机械制造基础 第一章 材料的种类与性能 1.材料的种类 2.基本概念 3.金属材料的力学性能.pptVIP

材料的种类与性能 基本内容 材料的种类 基本概念 金属： 金属材料的力学性能 金属材料的性能 金属材料的力学性能 外力作用下的变形与失效 材料的力学性能指标 失效形式与力学性能之间的关系 外力作用下的变形与失效 两种变形 外力作用下的变形与失效 外力作用下的变形与失效 材料的力学性能指标——静载荷作用 材料的力学性能指标——静载荷作用 材料的力学性能指标——静载荷作用 材料的力学性能指标——动载荷作用 冲击韧性 材料的力学性能指标——动载荷作用 材料的力学性能指标——交变载荷作用 疲劳强度 材料的力学性能指标——其他载荷作用 磨损??? 机器运转时，任何零件在接触状态下的相对运动都会产生摩擦，导致零件磨损，最后失效。 按磨损的破坏机理，磨损可分为： （1）黏着磨损 （2）磨粒磨损 （3）腐蚀磨损 失效形式与力学性能之间的关系 低碳钢拉伸 布氏硬度实验原理 冲击实验 思 考 题 1、金属材料的性能包括哪些？ 2、什么是金属的力学性能？它包括哪些主要力学性能指标？ * 第 一 章 机 械 制 造 基 础 1 2 3 材料的种类 基本概念 金属材料的力学性能 1 基本内容 1 2 3 材料的种类 基本概念 金属材料的力学性能 合金： 由一种金属元素所组成。如Cu，Al，Mg，Zn 由一种金属元素为主，加入其他金属（或非金属）元素所组成，例 Fe ＋ C → 铁碳合金(钢、铸铁) Cu ＋ Zn → 铜锌合金(黄铜) 2 基本内容 1 2 3 材料的种类 基本概念 金属材料的力学性能 使用性能 工艺性能 力学（机械）性能 强度、硬度、刚度、塑性、韧性等 物理性能 密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等 化学性能 耐腐蚀性、耐高温性等 铸造性能 流动性、收缩性等 锻造性能 塑性、变形抗力等 焊接性能 热处理性能 切削加工性 3 返回 力学性能：材料在外力作用下所表现出来的性能 3 3 外加载荷 拉伸实验 弹性变形： 塑性变形： 加力产生，去力消失 加力产生，去力保留 特点： 有力才有变形 去力见分晓 三个阶段 弹性变形阶段 (F Fe) 弹塑性变形阶段 (F Fb) 断裂阶段 3 四种常见的失效形式 断裂（轴） 塑性变形（发动机气缸上的螺钉） 过量的弹性变形 磨损（凸轮） 3 延伸率 断面收缩率 ↑， ↑，塑性↑ ↑ ↑,一般， ＝5%，满足要求 塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力 表征材料抵抗断裂的能力。 ↑，不易断裂 表征材料抵抗塑性变形的能力。 ↑，不易产生塑性变形 名义屈服强度 强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂 的能力 3 抗拉强度 材料产生0.2% 的塑性变形时所具有的应力值 应用 静载荷作用的零部件 锻造 材料弹性变形阶段的最大应力值 弹性极限 屈服强度 E ↑ ，刚度↑ 布氏硬度 HB （布氏硬度实验原理） 洛氏硬度 HRC，HRA，HRB，HRF 维氏硬度和显微硬度HV 硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力 弹性模量(刚度)E： 3 材料受力时抵抗弹性变形的能力，表征材料产生弹性变形的难易程度 3 返回 3 返回 Figure 2.12 General characteristics of hardness-testing methods and formulas for calculating hardness. The quantity P is the load applied. Source: H. W. Hayden, et al., The Structure and Properties of Materials, Vol. III (John Wiley Sons, 1965). Hardness Tests Hardness Conversion Chart Figure 2.14 Chart for converting various hardness scales. Note the limited range of most scales. Because of the many factors involved, these conversions are approximate. 材料抵抗冲击载荷的能力 3 (J/m2) —— 摆锤冲断试样所消耗的冲击功 —— 试样缺口处的横截面积 式中 3 返回 材料抵抗交变载荷的能力 作用载荷不变时，材料变形量随时间延长而缓慢增加 在给定