工程材料性能

*,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,机械制造基础,第一讲 绪论 工程材料的性能,工业中心 机械制造基础教研室 李 蔚,绪论,一、课程性质,综合性的专业技术基础课,是工科专业的专业基础课，是联系基础课和专业课的桥梁。,二、课程内容,机械制造方面的基础知识,将原材料制成零件的毛坯，将毛坯加工成机械零件，再将零件装配成机器的整个过程。,机械制造过程,原材料制造,毛坯,机械零件,机器,设计图纸,工艺文件,原材料,生铁，钢锭，,型材,.,铸件,锻件；冲压件,焊接件,型材坯料,锻压,成形,铸造,连接,成形,下料,切削加工,热处理,车、钳、铣、刨、磨、特,零件,机械产品,装配,三、学习目的和学习方法,目的：,（,1,）了解和掌握常用的工程材料；,（,2,）了解和掌握铸造、锻造、焊接、切削加工和特种加,工的基础知识；,（,3,）熟悉机械制造全过程，并了解现代机械制造技术。,即了解常用工程材料的性质及其加工工艺的基础知识。,特点：,实践性强，内容广泛，较为繁杂。,学习方法：,广泛阅读，重在理解，适当记忆，理论联系实际,四、与其它课程的联系,“工程训练”,实践部分；背景知识,“机械设计”和“互换性与技术测量基础”,理论依据,“机械制造工程学”,具体应用和延伸,五、参考书目,工程材料与机械制造基础,齐乐华 高等教育出版社，,2006.,金属工艺学（上、下册）,邓文英 主编 高等教育出版社,机械工程与技术,Serope,Kalpakjian,/Steven,R.Schmid,机械工业出版社,Manufacturing Engineering and Technology Hot processes,Manufacturing Engineering and Technology Machining,制造技术,P N,Rao,机械工业出版社,Manufacturing Technology Foundry,Forming and Welding,Manufacturing Engineering and Technology Metal Cutting&Machine Tools,第一章 工程材料导论,工程材料的种类：,1.1,工程材料的性能,力学性能：材料在力的作用下所表现出来的性能。也称机械性能。零件的受力情况有,静载荷,、,动载荷,和,交变载荷,之分。,包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性等,常见的外载荷有拉伸、压缩、弯曲、扭转等。,拉伸试验,视频：拉伸试验,拉伸曲线,FFe:,弹性变形,Fe:,弹性极限载荷,FeFFs:,发生部分塑性变形,Fs:,屈服载荷；,S,：屈服点,FsF,Fb,:,载荷下降，变形增加,Fk,:,断裂，强度极限载荷,，,1.,强度,材料在力的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力,（,MPa,）,Fs,试样发生屈服时所承受的最大载荷，（,N,）；,A,0,试样的原始截面积，（,mm,2,）。,对于没有明显屈服现象的金属材料，用,p0.2,作为屈服点。称条件屈服强度。,p0.2,产生,0.2%,塑性变形时的应力。（非比例伸长与原标距长度比为,0.2,时的应力）,1,）屈服强度：试样产生屈服时的应力。,1.,强度,2,）抗拉强度：金属材料在拉断前所承受的最大应力,Fb,试样在拉断前所承受的最大载荷，（,N,）；,2.,塑性,金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。,1,）伸长率：,l,0,试样原始标距长度，,mm,；,l,1,试样拉断后的标距长度，,mm,。,视频：伸长率,2,塑性,2,）断面收缩率：,A0,试样原始截面积，,mm2,；,AK,试样拉断后，断口处截面积，,mm2,。,视频：断面收缩率,例：,图示为三种不同材料的拉伸曲线（试样尺寸相同），试比较这三种材料的抗拉强度、屈服强度和塑性大小，并指出屈服强度的确定方法。,3.,硬度,金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕的能力。,1,）布氏硬度,2,）洛氏硬度,3,）维氏硬度,1,）布氏硬度,(HB),视频：布氏硬度,2,）洛氏硬度,(HR),视频：洛氏硬度,思考：工厂为什么常用硬度这一性能指标？,硬度是综合性的力学性能指标,非破坏性实验,测试过程简便迅速,其它载荷作用下的力学性能,1.,冲击韧度,2.,疲劳强度,3.,断裂韧度,4.,磨损,1.,冲击韧度测试方法：摆锤式冲击试验,.,视频：冲击韧性,1.,冲击韧度,冲击韧度：缺口处单位截面积上所吸收的冲击功,式中：,k,冲击韧度,.,Ak,冲断试样所消耗的冲击功,S,试样缺口处的截面积,cm,2.,疲劳强度,金属材料在无数次循环载荷作用下而不致引起破坏的最大应力。,视频：疲劳断裂,2.,疲劳强度,-1,测量：旋转对称弯曲疲劳试验机,视频：疲劳实验机,材料的其他性能,(,自学为主,),耐磨性：包括咬合磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损；,高温性能：主要指抗氧化、抗蠕变、抗应力松弛的能力；,低温性能：主要指抗低温脆化的能力；,物理性能：主要有比重、比热、导电性、导热性、色泽等；,化学性能：主要指常温或高温下抵抗腐蚀或氧化的能力。,视频：世贸大楼倒塌,例：,一根,10mm,的钢棒，在拉伸断裂时直径变为,8.5mm,，此钢的抗拉强度,b,450MPa,，问此棒能承受的最大载荷为多少？断面收缩率为多少,?,思考题：,1.,将钟表发条拉成一条直线，这是弹性变形还是塑性变形？,2.,缩颈发生在拉伸图上那一点？如果式样没有出现缩颈现象，是否表示该式样没有塑性变形？,3.,下列情况应采用那种硬度法来检查其硬度？,库存钢材 硬质合金刀头 锻件 台虎钳钳口,4.,下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？,b,s,r0.2,-1,k,HRC HBS HBW,5.,硬度和抗拉强度之间有没有一定的关系？为什么？,