第一章金屬材料的性能

1、第一章第一章 材料的性能材料的性能使用性能：物理性能、化學(xué)性能 機(jī)械性能工藝性能：鑄造性、可鍛性、焊接性 切削加工性機(jī)械性能： 金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出的力學(xué)行為。性能性能第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度二、塑性二、塑性三、硬度三、硬度四、沖擊韌性四、沖擊韌性五、疲勞強(qiáng)度五、疲勞強(qiáng)度金屬材料在外力作用下抵抗變形或斷裂的能力結(jié)束第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度（一）靜拉伸試驗(yàn)1 試驗(yàn)過(guò)程第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度（一）靜拉伸試驗(yàn)1 試驗(yàn)過(guò)程2 靜拉伸曲線= （MPa)PF0= 100%L

2、1-L0L0第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 OE直線段彈性變形階段a.彈性變形：撤去外力，完全消失的變形，彈性變形量與外力大小成正比。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 OE直線段彈性變形階段 塑性變形：撤去外力，不能消失而保留下來(lái)的變形。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 OE直線段彈性變形階段b.彈性極限e：只發(fā)生彈性變形，不產(chǎn)生塑性變形的最大應(yīng)力。工程上常用 0.01表示。L=0.01%L0第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)

3、度 靜拉伸曲線 OE直線段彈性變形階段c.彈性材料產(chǎn)生彈 性變形的能力。 剛度（彈性模量E） 材料抵抗彈 性變形的能力。 彈性剛度 彈性變形量第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 OE直線段彈性變形階段彈性模量決定于材料本身，熱處理等加工過(guò)程對(duì)其影響很小，它隨溫度升高而逐漸降低第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 ES段（偏離直線）微量塑性變形階段第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 SS 水平（或波浪）線段屈服階段a.屈服極限s：材料屈服時(shí)的最小應(yīng)力。它表示材料在外力

4、作用下，只產(chǎn)生微量變形而不產(chǎn)生大量塑性變形所能承受的最小載荷，是工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 SS 水平（或波浪）線段屈服階段b.條件屈服極限0.2：材料產(chǎn)生塑性變形量L=0.2%L0時(shí)的應(yīng)力。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 SS 水平（或波浪）線段屈服階段c.思考：怎樣在拉伸曲線上找到0.2？試樣在發(fā)生塑性變形的同時(shí)，是否還繼續(xù)產(chǎn)生彈性變形？第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 S B 上凸曲線段加工硬化階段加工硬化：由于塑性變形

5、，使材料強(qiáng)度增加的現(xiàn)象，它是工程上常用的強(qiáng)化材料的重要手段之一。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度 靜拉伸曲線 BK 下降線段頸縮斷裂階段抗拉強(qiáng)度b：試樣被拉斷前所能承受的最大載荷處的應(yīng)力。工程安全的保證。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能一、強(qiáng)度一、強(qiáng)度（一）靜拉伸試驗(yàn)（二）強(qiáng)度指標(biāo)1. 彈性極限e(0.01)2. 屈服極限s(0.2)3. 強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度b、抗壓 強(qiáng)度bc、抗彎強(qiáng)度bb)第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能二、塑性二、塑性金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形的能力 1. 延伸率 100%L1L0L02. 斷面收縮

6、率100%F0F1F03. 意義第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能三、硬度三、硬度金屬材料抵抗更硬物體壓入的能力（一）布氏硬度（二）洛氏硬度（三）簡(jiǎn)易硬度試驗(yàn)方法第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能三、硬度三、硬度（一）布氏硬度1. 試驗(yàn)原理HB(Mpa)PFFD(D D2d2 )2d HB 布氏硬度第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能三、硬度三、硬度（一）布氏硬度2. 特點(diǎn)與強(qiáng)度之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系 軋、鍛鋼：b2.53.5HB 鑄鋼： b2.93.9HB 灰鑄鐵： b1.6(HB40)壓痕直徑較大(壓頭D2.510mm)，適用于組 織不均勻的材料

7、（鑄、鍛、軋制件）。有一定的適用范圍，當(dāng)HB450時(shí)，測(cè)量結(jié)果 無(wú)效。不能直接讀數(shù)，測(cè)量效率低。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能三、硬度三、硬度（二）洛氏硬度1. 試驗(yàn)原理h=h2h1HR=Khh HR洛氏硬度第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能三、硬度三、硬度（二）洛氏硬度2. 特點(diǎn)直接讀數(shù)，效率高。壓痕小(1.588mm)，適用于組織均勻的材料。不同種類、不同級(jí)別之間的硬度值，不能直 接比較大小。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能四、沖擊韌性四、沖擊韌性金屬材料抵抗沖擊破壞的能力1. 試驗(yàn)方法aKAKFNW(h1h2)FNaK 沖擊韌性第一章

8、第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能四、沖擊韌性四、沖擊韌性2. 影響因素塑性 韌性溫度 韌性第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能五、疲勞強(qiáng)度五、疲勞強(qiáng)度金屬材料抵抗疲勞破壞的能力1.金屬的疲勞（疲勞破壞）材料在交變載荷的反復(fù)作用下(最大應(yīng)力s)，突然斷裂的現(xiàn)象。第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能五、疲勞強(qiáng)度五、疲勞強(qiáng)度金屬材料抵抗疲勞破壞的能力1.金屬的疲勞（疲勞破壞）拉應(yīng)力表面微裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展突然斷裂2.疲勞破壞機(jī)理第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能五、疲勞強(qiáng)度五、疲勞強(qiáng)度金屬材料抵抗疲勞破壞的能力1.金屬的疲勞（疲勞破壞）2.疲勞破壞機(jī)理3.疲勞強(qiáng)度的表示疲勞極限r(nóng)r:應(yīng)力循環(huán)特征 rminmax第一章第一章 金屬材料的機(jī)械性能金屬材料的機(jī)械性能五、疲勞強(qiáng)度五、疲勞強(qiáng)度金屬材料抵抗疲勞破壞的能力1.金屬的疲勞（疲勞破壞）2.疲勞破壞機(jī)理3.疲勞強(qiáng)度的表示疲勞極限r(nóng)4.疲勞強(qiáng)度的測(cè)量在某一應(yīng)力循環(huán)特征的交變載荷作用下，經(jīng)無(wú)限次循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力值。第