材料性能工藝學(xué)

1、工程材料技術(shù)-性能，1。金屬材料導(dǎo)論，第一章金屬材料的主要性能，教學(xué)目的：在后續(xù)課程中，簡要介紹金屬力學(xué)性能的測量原理及其常用的力學(xué)性能指標。重點：強度、可塑性、硬度、韌性等。難點：記憶常用指標，并能在選材中初步應(yīng)用和閱讀。工程材料技術(shù)-屬性，2，金屬材料的屬性包括服務(wù)屬性和過程屬性。使用性能反映了所用材料的特性，如物理性能、化學(xué)性能和機械性能。通常，金屬材料是根據(jù)材料的機械性能來選擇的。一、機械性能金屬的機械性能是指與彈性和非彈性反應(yīng)有關(guān)或在力的作用下涉及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的金屬性能。用于金屬機械性能的指標和基礎(chǔ)稱為金屬標準、工程材料技術(shù)-性能、3、機械性能。主要力學(xué)性能有強度、塑性、硬度、韌性等

2、。1.強度是指金屬抵抗永久變形(塑性變形)和斷裂的能力。工程中常用的強度標準是拉伸試驗中測得的拉伸曲線和樣品中測得的屈服強度和拉伸強度。(1)屈服強度re屈服強度是拉伸試樣在測試過程中可以繼續(xù)伸長(變形)而不增加(保持不變)力時的應(yīng)力。工程材料技術(shù)-性能，4，可用符號Re=Fe/S0 (MPa)表示，其中：Fe外力(N) S0橫截面積(mm2)應(yīng)分為上屈服強度ReH和下屈服強度ReL，單位為N/mm2，=1MPa。一些金屬材料(鑄鐵)沒有明顯的屈服現(xiàn)象。(2)抗拉強度Rm抗拉強度是指工程材料技術(shù)性能5和的最大抗拉應(yīng)力，由斷裂前的拉伸試樣承受，用符號Rm表示，單位為N/mm2=1MPa。Rm=F

3、m/S0 (MPa)，其中Fm=最大外力(N)S0=橫截面積(mm2)，上述兩項指標根據(jù)GB/T228-2002標準制成標準拉伸試樣，在拉伸試驗機上進行拉伸試驗。工程中使用的材料不僅要求較高的Rm，還要求工程材料的技術(shù)性能，6，并希望有一定的屈強比(Re /Rm)。屈強比越小，零件的可靠性越高，如果在使用中過載，它們不會立即斷裂；但是，如果屈強比太小，材料強度的有效利用率就會降低?？估瓘姸仁窃O(shè)計和材料選擇的主要依據(jù)。2.塑性是指材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。塑性準則用拉伸試樣通過拉伸試驗時的最大相對塑性變形來表示。工程材料技術(shù)-屬性，7。常用的塑性標準是斷裂后伸長率a和面積收縮率z。A

4、=(路-L0)/L0100，其中：路斷開后的軌距；L0原始標準距離。Z=(S0-Su)/S0100，其中：S0原始橫截面積；蘇骨折后的最小截面積。工程材料技術(shù)-性能，8，數(shù)值通過拉伸試驗和計算方法獲得。材料的A和Z值越大，材料的塑性越好，這可以通過鍛造和其他壓力加工方法形成；如果零件在使用中稍微過載，它們不會由于塑性變形而突然斷裂，這增加了材料的安全性和可靠性。當(dāng)表示材料的塑性時，通常用斷裂后的伸長率來表示。硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或擦傷的能力。工程材料技術(shù)性能9、硬度是衡量金屬硬度的性能指標，常用的硬度標準有布氏硬度和洛氏硬度。布氏硬度用符號HBW表示。洛氏硬度用符號H

5、RA、HRB和HRC表示，其中HBW(HBS)和HRC常用來表示生產(chǎn)中材料(或零件)的硬度。硬度值通過硬度計上的硬度測試來測量。HBW適用于測量軟金屬或非調(diào)質(zhì)鋼零件，布氏硬度值的有效范圍小于650HBW；工程材料技術(shù)-性能，10，HRC為例如，160hbw180hbw46hrc50hrc(規(guī)定差值5)。數(shù)字越高，材料的硬度就越高。4.韌性是指金屬在斷裂前吸收變形能的能力。金屬韌性的標準由沖擊吸收功(符號AK)表示，工程材料技術(shù)-性能，11，由沖擊試驗確定。在實際應(yīng)用中，沖擊韌性值(符號ak)常用來表示材料的韌性，它們之間的關(guān)系為AkK/S，單位為J/cm2。ak值越高，材料的韌性越好。實踐證明

6、，材料的抗反復(fù)沖擊能力取決于材料的強度和韌性的綜合力學(xué)性能。當(dāng)沖擊能量較高時，主要取決于材料的韌性；當(dāng)沖擊能量較低時，主要取決于強度。5.疲勞，工程材料技術(shù)性能，12，在循環(huán)應(yīng)力的應(yīng)變作用下，材料在一個或幾個地方產(chǎn)生局部永久累積損傷，經(jīng)過一定次數(shù)的循環(huán)后出現(xiàn)裂紋或突然完全斷裂稱為疲勞。金屬疲勞的標準是疲勞強度。在工程中，疲勞強度是指在一定次數(shù)的應(yīng)力循環(huán)下不會斷裂的最大應(yīng)力(一般來說，鋼鐵材料的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為107次，有色金屬為108次)。光滑試樣的對稱彎曲疲勞強度用符號-1，工程材料技術(shù)-性能，13表示，因為疲勞強度斷裂前沒有明顯的塑性變形，斷裂是突然的和危險的。影響金屬疲勞強度的因素很多，如零件形狀、應(yīng)力狀態(tài)、表面質(zhì)量和周圍介質(zhì)等。零件結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計、避免應(yīng)力集中、降低表面粗糙度和表面強化可以提高工件的疲勞強度。工程材料技術(shù)-性能，14，實踐思維問題1。以下硬度要求或書寫是否合適？為什么？(1)HRC 1217；(2)導(dǎo)熱系數(shù)=5060千克力/平方毫米；(3)70HRC 75HRC；2.對于整體硬度為230HBW和250HBW的軸類零件，應(yīng)在完成后進行抽查。應(yīng)該選擇什么硬度計來測量硬度？工程材料技術(shù)-性能，15，3。在緊固螺釘?shù)氖褂弥邪l(fā)現(xiàn)塑性變形