第一章材料的性能.ppt

力学性能：在外力作用下反映出来的性能；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。一、弹性和刚度弹性：即材料承受最大弹性变形时的应力。指标为弹性极限?e。刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E：二、强度与塑性强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。屈服强度?s：材料发生微量塑性变形时的应力值。塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。指标为：说明：①用面缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。②直径d0相同时，l0?，??。只有当l0/d0为常数时，塑性值才有可比性。当l0=10d0时，伸长率用?表示；当l0=5d0时，伸长率用?5表示，显然?5?③??时，无颈缩，为脆性材料表征??时，有颈缩，为塑性材料表征三、冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。韧脆转变温度：材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变.发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料的使用温度应高于韧脆转变温度。TITANICTitanic号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果四、疲劳材料在低于?s重复交变应力作用下发生断裂的现象.材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。用?-1表示。钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。疲劳断口五、硬度材料抵抗表面局部塑性变形的能力。1、布氏硬度HB压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。材料的?b与HB之间经验关系：对于低碳钢:?b(MPa)≈3.6HB对于高碳钢:?b(MPa)≈3.4HB对于铸铁:?b(MPa)≈1HB或?b(MPa)≈0.6(HB-40)2、洛氏硬度洛氏硬度用符号HR表示，HR=[k-(h1-h0)]/0.002根据压头类型和主载荷不同,分为九个标尺,常用的标尺为A、B、C。符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。3、维氏硬度维氏硬度用符号HV表示，符号前的数字为硬度值，后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间。六、断裂韧性**第一章材料的性能性能工艺性能：铸造性能、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理工艺性等使用性能力学性能：强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等化学性能：抗氧化性和耐腐蚀性物理性能：密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性和磁性等使用性能：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。神舟一号飞船五万吨水压机应力?=P/F0应变?=(l-l0)/l0拉伸试验机低碳钢的应力-应变曲线拉伸前断裂后拉伸试样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。条件屈服强度?0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。抗拉强度?b：材料断裂前所承受的最大应力值。?0.2??断面收缩率?：拉伸试样的颈缩现象伸长率?：拉伸前断裂后无颈缩试样有颈缩试样指标为冲击韧性值ak(通过冲击实验测得)。体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面心立方金属没有.解理断口韧窝断口建造中的TitanicTITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关Titanic近代船用钢板疲劳应力示意图疲劳曲线示意图通过改善材料形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力.轴的疲劳断口疲劳辉纹（扫描电镜照片）布氏硬度计布氏硬度测试原理符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，之后的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间,如120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf(9.807kN)载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。布氏硬度压痕HB?b(MPa)钢黄铜球墨铸铁洛氏硬度计洛氏硬度测试示意图HRA用于测量高硬度材料,如硬质