第1章C机械工程材料的性能概要.ppt

机械工程材料 第1章 机械工程材料的性能 第2章 金属的晶体结构与结晶 第3章 铁碳合金相图 第4章 钢的热处理 第5章 工业用钢 第6章 铸铁 第7章 有色金属 第8章 非金属材料 第9章 新型材料 第10章 机械工程材料的选用 第1章 机械工程材料的性能 第1章 机械工程材料的性能 1.1 概述 1.2 强度与塑性 1.3 硬度 1.4 韧性与疲劳强度 1.5 综合练习题 1.1概述 1.1.1 材料的力学性能 1.1.2 金属材料的物理和化学性能 1.1.1 材料的力学性能 力学性能是指材料在外力的作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力应变关系的性能，材料的力学性能是衡量工程材料性能优劣的主要指标，也是设计过程中选材的主要依据。 材料的力学性能主要包括弹性、强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等。弹性是指物体在外力作用下改变了形状和尺寸. 材料的力学行为：是指材料在外力作用下的表现或反应。 材料的力学行为遵循弹性变形→塑性变形→断裂的变化过程，材料在载荷作用下，对于塑性材料来说会产生弹性变形、塑性变形，直至断裂。 弹性变形：是指物体受外力作用产生了变形，撤消外力后物体发生的变形完全消失，恢复到原始状态的变形。 塑性变形：是指载荷增加到一定程度时，材料发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来，被保留的变形称之为塑性变形或永久变形。 3、断裂 断裂前出现明显宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂，在断裂前没有宏观塑性变形的断裂称为脆性断裂。 1.1.2 金属材料的物理性能和化学性能 金属材料的物理性是指金属在重力、电磁场、热力(温度)等物理因素作用下，所表现出的性能或固有的属性。主要是密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性和电磁性。这些都是材料的固有特性，不同用途的机械零件，对其物理性能的要求也各不相同。 1、金属材料的物理性能 材料物理性能：是指金属材料在密度、熔点、导热性、导电性、磁性、热膨胀性、及热力等物理因素作用下，其所表现出的性能或固有的属性。 （1）密度 （2）熔点 （3）导热性 （4）热膨胀性 （5）导电性 （6）磁性 2、金属材料的化学性能 材料的化学性能：是指金属在室温或高温时抵抗各种介质的化学侵蚀能力。主要的化学性能有耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 （1）耐腐蚀性 （2）化学稳定性 （3）抗氧化性 3、工艺性能 工艺性能：是指金属材料要制成机械零件的过程中，要采用某种加工方法制成成品的难易程度。按成形方法的不同，可分为: （1）铸造性能 （2）锻造性能 （3）焊接性能 （4）切削加工性能 1.2强度与塑性 1.2.1强度 1.2.2塑性 1.2.1强度 强度：是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。该能力越大则强度越高。根据受力状况的不同，材料的强度可分为抗拉、拉压、抗弯、抗扭和抗剪强度等。 塑性变形是指金属在外力作用下，产生的形状、尺寸的改变，外力去除后，变形不能恢复到原来的形状和尺寸。这种不能恢复到原始的形状和尺寸的变形，也称永久变形或塑性变形。金属材料的强度和塑性指标可以通过拉伸试验测得。 1、拉伸实验 拉伸实验测定材料强度指标的常用方法是静载荷下对试样进行轴向拉伸，测量拉伸力和相应的伸长。拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂。 (1)拉伸试样 (2) 实验方法 (3)拉伸曲线图 (4) 强度指标 断裂前出现明显宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂，在断裂前没有宏观塑性变形的断裂称为脆性断裂。 1.2.2塑性 塑性：是指金属材料在外力作用下产生永久变形而不断裂的能力或金属材料在断裂前，材料发生不可逆永久变形的能力。 通常材料的强度和塑性是根据国家标准(GB6397-86) 规定进行静拉伸试验测量得到的。 塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用ψ表示。 1、断后伸长率 断后伸长率：是指材料被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比称为断后伸长率，用符号δ表示。 2、断面收缩率 断面收缩率：是指试样材料拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。用符号ψ表示 1.3硬度 1.3.1 布氏硬度 1.3.2 洛氏硬度 1.3.3 维氏硬度 硬度：是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形的能力。即抵