材料的力学性能教学课件PPT.ppt

1、强度 2、硬度 3、塑性 4、韧性 5、疲劳 第2章 材料的力学性能 第一节 概 述 力学性能： 铸，锻，焊，切削，热处理 物理性能： 化学性能： 使用性能： 工艺性能： 强度，硬度，塑性，韧性等 密度，导电，电磁，膨胀等 抗氧化，耐蚀性等 拉伸试样 一、拉伸试验 第二节 静载荷力学性能 抗拉强度?b 屈服强度?s 应力? =力 /面积 应变? = (l-l0)/l0 三、强度 材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 抗拉强度?b 屈服强度?s 屈强比： 弹簧 （大/小）？ 对刚度要求高的情况：车床主轴、曲轴、高压容器的螺栓 二、弹性和刚度 弹性模量的大小主要取决于材料的本性，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。 2000GPa， 200GPa， 0.1~0.5GPa 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。 如：陶瓷 钢 塑料 弹性模量 弹性极限?e 四、塑性 拉伸试样的颈缩现象 材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的性能。 断面收缩率： 延伸率： 1、无颈缩，为 表征；有颈缩，为 表征 脆性材料 塑性材料 材料的超塑性（视频） 第三节 硬度试验 压头：钢球 硬度：衡量材料的软硬程度，材料对局部塑性变形的抗力。 一、布氏硬度 HB 如：120HB 压痕越大， 硬度越大/小？ 二、洛氏硬度 HR 压头：顶角为120°的金刚石圆锥体或不同直径的钢球 钢球压头与金刚石压头 洛氏硬度压痕 HRC使用最广泛 压入深度 维氏硬度压痕 压头：夹角为136°的方锥形金刚石 三、维氏硬度 HV 维氏硬度计 三种硬度数值不能直接比较，但有相互换算关系 HB：面积大，代表性好，不宜在成品上测，读数复杂 HR：测量范围大，直接读数，压痕小，重复性差 HV：压力小，可测薄镀层材料 各自特点： HRC（金刚石压头）：较硬材料，淬火钢 HRB（钢球压头）：较软材料，有色金属、退火钢 第四节 冲击韧性 材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 冲击韧性值 ak值低为脆性/韧性材料？ 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冷脆转变。发生冷脆转变的温度范围称冷脆转变温度。 冷（韧）脆转变： 材料的使用温度应高于冷脆转变温度。 TITANIC 建造中的Titanic 号 TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关 Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 Titanic 近代船用钢板 第六节 疲劳强度 金属材料的疲劳曲线 材料在交变载荷下，承受低于抗拉强度的外力发生断裂失效。 第七节 高温力学性能 金属在高温和恒定载荷下，即使低于屈服强度，材料塑性变形量随时间延续而增加的现象。 与普通拉伸试验的区别： 加热炉里进行 蠕变： 铸造是金属液态成形的典型方法，即将金属加热到液态，然后浇注到与零件的形状、尺寸相似的铸型中，待冷却凝固后获得一定形状的毛坯或零件的生产方法。 补充： 金属材料的工艺性能 一、铸造性能 金属材料铸造成形获得优良铸件的能力。 1、 流动性 ：熔融金属的流动能力。尺寸精确、轮廓清晰的铸件。 3、偏析：金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象。 偏析大使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。 2、收缩性 ： 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象。铸件收缩不仅影响尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷。铸造用金属材料的收缩率越小越好。 二、锻造性能 金属材料用锻压加工方法成形的适应能力。金属材料的 ? 性越好，金属的锻造性能越好。（视频） 三、焊接性能 获得优质焊接接头的难易程度。 金属材料对焊接加工的适应性。 焊接缺陷和连接能力 四、切削加工性能 金属材料具有适当的硬度(170～230 HBS) 时切削性良好。改变钢的化学成分和进行适当的热处理可提高钢的切削加工性能。 用切削后的表面粗糙度和刀具寿命来表示。 切削性能和 ？有关 五、热处理工艺性能 四把火：退火，正火，淬火，回火， 复习： 1、金属的力学性能主要有哪些？分别用何指标表示 2、金属的加工工艺性主要包括？