模块一金属材料力学性能与测试.pptVIP

第一章工程材料材料、生物、能源、信息技术是现代文明的四大支柱，因此，材料在人们的生活中起着十分重要的作用，可以说材料是一切事物的物质基础；一种新技术的实现，往往需要新材料的支持。材料是人类从事生产和生活的物质基础，它直接用于制造人类所需要的各种生产工具和生活用具。每一次人类使用的主流材料的重大变化都会引起人类社会文明飞跃性的进步。人们就是按照在使用中占主导地位的材料来划分历史：石器时代→陶器→青铜器→铁器→钢铁（资本主义大工业时期）→合成材料（20世纪）→复合材料（20世纪40年代）从石器时代到青铜器时代、铁器时代，直至今天人类开始进入的人工合成材料时代，可以说材料是人类社会文明程度的重要标志之一。四种材料（金属、陶瓷、聚合手和复合材料）的相对重要性机械工程材料金属材料非金属材料黑色金属碳素钢有色金属铸铁合金钢无机非金属材料有机材料塑料橡胶陶瓷合成纤维铝合金铜合金其他有色合金复合材料粉末冶金上述各种材料中，金属材料是工程中应用最广泛的。东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）河北沧州的铁狮子铸造性可锻性可焊性切削加工性热处理性01金属材料的性能02使用性能03力学性能物理性能化学性能04工艺性能05第一节金属材料的力学性能工艺性能是指金属材料在加工制造中表现出的性能，显示了金属材料加工制造的难易程度。使用性能是指金属材料在正常工作条件下，材料应具备的性能，它包括力学性能、和物理性能化学性能，重点是力学性能。金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力，叫力学性能；是金属材料重要的指标。金属材料的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。材料的力学性能通常是在试验室内模拟生产条件来确定合适的试验方法。利用不同的试验方法来确定材料的力学行为特征及评定材料力学性能的指标。这些性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验的重要依据。C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\二维动画\材料所受外力的形式.swf桌面\二维动画\材料所受外力的形式.swf第一节金属材料的力学性能一、强度可通过金属拉伸试验来测定。拉伸试验及力—伸长曲线根据拉伸力与试样变形量之间的对应关系，可以绘制出力－过力—伸长曲线，即可计算得出强度指标和塑性指标，这些指标伸长曲线图（一般由拉伸试验机自动绘出）如下图所示所示。通是评定材料质量的主要判据。拉伸试样式液压式万能电子材料试验机拉伸试样的颈缩现象C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\二维动画\低碳钢应力应变图.swf桌面\二维动画\低碳钢应力应变图.swf伸长量度LＹ载荷F(N)FbFsFeFppＸ弹性变形——外力去除后能完全消失的变形；塑性变形——外力去除后不能消失的变形。根据材料的拉伸曲线可知，不同的金属材料有不同的拉伸曲线，而即使同一材料，当直径不同时，位伸曲线也不一样，为了比较不同材料的力学性能的大小，我们引入了强度和塑性两个名词。２、强度强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性（永久变形）和断裂的能力,用；表示，σ＝Ｆ／ＡO（MPa兆帕）。F-------金属材料所受的外力，N；ＡO-----金属材料原始截面积，m2。根据金属材料所受载荷所产生的不同的变形情况，有三个重要的强度参数，分别是弹性强度（弹性极限）、屈强度和抗拉强度（强度极限）。（１）弹性强度金属材料在载荷作用下产生弹性变形所能承受的最大应力称为弹性强度，用σe表示，σe＝Ｆe／ＡO单位(MPa)。Ｆe-----金属材料产生弹性变形所能承受的最大外力，N；ＡO-----金属材料原始截面积，m2。（２）屈服强度金属材料在载荷作用下开始明显塑性变形时的最低应力称为塑性强度，用σs表示，σs＝Ｆs／ＡO单位(MPa)。Ｆe-----金属材料产生塑性变形所能承受的最低外力，N；ＡO-----金属材料原始截面积，m2。生产中使用的某些金属材料无明显的屈服现象时，不能确定其屈服点时，国标中规定，有条件屈服强度来表示，即材料变形时为试样标距长度的0.2%时，材料所能承受的应力，用符号σ0.2表示。（３）抗拉强度金属材料在断裂前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示，σb