机械设计基础（第2版） 课件 【ch2】工程材料与钢的热处理.pptx

单元二工程材料与钢的热处理“十二五”职业教育国家规划教材机械设计基础（第2版）“十三五”职业教育国家规划教材

01材料的力学性能和工艺性能PARTONE

2.1材料的力学性能和工艺性能材料在外力作用下所表现出来的特性是力学性能。它的主要指标是强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。材料受外力作用时,会引起尺寸与形状的改变,这种外力叫载荷(或称负荷),尺寸和形状的改变叫变形。载荷与变形的关系可用试验的方法测定。拉伸试验是测定材料静态力学性能指标的常用方法。如图2-1所示为低碳钢的拉伸曲线。图中的纵坐标表示载荷F,横坐标表示变形量L。通过拉伸曲线可测定材料的强度与塑性。一、金属材料的力学性能

2.1材料的力学性能和工艺性能1、强度强度是材料在载荷(外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。抵抗塑性变形和破坏的能力越大，则强度越高。（1）屈服点。将开始发生屈服现象时的应力,即开始出现塑性变形时的应力，叫作屈服极限。（2）抗拉强度。抗拉强度是试样在断裂前所能承受的最大应力，用表示。

2.1材料的力学性能和工艺性能2、塑性塑性是材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。材料断裂前的塑性变形越大，表示它的塑性越好,反之则表示其塑性越差。常用的塑性指标是断后伸长率和断面收缩率。（1）断后伸长率。断后伸长率是指试样拉断后的标距伸长量和原始标距的百分比,用表示。（2）断面收缩率。断面收缩率是指试样拉断后,缩颈处横截面面积的最大缩减量与原始横截面面积的百分比,用符号表示。

2.1材料的力学性能和工艺性能3、硬度硬度是指金属材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划伤的能力。因此硬度也可以看作是材料对局部塑性变形的抗力。（1）布氏硬度及其测定。布氏硬度的测定是在布氏硬度试验机上进行的，试验原理如图2-2所示。用符号HBS或HBW表示(压头为硬钢球时用HBS，头为硬质合金球时用HBW)。

2.1材料的力学性能和工艺性能3、硬度（2）洛氏硬度及其测定。洛氏硬度的测定是在洛氏硬度试验机上进行的。它是以锥顶角为120的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm(1/16in)的淬火钢球为压头,以一定的载荷压人被测金属材料的表层,然后根据压痕的深度来确定硬度值。在相同的试验条件下,压痕深度越小,则材料的硬度越高。

2.1材料的力学性能和工艺性能3、硬度（3）维氏硬度及其测定。维氏硬度的试验原理与布氏硬度基本相同,它是用顶角为136的四棱金刚石，在较小的载荷(压力)F(常用50~1000N)作用下压人被测材料表面，并按规定保持一定时间，然后用附在试验计上的显微镜测量压痕的对角线长度d，以痕单位表面积上所承受的压力作为维氏硬度值，用符号HV表示。

2.1材料的力学性能和工艺性能4、冲击韧性冲击韧性是指金属材料在冲击载荷的作用下折断时吸收变形能量的能力，常用冲击吸取功或冲击韧度来表示。冲击韧性的测定方法是将被测材料制成标准缺口（V或U形）试样，在冲击试验机上由置于一定高度的重锤自由落下而一次冲断,试验原理如图2-3所示。冲击韧度值就是试样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功，用akv(或aku)表示。

2.1材料的力学性能和工艺性能5、疲劳强度疲劳是指在循环应力和应变作用下,在材料的一处或几处产生局部永久性累积损伤，经定循环次数后产生裂纹或突然断裂的过程。这种破坏称为疲劳破坏(或疲劳断裂)。疲劳强度是表示材料经周期性交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力，其大小与应力变化的次数有关。对于钢材，一般取循环次数N=10,对有色金属取N10°为基数来确定材料的疲劳强度,称为条件疲劳强度。

2.1材料的力学性能和工艺性能金属材料的工艺性能是指金属材料所具有的能够适应各种加工工艺要求的能力，它是力学、物理、化学等性能的综合表现,包括铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性等。1、铸造性。铸造性是指金属在铸造生产中表现出的工艺性能,如流动性、收缩性、偏析性及吸气性等。二、金属材料的工艺性能

2.1材料的力学性能和工艺性能2、锻造性。锻造性是指锻造金属材料的难易程度。3、焊接性。焊接性是指金属材料对焊接成形的适应性,也就是指在一定的焊接工艺条件下金属材料获得优质焊接接头的难易程度。4、切削加工性。切削加工性是指金属材料被切削加工的难易程度。二、金属材料的工艺性能

02常用工程材料PARTtwo

2.2常用工程材料1、铸铁。铸铁是含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金。根据碳在铸铁中存在的形态不同，铸铁可分为下列几种：（1）白口铸铁。白口铸铁中碳几乎全部以渗碳体()的形式存在。工业上很少直接用它来制造机械零件，而主要作为炼钢的原料。它的断口呈亮白色,称为白口铸铁。（2）灰铸铁。灰铸铁中的碳大部分或全部以片状石墨的形式存在，断口呈灰色，故称为灰铸铁。