3.2金属的力学性能指标.doc

教学课题 金属的力学性能指标 教学课时 2 教学目的 让学生了解常用的力学指标 让学生熟悉金属的力学性能 教学难点 掌握常用的几个力学指标 教学重点 掌握常用的几个力学指标 教学方法 讲解法 教具准备 教材 教学过程 复习导入 回顾金属材料的性能有哪几个方面？ 新课学习 课题导入 学钢的时候就说过，碳的质量分数越高，它的硬度就越高，我们学生一般把这个硬度理解为传统上的硬度，至于这个硬度所对应的数值到底是一个什么样的标准，说不出个所以然，中学时化学里面就学过金刚石是最坚硬的物质，但这个坚硬到底是个数码概念，我们今天就来详细了解一下金属力学性能的详细概念 授课内容 一、强度 金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 载荷作用形式：抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度、抗压强度、抗扭强度 一般：以抗拉强度作为判别金属强度高低指标。 （一般来说：抗拉强度高，其他强度也高） 抗拉强度：通过拉伸试验测定的 拉伸试验方法：静拉力对标准试样进行轴向拉伸，同时连续测量力和相应的伸长量，直至试验断裂，根据测得的数据，即可得出有关的力学性能。 二、塑性 金属断裂前产生塑性变形（永久变形）的能力。 （断前，塑性变形量大的材料，塑性好） 具有塑性的好处：（5点） 1.在材料具有一定的塑性时，当偶尔遭受到过载荷时能发生塑性变形，它与形变强化相配合，避免工件突然断裂，从而保证了机件的安全。 2.由于零件不可避免地存在截面过渡、油孔、沟槽、尖角等，加载后出现应力集中，具有一定塑性，可以通过应力集中处的局部塑性变形来削减应力，使之重新分配，从而保证零件不致早期断裂。 3.材料具有一定塑性，有利于某些成形工艺（如冷冲压、冷弯、校直等）、修复工艺和装配的顺利完成。 4.塑性指标是金属材料生产的质量标志，它反映出材料的冶金质量的好坏（纯净度、加工质量与热处理水平） 5.易于通过塑性变形加工成复杂形状零件 三、硬度 材料抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。（教材P7 ） 机械制造中，为使工具、零件能正常工作，并保持一定的寿命，都对硬度值提出一定的要求。 金属硬度虽没有确切的物理意义，但试验操作简单，无破坏性，故应用广泛。另外硬度与抗拉强度、疲劳强度存在一定的对应关系。 规律：硬度高，强度、耐磨性高。 分为：布氏、洛氏、维氏 四、冲击韧度 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。 1.大能量冲击：冲击抗力取决于?K 2.小能量多次冲击：冲击抗力取决于强度、塑性。 五、疲劳极限 1、疲劳的概念 交变应力：许多机械零件，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力。 金属的疲劳：在交变应力作用下，虽然工作应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象。 疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一，约80%以上属于疲劳破坏。 2、疲劳破坏的特征 （1）疲劳破坏往往是在工作应力低于材料屈服强度的情况下发生。 （2）疲劳断裂是在事先无明显塑性变形的情况下突然发生，故具有很大的危险性 补充设计 使用性能：金属材料在使用条件下所表现出来的性能。（物理性能、化学性能、力学性能）[决定了它的使用范围、使用寿命] 工艺性能：金属在制造加工过程中反映出来的性能。（适应各种加工方法的性 能）[决定了它对各类加工方法的适应能力] （铸造、锻造、焊接、切削加工、热处处理 理等） 课堂小结 金属的力学性能：强度、塑性、韧度、冲击韧度、疲劳极限等 布置作业 强度、硬度之间有何关系？ 教学反思 教学过程中有学生提出理论性太强，要记的东西太多，本门课程的却存在这类情况，所以以后可以对教学重点告诉学生，让他们选择性记忆 金属性能