金属材料第一章节新.ppt

金属材料的性能 主讲人：马斌 汽车工程系 金属材料的性能 模块一 金属的力学性能 金属的力学性能 是指金属在外力作用下，抵抗变形与断裂的能力及发生变形的能力。这种能力的大小、强弱用力学性能指标来衡量和比较。 常用力学性能指标： 强度、塑性、硬度、韧性及疲劳极限等。 【技能点】 【知识点】 课题1 强度与塑性 2、变形：金属受到载荷作用而产生的形状和尺寸的变化。 弹性变形：载荷存在而产生，载荷去除而消失 塑性变形：载荷去除后，仍不能恢复 3、应力：单位面积上的内力称为^ 应力能够准确反映材料内部的受力状态，强度指标都是用应力表示的。 二、金属室温静拉伸实验 1.拉伸试样 屈服强度 屈服：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服。 材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生的明显塑性变形，产生屈服时的应力称为屈服极限。 材料受外力到一定限度时，即使不增加负荷它仍继续发生明显的塑性变形。 3、应力-应变曲线 将力-伸长曲线的横、纵坐标分别用拉伸试样的原始标距和原始横截面积去除，就得到应力-应变曲线。 在应力-应变曲线上，可以确定几个主要的力学性能指标。 思考题 1、＿＿变形不能随载荷的去除而消失。 2、用拉伸试验可测定材料的（ ）性能指标。 A、强度 B、硬度 C、韧性 3、低碳钢的拉伸过程可分为哪几个阶段？ 思考题 1、塑性变形不能随载荷的去除而消失。 2、用拉伸试验可测定材料的（ A ）性能指标。 A、强度 B、硬度 C、韧性 3、低碳钢的拉伸过程可分为：弹性变形、屈服、均匀塑性变形、缩颈和断裂5个阶段。 三、金属的弹性变形 2.弹性极限 金属材料在外力作用下，只发生弹性变形而不发生塑性变形时所能承受的最大应力，称为弹性极限。相当于e点所对应的应力值，用σe表示。 物理意义：是弹性零件的失效抗力指标。 四、强度与强度指标 1.强度：金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 2、屈服强度：拉伸试样发生屈服现象时，力所对应的点称为屈服点，对应的应力就是屈服强度。用符号σs(ReL)。 σs= Fs/ So 式中：σs ---屈服强度（MPa） Fs ---试样屈服时的载荷（N） So ---试样原始横截面积（mm2) 屈服强度的物理意义： 材料开始产生明显塑性变形的最小应力，金属抵抗初始塑性变形的抗力。 对于无明显屈服现象的材料，则用规定条件的屈服强度来表示，称为条件屈服强度，符号：σ0.2。 3.抗拉强度 是指试样在断裂前所能承受的最大应力。符号σb(Rm)表示。 σb=Fb/So Rm=Fm/So 式中： Fb ---试样承受的最大载荷（N） So ---试样原始横截面积（mm2) 物理意义：是韧性材料抵抗大量均匀塑性变形的能力， 是脆性材料的断裂强度。 五、塑性与塑性指标 2.断后伸长率 符号：δ或A 指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。 A =(L1-Lo)/Lo x 100% L1----试样拉断后的标距(mm) Lo----试样的原始标距(mm) 3.断面收缩率 符号：ψ或Z 指试样拉断处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。 Z =(So-S1)/So x 100% 式中：S1 -试样拉断处的最小横截面积(mm2) So -试样的原始横截面积（mm2） 【任务实施】 1.首先，在使用中的应力抗拉强度，绳子就不会断； 2.已知材料的屈服强度和屈强比，可以计算出抗拉强度； 3.分别计算出两根绳子工作时所受的应力，做对比。 综合训练 1.解释名词 (1)弹性极限 (2)抗拉强度 2.断后伸长率与断面收缩率在工程上有什么实际意义？ 综合训练 1.解释名词 (1)弹性极限：材料只发生弹力变形时能承受的最大应力。 (2)抗拉强度：材料断裂前承受的最大应力。 2.断后伸长率与断面收缩率在工程上有什么实际意义？ 答：根据断后伸长率和断面收缩率的相对大小，可以判断材料拉伸时是否有缩颈，进而判断材料的塑性高低。 断后伸长率断面收缩率，无缩颈，是低塑性材料； 断后伸长率断面收缩率，有缩颈，高塑性材料。 第二节 硬度 一、布氏硬度实验 1.实验原理 1）表示方法：