金属工艺学教学课件ppt培训金属材料基础-ppt说课稿.ppt

课程体系;欲讲授的知识;第一部分;1.1 金属材料的主要性能;1.1.1 ——金属材料的力学性能;1）力学性能之——弹性和刚度(反之则塑性);[1]线弹性阶段：拉伸曲线中OA段表示材料的线弹性阶段。 试样的变形随着载荷的增大而增大，两者成线性关系。 该阶段变形是完全弹性变形，无任何残余变形（塑性变形） 此阶段中材料的应力与应变关系呈线性关系。 [2]屈服阶段：当载荷增加到一定数值时，在低碳钢拉伸曲线上出现水平平台或锯齿现象。 这种载荷保持不变或在一定范围内波动，而变形继续增加的现象称为屈服现象。 一些低碳钢材料存在上屈服极限和下屈服极限。一般屈服极限都是指下屈服极限。下屈服极限是屈服阶段中应力的最小值。 材料屈服时将产生不能消失的塑性变形，因此工程中将此定义为材料的破坏。 屈服应力称为屈服极限,用σs表示，是表征材料抵抗破坏能力的重要强度指标 。;工程中利用冷作硬化工艺的例子很多(利弊参半，合理利用），把钢筋预拉超过屈服极限、构件表面进行喷丸处理等，均能提高材料屈服极限，亦即提高材料抵抗破坏的能力。 拉伸曲线最高点C点对应的载荷为材料的强度载荷，用?b表示，此时对应的应力称为强度极限或抗拉极限。 [4]颈缩阶段：拉伸曲线中的CD段表示材料的颈缩阶段。 载荷达到最大值后，变形多集中在局部，此处伸长和横向收缩的速度比其他地方要快，成为颈缩。 由于颈缩使横截面积减小，试样承载能力下降，最后导致断裂。 断裂后试样的弹性变形消失，塑性变形将永远保留在断裂的试样上。 材料的塑性性能通常用伸长率δ和面积收缩率ψ来表示。 ;弹性 E=?/? Elastic Modulus， 又称 Young s Modulus（杨氏模量） 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律）， 应力与应变的比例称为弹性模量 强度 Strength ?s、屈服点（yeild strength） ?b、抗拉强度（tensile strength） 塑性 Plasticity 越大相对越好 ?=(L1-L0)/L0（伸长率） ?=(F0-F1)/F0（断面收缩率）;布氏硬度试验;洛氏硬度试验Rockwell Hardness;1.1.1 金属材料力学性能—硬度;αKU＝A/S（J/cm2） A为冲断试样的冲击功；S缺口处横截面积 A=(GH1-GH2)×9.8 单位：H（m）、A（J）、G（kg）;1.1.1 力学性能—疲劳强度;1.1.1 力学性能—常用材料;高温下： ?s 、 ?b 、 E、HRC 降低 屈服强度、抗拉强度、弹性模量、洛氏硬度C等强度指标 ?、 ?、 αKU 升高 伸长率、断面收缩率、冲击韧度等塑性指标 发生蠕变现象 ;物理性能： 对工程材料的选用有重要意义； 也对材料的加工工艺产生一定的影响。 （一）密度 （二）热学性能 ⒈ 熔点；⒉ 热容；⒊ 热膨胀；⒋　热传导　 （三）电学性能 ⒈ 电阻率ρ　；⒉ 电阻温度系数；⒊ 介电性　 （四）磁学性能 ⒈ 磁导率μ；⒉ 饱和磁化强度Ms和磁矫顽力Ｈc;化学性能： 材料在生产、加工和使用时，均会与环境介质发生化学反应，从而使其性能恶化或功能丧失。 （一）化学腐蚀 （二）电化学腐蚀 (三）提高零件耐蚀性的主要措施 工艺性能： 易于进行冷、热加工的性能（物理、化学、力学综合反映） 分为： 铸造性、可锻性、焊接性、切削加工性等。;小结;1.2 铁碳合金——应用最普遍;1.2.1纯铁的晶体结构及转变;1.2.1 纯铁结晶——若干概念;1.2.1 纯铁结晶——若干概念;晶格— 晶体中原子用点表示，原子的中心用假想的直线连接，形成的格子。 晶胞—晶格中最基本的几何单元。 晶胞的边长称为晶格常数，用?（埃）度量，1?＝10-8cm 金属晶体结构的主要差别是晶格类型和晶格常数的不同。 ;1.2.1 纯铁结晶——若干概念;结晶类型 大多数金属：结晶后直至室温，晶格类型不变； 铁及锡、钛、锰等：不同温度下，呈现不同的晶格。 同素异晶转变— 随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象。 纯铁在1394℃和912℃发生同素异晶转变。 重结晶（两次结晶）—就是同素异晶转变。 是在固态下原子重新排列的过程，也遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律，也在一定的过冷度下进行，也产生结晶热效应。 组织应力— 同素异晶转变时，原子的排列密度随之改变，金属的体积也发生改变，这种金属的体积改变使金属内部产生的内应力称组织应力。 ;1.2.1 纯铁结晶—同素异晶转变;1.2.1 小结;1.2.2 铁碳合金的基本组织;溶剂和溶质——对铁碳合金，一部分碳原子溶入到铁的晶格内，保持铁的晶格，则铁是溶剂，碳是溶质。 固溶体——溶质原