材料性能及应用意义.pptxVIP

第一章 材料的性能及应用意义· 主讲老师：黄彩娥 教授2023-02-211机械工程材料 第一章材料性能第一页，共四十二页。 第一章 材料的性能及应用意义材料满足产品使用需要的特性:使用性能——材料满足产品使用需要的特性，包括力学性能、物理性能和化学性能；工艺性能——材料对其所涉及的加工工艺的适应能力，包括铸造性能、塑性加工性能、切削加工性能、焊接性能和热处理性能等。2023-02-212机械工程材料 第一章材料性能第二页，共四十二页。 第一章 材料的性能及应用意义 全面地理解材料性能及其变化规律，是机械设计、选材用材、制订加工工艺及质量检验的重要依据。 作为材料性能的两个方面，使用性能和工艺性能既有联系又有区别，两者有时是统一的，但更多的情况下却互相矛盾。合理地解决两者间的矛盾并使之不断改善和创新，是材料研究与应用的主要任务之一。2023-02-213机械工程材料第一章材料性能第三页，共四十二页。 第一章 材料的性能及应用意义第一节第二节第三节第四节材料性能依据 材料的使用性能材料的工艺性能材料的环境性能2023-02-214机械工程材料 第一章材料性能第四页，共四十二页。 第一节 材料性能依据 材料的性能是一种参量，用于表征材料在给定的外界条件下所表现出来的行为。 材料的化学成分和内部结构是性能的内部依据，而性能则是指确定成分和结构的材料的外部表现。 结构是一个广泛的概念，它包括原子结构、结合键、原子排列方式(晶体、非晶体与晶体缺陷)以及组织(显微组织与宏观组织)等四个层次。2023-02-215机械工程材料第一章材料性能第五页，共四十二页。 第一节 材料性能依据性能一般必须量化表示，因而它通常是依照标准规定通过不同的试验来测定表述的，这便是我们从材料手册或设计资料上获得的性能参数。实际工件的性能首先取决于材料的性能，但须考虑到工件的形状尺寸、加工工艺过程和使用条件对其重要的影响。2023-02-216机械工程材料第一章材料性能第六页，共四十二页。 第一节 材料性能依据材料科学与工程是依据“工艺→结构→性能 ”这条思路去控制或改变材料的性能，即工艺影响结构、结构决定性能。工艺”主要是指材料的制备和加工工艺 。改变结构时，应注意它的可变性以及因这种改变对于性能改变的敏感性。结构不敏感性能结构敏感性能2023-02-217机械工程材料第一章材料性能第七页，共四十二页。 第二节 材料的使用性能材料的使用性能:力学性能、物理性能和化学性能由于工程结构与机器零件以传递力和能、实现规定的机械运动为主要功能，因此力学性能是最主要的。2023-02-218机械工程材料 第一章 材料性能第八页，共四十二页。 第二节 材料的使用性能一、力学性能二、物理性能三、化学性能2023-02-219机械工程材料 第一章材料性能第九页，共四十二页。 一、力学性能力学性能材料在载荷(外力)作用下所表现出的行为。常用的力学性能强度、塑性、刚度、弹性、硬度、韧性、疲劳性能和耐磨性等。2023-02-2110机械工程材料第一章材料性能第十页，共四十二页。 一、力学性能(一)强度(二)刚度(三)弹性(四)塑性(五) 硬度(六)韧性(七)疲劳性能(八)耐磨性2023-02-2111机械工程材料第一章材料性能第十一页，共四十二页。 (一)强度强度的定义：静拉伸试验(T1-1):强度指标：1、比例极限(σp)2、弹性极限(σe)3、屈服点和屈服强度(σs、σ0.2)4、抗拉强度(σb)从强度指标派生出来的指标：①比强度②屈强比。2023-02-2112机械工程材料 第一章材料性能第十二页，共四十二页。 2023-02-2113机械工程材料第一章材料性能第十三页，共四十二页。 (一)强度· 材料强度指标是其组织结构敏感性参数，合金化、热处理及各种冷热加工可在很大程度上改变它的大小。2023-02-2114机械工程材料第一章材料性能第十四页，共四十二页。 (二) 刚度· 1．概念材料对弹性变形的抵抗能力——刚度(或刚性)。在应力—应变曲线上的弹性变形阶段，应力与应变的比值即为材料刚度。常用的有正弹性模量E。· 2．影响因素金属材料而言，其弹性模量E(刚度)主要取决于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变，即E是结构不敏感性参数。陶瓷材料、高分子材料、复合材料的弹性模量对其成分和组织结构是敏感的，可以通过不同的方法使其改变。2023-02-2115机械工程材料 第一章材料性能第十五页，共四十二页。 (三) 弹性材料的弹性用来描述在外力作用下材料发生弹性行为的综合性能指标，前已述及的比例极限外σp、弹性极限σe和弹性模量E等在一定的程度上均可用来说明材料的弹性性能。最直接的弹性性能指标(图1-2) ：1、最大弹性变形量(εe)2、弹性比