[工学]1绪论、工程材料的主要性能.ppt

工程材料与热处理 主讲：李树春 shuchunli@ 绪论 机械制造的基本过程 工程材料分类及应用 本课程主要内容 学习本课程要求 参考书目 一、机械制造的基本过程 产品图纸 工艺文件 二、工程材料分类及应用 金属材料 黑色金属：钢、铁 有色金属：除钢铁以外的其它金 属及合金。 非金属材料 高分子材料：塑料、橡胶 陶瓷材料：碳化硅、氮化硅 复合材料：玻璃钢 信息科学 能源科学 材料科学 旧石器时代----- 新石器时代 -----青铜器时代 -----铁器时代-----人工合成材料时代 航空航天 人造卫星 通信技术 金属材料获得广泛的应用的原因 优良的机械性能 优良的物理性能 优良的工艺性能 三、本课程主要内容 工程材料的主要性能 金属与合金的晶体结构与结晶 金属的塑性变形与再结晶 钢的热处理 常用金属材料 机械零件选材及工艺路线分析 四、学习本课程要求 上课认真听讲、做笔记； 积极参加讨论、回答问题； 独立完成作业，不要互相抄袭； 认真完成实验，不缺勤。 五、参考书目 工程材料（第三版）朱彰校 清华大学出版社 2001年1月 材料科学基础 石德坷 机械工业出版社 1999年5月 第一章. 工程材料的主要性能 内部结构与性能 成分——结构（组织）——性能 加工工艺与性能 切削加工 锻造 铸造 焊接 使用行为 橡胶暴露在空气中逐渐硬化 金属在周期性载荷作用下会产生疲劳 普通钢钻头不能象高速钢钻头那样飞快切削 工程材料的主要性能 力学性能 物理性能 化学性能 工艺性能 1-1 力学性能 ——材料在外力作用下所表现出的各种性能。 强度 硬度 塑性 冲击韧性 断裂韧性 拉伸实验 拉伸试验 应力σ=F/A0 N/mm2(MPa) 一、弹性与刚度 弹性变形（不超过0.5%~1%） 塑性变形 弹性极限σe ——材料不产生塑性变形所能承受的最大应力。 （精密弹性元件、炮筒） 弹性模量 E= σ/ ε ——衡量材料抵抗弹性变形的能力。表示材料的 刚度。 机器零件或构件刚度：E·A 二、强度 ——在外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力。 屈服点σs —— 材料开始产生明显塑性变形 时的 最低应力值。 屈服强度σ0.2 —— 试样标距长度产生0.2% 塑性变形时的应力值。 抗拉强度σb——材料在断裂前所承受的最大 应力值。 三、塑性 ——材料在外力作用下，产生永久变形而不破坏的能力。 伸长率δ ——试样在拉断后的相对伸长量。 断面收缩率ψ ——试样被拉断后横截面积的相对收缩量。 δ={（L1-L0）/L0} ×100% L0——试样原始标距长度； L1——试样拉断后的标距长度。 Ψ={（A0-A1）/A0} ×100% A0——试样原始横截面积； A1——试样拉断处的横截面积。 塑性的意义： 1.零件在使用过程中偶然过载时，因发生塑性变形而不至于突然断裂； 2.碰撞时吸收能量； 3.塑性成形。 四、硬度 ——材料抵抗外加载荷压入表面的能力。 （1）布氏硬度HBS（W） 布氏硬度的测量 压头为淬火钢球时，HBS 小于450有效。 压头为硬质合金时，HBW 450-650有效。 经验关系： 低碳钢： σb≈0.36HBS(W) 高碳钢：σb≈0.34HBS(W)