工程材料机械性能课件

PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT26 六月 2024工程材料机械性能工程材料机械性能11 八月 2023工程材料机械性能1PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT金属材料的力学性能金属材料的力学性能v静载时材料的力学性能静载时材料的力学性能静拉伸试验（弹性和刚度、强度、塑性）静拉伸试验（弹性和刚度、强度、塑性）硬度（布氏硬度、洛氏硬度）硬度（布氏硬度、洛氏硬度）v动载时材料的力学性能动载时材料的力学性能冲击韧性（冲击韧性（KU）疲劳强度疲劳强度v高温力学性能（蠕变、其它力学性能）高温力学性能（蠕变、其它力学性能）v断裂韧性断裂韧性2金属材料的力学性能静载时材料的力学性能22PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT弹性和刚度标准拉伸试样1静载时材料的力学性能3弹性和刚度标准拉伸试样1静载时材料的力学性能33PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT拉伸试验1静载时材料的力学性能4拉伸试验1静载时材料的力学性能44PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT弹性 E=/强度 s、b塑性 =(L1-L0)/L0 =(F0-F1)/F01静载时材料的力学性能5弹性 E=/1静载时材料的力学性能55PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT冷作强化的应用 （加工硬化）建筑钢筋冷扎钢板预应力钢丝1静载时材料的力学性能6冷作强化的应用 （加工硬化）建筑钢筋1静载时材料的力6PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT布氏硬度试验1静载时材料的力学性能7布氏硬度试验1静载时材料的力学性能77PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT1静载时材料的力学性能81静载时材料的力学性能88PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT1静载时材料的力学性能91静载时材料的力学性能99PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT洛氏硬度试验1静载时材料的力学性能10洛氏硬度试验1静载时材料的力学性能1010PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT其它硬度 维氏硬度HV 主要用于薄工件或薄表面硬化层的硬度测试，参照GB4340-84金属维氏硬度试验方法进行。1静载时材料的力学性能11其它硬度 维氏硬度HV 1静载时材料的力学性能1111PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT显微硬度HV 用于材料微区硬度(如单个晶粒、夹杂物、某种组成相等)的测试，可参照GB4342-84金属显微维氏硬度试验方法进行。其它硬度 1静载时材料的力学性能12显微硬度HV其它硬度 1静载时材料的力学性能1212PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT莫氏硬度 一种刻划硬度，用于陶瓷和矿物的硬度测定，该硬度的标尺是选定十种不同的矿物，从软到硬将莫氏硬度分为十级，如金刚石硬度对应于莫氏硬度10级。其它硬度 1静载时材料的力学性能13莫氏硬度 其它硬度 1静载时材料的力学性能1313PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT冲击韧度（KU）试验2 动载时材料的力学性能14冲击韧度（KU）试验2 动载时材料的力学性能1414PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTKUA/FA=(GH1-GH2)9.8 J/cm2其中：KU（J/cm2）H（m）A（m2）G（kg）2 动载时材料的力学性能15KUA/F其中：KU（J/cm2）2 动载时材料15PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT图1-4 疲劳曲线-1Nn21N1N2NnNc钢铁材料：107次非铁合金：108次2 动载时材料的力学性能16图1-4 疲劳曲线-1Nn21N1N2NnNc钢铁16PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT部分工程材料的疲劳极限部分工程材料的疲劳极限-1（MPa）2 动载时材料的力学性能17部分工程材料的疲劳极限-1（MPa）2 动载时材料的力17PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT高温下材料的力学性能高温下材料的力学性能v高温下：b、s、E、HRC 降低、KU 升高发生蠕变现象 3 高温下的力学性能18高温下材料的力学性能高温下：3 高温下的力学性能1818PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPTK1=Ya1/2 式中：Y_裂纹的几何形状因子;_外加应力（N/mm2）；a_裂纹的半长（mm）；K1_ 强度因子（MPam1/2或MNm-3/2）当K1达到临界值K1C时，零件内裂纹将发生失稳扩展失稳扩展而出现低应力脆性断裂低应力脆性断裂，而K1K1C时，零件安全可靠。K1C即为断裂韧度。4 断裂韧性19K1=Ya1/2 式中：Y_裂纹的几何形状因子;K1C即19PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT常见工程材料的断裂韧度常见工程材料的断裂韧度K1C值（值（MNm-3/2）4 断裂韧性20常见工程材料的断裂韧度K1C值（MNm-3/2）4 20PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 根据K1=Ya1/2K1C的临界判据知：为使零件不发生脆断，设计者可以控制三个参数：材料的断裂韧度K1C、名义工作应力和零件内的裂纹长度a，它们之间的定量关系能直接用于设计计算，可以解决以下三方面的工程实际问题：4 断裂韧性21 根据K1=Ya1/2K1C的临界判据知：4 断裂21PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT1）根据零件的实际工作应力和其内可能的裂纹尺寸a，确定材料应有的断裂韧度K1C，为正确选材提供依据；2）根据零件所使用的材料断裂韧度K1C及已探伤出的零件内存在的裂纹尺寸a，确定零件的临界断裂应力C，为零件最大承载能力设计提供依据；3）根据已知材料的断裂韧度K1C和零件的实际工作应力，估算断裂时的临界裂纹长度aC，为零件的裂纹探伤提供依据。4 断裂韧性221）根据零件的实际工作应力和其内可能的裂纹尺寸a，确定材料22PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT物理性能物理性能:物理性能，不仅对工程材料的选用来说，有着重要的意义；而且也会对材料的加工工艺产生一定的影响。（一）密度（二）热学性能 熔点；热容；热膨胀；热传导（三）电学性能 电阻率；电阻温度系数；介电性（四）磁学性能 磁导率；饱和磁化强度Ms和磁矫顽力c5 材料的物理化学性能23物理性能:5 材料的物理化学性能2323PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT化学性能：化学性能：材材料料在在生生产产、加加工工和和使使用用时时，均均会会与与环环境境介介质质发发生生化化学学反反应应，从从而而使使其其性性能能恶恶化化或功能丧失。或功能丧失。（一）化学腐蚀（一）化学腐蚀（二）电化学腐蚀（二）电化学腐蚀 (三）提高零件耐蚀性的主要措施铝三）提高零件耐蚀性的主要措施铝5 材料的物理化学性能24化学性能：5 材料的物理化学性能2424PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT 材料的工艺性能：材料的工艺性能：本课程则主要解决材料本身与其工艺性能的关系，主要加工工艺性能是：一铸造性能二锻造性能三焊接性能四切削加工性能五热处理性能6 材料的工艺性能25 材料的工艺性能：本课程则主要解决材料本身与其工艺25PPTPPTPPTPPT文档演模板文档演模板文档演模板文档演模板 Office Office Office Office PPTPPTPPTPPT课后作业：1、解释概念：b、s、E、HRC、KU2、将钟表发条拉成一直线后，将力释放，钟表发条可能发生什么变形？26课后作业：1、解释概念：2626