金属材料的力学性能(共100张课件).pptxVIP

第一章

金属材料的力学性能;使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。

工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。

金属材料的力学性能是指在承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时，对变形与断裂的抵抗能力及发生变形的能力。;;材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。

外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。

外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。;力学性能;强度与塑性;一、拉伸实验;;万能材料试验机

a)WE系列液压式b)WDW系列电子式;;;2.力－伸长曲线;

(a)试样(b)伸长(c)产生缩颈(d)断裂;拉伸试样的颈缩现象;;应力?=P/F0

应变?=(l-l0)/l0;1.弹性极限σe

弹性极限是指在产生完全弹性变形时材料所能承受的最大应力，即：;在实际工程应用中，在最大许用应力条件下是否产生或产生多大微量塑性变形是重要的，具有实际意义。;强度是指金属材料抵抗塑性变形和断裂的能力，是工程技术上重要的力学性能指标。

按照载荷的性质，材料强度有静强度、疲劳强度等；按照环境条件，材料强度有常温强度、高温强度等，高温强度又包括蠕变极限和持久强度。

除了上述材料强度外，还有机械零件和构件的结构强度。

工程上常用的强度指标有强度指标有屈服强度、规定残余延伸强度、抗拉强度等。;材料强度的大小通常用单位面积上所承受的力来表示，其单位为N/m2(Pa)，但Pa这个单位太小，所以实际工程中常用MPa（MPa=106Pa）作为强度的单位。

一般钢材的屈服强度在200～2000MPa之间，如建造2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”外部钢结构的Q460E钢，其屈服强度为460MPa。;（1）屈服现象;;;（3）规定残余延伸强度;;;;ReL和Rr常作为零件选材和设计的依据。

传统的强度设计方法，对韧性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力[σ]=ReL/n，安全系数n一般取2或更大。;;;;;（二）衡量指标;;;一般钢材的屈服强度在200～2000MPa之间，如建造2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”外部???结构的Q460E钢，其屈服强度为460MPa。

意义：

a）安全，防止产生突然破坏；

材料在工作时还经常受到动载荷的作用，冲击载荷就是常见的一种。

由于超塑性状态具有异常高的塑性，极小的流动应力，极大的活性及扩散能力，在压力加工、热处理、焊接、铸造、甚至切削加工等很多领域被中应用。

高，可直接测量成品件

使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。

——引起疲劳破坏的外力，指载荷大小、甚至方向均随时间变化的载荷，其在单位面积上的平均值即为变动应力。

正所谓“鱼和熊掌二者不能兼得”。

1998年6月3日，德国发生了战后最惨重的一起铁路交通事故。

人工作久了就会感到疲劳，难道金属工作久了也会疲劳吗？

对于高碳淬火钢、铸铁等材料，在拉伸试验中没有明显的屈服现象，无法确定其屈服强度。

例如：640HV30/20。;塑性的意义;四、刚度;弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。

可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。;材料;结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外，还同其几何形状、截面尺寸等因素以及外力的作用形式有关，在弹性模量E一定时，零件或构件的截面尺寸越大，其刚度越高。

对于一些须严格限制变形的结构（如机翼、高精度的装配件等），须通过刚度分析来控制变形。许多结构（如建筑物、船体结构等）也要通过控制刚度以防止发生振动、颤振或失稳。;小结;通常情况下金属的伸长率不超过90%，而有些金属及其合金在某些特定的条件下，最大伸长率可高达1000%～2000%，个别的可达6000%，这种现象称为超塑性。由于超塑性状态具有异常高的塑性，极小的流动应力，极大的活性及扩散能力，在压力加工、热处理、焊接、铸造、甚至切削加工等很多领域被中应用。;GB/T228-2002新标准;例如：640HV30/20。

第一章

金属材料的力学性能

由于超塑性状态具有异常高的塑性，极小的流动应力，极大的活性及扩散能力，在压力加工、热处理、焊接、铸造、甚至切削加工等很多领域被中应用。

c）轧制、挤压等冷热加工变形。

对一般低、中强度钢：107周次

对钛合金：107周次

材料在力的作用下，诸如不同载荷所造成的弹性变形、塑性变形、断裂（脆