工程材料学习教程em

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程材料机械制造基础 -,第一章 金属材料的性能,1,第一章 金属材料的性能,Performance of Metal Material,金属材料的力学性能,金属材料的其他性能,2,第一节 金属材料的力学性能,一.定义 :,力学性能是指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能。,二.指标 :,弹性 、 塑性 、 韧性 、 强度、 硬度和疲劳强度等。,3,三.拉伸试验,拉伸试样,拉伸试验机,4,拉伸试样的颈缩现象,5,四.拉伸图,b,s,e,6,1.弹性( elasticity ):,金属材料受外力作,用时产生变形,当外力去掉后能恢复,到原来形状及尺寸的性能。,2.弹性变形( elastic deformation ):,随载荷撤除而消失的变形。,3.弹性极限( elastic limit ):,F,e,弹性极限载荷( N ),e,=,( M pa ),S,0,试样原始横截面积( mm,2,),7,4.强度(strength):,材料在载荷作用下抵抗,变形和破坏的能力。,种类,:,抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强,度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。,(2)屈服强度( yield strength):,屈服点 S,F,s,s,=,( M pa ),S,0,试样屈服时的载荷( N ),试样,原始横截面积( mm,2,),8,(3)条件屈服强度,( 塑性变形量为0.2%),(4)抗拉强度( tensile strength ):,试样在断裂前所能承受的最大应力。,F,0.2,0.2,=,( M pa ),S,0,试样原始横截面( mm,2,),试样产生0.2%残余塑性变,形时的载荷(N),F,b,试样断裂前的最大载荷(N),b,=,( M pa ),S,0,试样原始横截面积( mm,2,),9,四.塑性(plasticity):,是指材料在载荷作用下,产生塑性变形而不被破坏的能力。,(1)断面收缩率(percentage reduction in,area):,是指试样拉断处横截面积S,k,的收缩量与原始横截面积S,0,之比。,S,0,- S,k, = 100%,S,0,10,(2)伸长率(延伸率) specific elongation,:,是指试样拉断后的标距伸长量L,k,与,原始标距L,0,之比。,L,k, L,0, = 100%,L,0, 10% 属塑性材料,11,五.硬度( hardness ),:是指材料抵抗其他,硬物体压入其表面的能力。,布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV 肖氏硬度HS,锉刀法,常用测量硬度的方法,12,(1)布氏硬度 HB ( Brinell-hardness ),布氏硬度计,13,(1)布氏硬度 HB ( Brinell-hardness ),适用范围:,450,HBS;,650,HBW;,14,(1)布氏硬度 HB ( Brinell-hardness ),符号,HBS,或,HBW,之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如:,120HBS,10,/,1000,/,30,表示,直径为,10mm,的钢球,在,1000kgf（9.807kN）,载荷,作用下,保持,30s,测得的,布氏硬度值为,120,。,15,(2)洛氏硬度 HR ( Rockwll hardness ),h,1,-,h,0,洛氏硬度测试示意图,洛氏硬度计,10HRCHBS,16,(3)维氏硬度 HV ( diamond penetrator hardness ),适用范围:,测量薄板类,;,HVHBS ;,17,工 件,(4)肖氏硬度 HS (drop hardness ),254mm,2.5g,h,18,(5) 锉刀法:,一组硬度差为5HRC的锉刀。例如:,10HRC、15HRC、20HRC等。,19,六.冲击韧性( notch toughness ):,材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。,20,冲击试验机,冲击试样和冲击试验示意图,21,试样冲断时所消耗的,冲击功A,k,为:,A,k,= m g H m g h (J),冲击韧性值a,k,就是试样缺口处单位,截面积上所消耗的冲击功。,A,K,a,k,= (J/cm,),S,0,22,七.疲劳强度( fatigue strength ):,表示材料经无数次交变载荷作 用而不致引起断裂的最大应力值。,23,钢材的循环次数,一般取,N = 10,7,有色金属的循环次数,一般取,N = 10,8,钢材的,疲劳强度,与,抗拉强度,之间的关系:,-1,=,(0.450.55),b,24,1943年美国T-2油轮发生断裂,25,八.比强度 ( specific strength ):,材料的强度值与密度值之比。,名称,密度,(g / cm,3,),强度,( Mpa ),比强度,纯铝,2.7,80100,3037,纯铁,7.87,180280,2336,纯钛,4.5,405500,90111,26,第二节 金属材料的其他性能,物理性能,化学性能,工艺性能,27,本章的作业,P 8,1. 3.,28,欢迎进入第二章学习内容,29,