金属的性能.ppt

了解金属材料的工艺性能。 重点 掌握金属材料的力学性能； 第一章 金属的性能 金属的性能 使用性能 工艺性能 物理性能 化学性能 力学性能 铸造性能 锻造性能 焊接性能 切削加工性能 第一章 金属的性能 第一节 金属的力学性能 一、载荷、变形和应力 二、强度 三、塑性 四、硬度 五、冲击韧度 六、疲劳强度 第二节 金属的工艺性能 一、铸造性能 二、压力加工性能 三、焊接性能 四、切削加工性能 第一节 金属的力学性能 作用方式 拉伸 压缩 弯曲 剪切 扭转 作用性质 静载荷：如静拉力、 静压力等 动载荷：如冲击载荷、 交变载荷等 金属的力学性能 是指金属在外力的作用下，抵抗变形和破坏的能力。 金属材料的力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 一、载荷、变形和应力 1. 载荷 载荷 零件或工具在加工或使用过程中所受的外力。 第一节 金属的力学性能 a）拉伸载荷 b)压缩载荷 c)弯曲载荷 d)剪切载荷 e)扭转载荷 图1-1 载荷的作用形式 1. 载荷 第一节 金属的力学性能 2. 变形 变形 金属材料在外力的作用下所发生的形状和尺寸的变化。 （1）弹性变形 是指随载荷的去除而消失的变形。 （2）塑性变形 也称永久变形，是指不能随载荷的去除而消失 的变形。 3. 应力 计算公式：σ＝F/S 式中 F——外力（N）；（外力的大小等于内力） S——面积（mm2）； σ——应力（MPa）。（1Pa＝1N/m2； 1MPa＝1N/mm2） 第一节 金属的力学性能 作用方式 抗拉强度 抗压强度 抗弯强度 抗剪强度 抗扭强度 多以屈服点和抗拉强度作为判别强度高低的重要依据。 二、强度 强度 金属在静载荷的作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 第一节 金属的力学性能 拉伸试样 图1-2 圆形拉伸试样 a）拉伸前 b）拉断后 第一节 金属的力学性能 2. 理-伸长曲线 图1-3 低碳钢试样的力-伸长曲线 （1）Oe为弹性变形阶段 第一节 金属的力学性能 （5） bz为缩颈阶段 图1-4 铸铁的力-伸长曲线 （2）es为微量塑性变形阶段 （3） ss ′为屈服阶段 （4） s ′b 为强化阶段 第一节 金属的力学性能 3. 强度指标 （1）屈服点 计算公式 σs＝Fs/S0 式中 σs——屈服点（MPa）； Fs——试样屈服时的载荷（N）； S0——试样原始横截面积（mm2）。 对于无明显屈服现象的材料，国家标准规定，用残余伸长应力σ0.2表示，也称为屈服强度。 计算公式 σ0.2=F0.2/S0 式中 σ0.2——屈服强度（MPa）； F0.2——残余伸长率达到0.2％时的载荷（N）； S0——试样原始横截面积（mm2）。 第一节 金属的力学性能 （2）抗拉强度 计算公式 σb＝Fb/S0 式中 σb——抗拉强度（MPa）； Fb——试样拉断前所承受的最大载荷（N）； S0——试样原始横截面积（mm2）。 第一节 金属的力学性能 断后伸长率 计算公式 δ＝（l1-l0）/l0×100％ 式中 δ——断后伸长率； l1——拉断对接后的标距长度（mm）； l0——试样原始标距长度（mm）。 2. 断面收缩率 计算公式 ψ＝（S0-S1）/S0×100％ 式中 ψ——断面收缩率； S0——试样原始横截面积（mm2）； S1——试样拉断后缩颈处的横截面积（mm2）。 三、塑性 第一节 金属的力学性能 计算公式： 式中 F——试验力（N）； S——球面压痕表面积（mm2）； D——球体直径（mm）； d——压痕平均直径（mm）。 图1-5 布氏硬度试验原理图 布氏硬度 四、硬度 （1）测试原理 第一节 金属的力学性能 （2）表示方法： 按以下顺序书写：硬度值、布氏硬度符号HBW、压头球体直径、试验力、试验力保持时间（10～15s不标注）。 表1-1 根据材料和布氏硬度范围选择试验条件 （3）适用范围及优缺点： 特点：压痕直径大，能较准确地反映出金属材料的平均性能。 缺点：压痕测量较费时，结果不准确，不易预测成品及较薄件。 第一节 金属的力学性能 图1-6 洛氏硬度试验原理图 2. 洛氏硬度： （1）测量原理 计算公式 HR＝（K-e）/0.002 式中 K——常数，用金刚石圆锥体压头进行试验时，K取0.2mm； 用钢球压头进行试验时，K取0.26mm； e——残余压痕深度增