《金属材料热处理》金属材料的力学性能.ppt

一、金属材料与热处理的发展史 四千多年前，我国开始使用青铜器； 三千年前，接触了铁，冶炼生铁； 战国时期，开始采用脱碳退火处理； 秦汉以后，表面淬火开始广泛应用； 现在，我国在工程材料科学方面与发达国家比，有一定差距。 秦代铜车马 勇气号火星探测器 二、设立本课程的意义（1） 金属材料是最重要的机械工程材料， 广泛应用在工业、农业、国防和科技领域。 二、设立本课程的意义（2） 金属材料与热处理，就是研究金属材料的性能与它的成分以及内部组织结构和用途之间的关系、改变金属材料性能的途径，以及各种常用金属材料的介绍。 三、课程内容和学习要求 1、金属学的基本知识：力学性能、晶体结构、铁碳合金相图等； 2、熟悉金属材料成分、组织结构、性能之间的关系和变化规律； 3、掌握常用金属材料的牌号、性能及应用，初步具有合理选择材料的技能； 4、了解热处理的原理、特点、工艺过程及应用，初步具有选定热处理方法及工序位置的能力； 5、具有一定的分析问题和解决问题的能力。 四、本课程的学习与考核 1、课程内容的规律： 成分——组织——性能——应用 2、课程特点： 名词多，总结多，实践性强，密切联系实际； 3、考核方式： 期末试卷 （50%）+ 平时综合（50%） 平时综合包括：到课情况、上课回答问题、课后作业的完成情况等等。 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几何变形和尺寸的变化。 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 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。 在实际工程测试中，是测量规定非比例延伸率时的应力，延伸率的大小用脚注说明。如测定试样标距部分的非比例延伸率0.001%时的应力，记为RP0.001 物理意义：是弹性零件的失效抗力指标。 3.弹性比功 是表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 αe=σ2e/2E 式中： αe ---弹性比功 σe ---弹性极限 E ---弹性模量 可知，提高材料的弹性比功：一是提高弹性极限 二是降低弹性模量 对于具体的零件，还可以增加零件的体积。 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或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或Rr0.2。 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或Rm表示。 σb=Fb/So 式中： Fb ---试样承受的最大载荷（N） So ---试样原始横