用性能：在使用条件下所表现出来的性能，包括力学（机械）性能、物化等性能 2.金属材料的性能 2.1金属材料的工艺性能 冶炼 铸造 铸锭 热锻、热轧 铸件 板、棒、型材、管材 锻件 焊接 机加工 冷轧、冷拔 冷冲 零件 机加工 工艺性能直接影响零件加工后的质量，是选材和制定零件加工工艺路线时应当考虑的重要因素！ 主要工艺性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 热处理工艺性能 1铸造性能 金属材料铸造成形获得优良铸件的能力 流动性 收缩性 偏析 2锻造性能 金属材料用锻压方法成形的适应能力称为锻造性能。主要取决于材料的塑性和变形抗力。 3焊接性能 金属材料对焊接加工的适应性。 影响因素：碳质量分数、合金元素质量分数 4切削加工性能 用切削后的表面粗糙度和刀具寿命表示 5热处理工艺性能 主要是淬透性，即钢接受淬火的能力 强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度 断裂韧性 2.2金属材料的力学（机械）性能 1强度(strength): 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。 根据承受载荷类型不同： 抗拉强度、抗压强度、 抗弯强度 、 抗剪强度 、抗扭强度 例如：拉伸试验 拉伸试样 拉伸试验机 拉伸试样的颈缩现象 应力－应变曲线 2塑性(plasticity): 是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力 (1)断面收缩率(percentage reduction in area): 是指试样拉断处横截面积S k的收缩量与原始横截面积S0之比。 S0 - S k ψ = × 100% S0 (2)伸长率(延伸率) (specific elongation): 是指试样拉断后的标距伸长量△L与 原始标距L 0之比。 L k – L 0 δ = × 100% L 0 δ 2 ~ 5% 属脆性材科 δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料 δ 10% 属塑性材料 3硬度( hardness ):是指材料抵抗其它硬物体压入其表面的能力。 常用测量硬度的方法 布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV 肖氏硬度HS ………… (1)布氏硬度 HB ( Brinell-hardness ) 布氏硬度计 表示方法 符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。 (2)洛氏硬度 HR ( Rockwll hardness ) h1-h0 洛氏硬度测试示意图 洛氏硬度计 (3)维氏硬度 HV ( diamond penetrator hardness ) 适用范围: 测量薄板类 ; HV≈HBS ; 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 4韧性( toughness ): 冲击试验机 冲击试样和冲击试验示意图 5疲劳强度( fatigue strength ): 表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。 6断裂韧性 材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力。 1943年美国T-2油轮发生断裂 2.3金属材料的理化性能 1）物理性能 密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性 2）化学性能 耐腐蚀性、抗氧化性等 3.高分子材料的结构与性能 4.陶瓷材料的结构与性能 *