工程材料-过控-5-金属材料的主要性能

《工程材料-过控-5-金属材料的主要性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、工程材料与机械制造基础海洋科学与技术学院贾非DalianUniversityofTechnology第5章金属材料的主要性能*主要内容*金属材料的力学性能力学性能服役条件对力学性能的影响金属材料的加工工艺性能焊接性能铸造性能压力加工性能机加工性能热处理性能金属材料的物理性能与耐腐蚀性能物理性能耐腐蚀性能材料的性能使用性能：材料在正常使用条件下能保证安全可靠工作所必备的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。神舟一号飞船*金属材料的力学性能力学性能：指材料在力或能量

2、的作用下所表现出的行为。影响材料力学性能的因素：作用力特点：如力的种类（静态力、动态力、磨蚀力等）；施力方式：速度、方向及大小的变化，局部或全面施力等；应力状态：简单应力——拉、压、剪、扭、弯，复杂应力——两种以上简单应力的复合；受力状态下所处的环境：温度、压力、介质、特殊空间等。*金属材料的力学性能*力学试验的对象，可以是构件、零部件或材料。构件或零部件的试验，主要是考验它在类似服役条件下的行为，试验时的外载分布、温度变化、介质条件等都尽可能复现其实际使用的状态，以考核其结构强度、使用寿命、失效形式。一些大型构件不便于用实物直接试验时，也可以

3、采用模型或模拟的试验方法。这些试验多半是在复杂的加载条件下进行的，不能以材料的基本力学性质试验来代替，甚至零部件的试验也不能代替整机的试验。金属材料的力学性能*材料的力学试验则是在从金属材料中加工出的试样上进行的，是力学试验的基础工作。力学试验的目的：①确定材料在各种受载条件下的行为，为工程设计提供依据。②材质的比较性检验。如具有持定用途的材料的筛选，企业中原材料、半成品或产品的质量控制等。③通过力学行为与金属内部状态研究的配合，掌握力学性质变化的基本原理，各种因素影响的本质，为高性能材料的研制提供指导。金属材料的力学性能*力学性质既由材料内在

4、状态所决定，亦随着试验的外界条件而变化。外界因素可以直接影响材料的性质，也可能通过改变其内部组织而影响它的力学行为。在力学件质的研究中，仅依靠力学试验的结果是不够的。为了把金属的性质与它的冶金质量、组织状态、点阵类型、缺陷分布等关系发掘出来，就必须配合进行各种组织检验、结构分析、断口研究、应力分析、物理性质测试等多种试验工作，这些试验与力学试验相配合，可以有效地揭示材料行为的内在本质。金属材料的力学性能*（一）拉伸试验与拉伸曲线（二）应力-应变曲线和强度、塑性指标强度和塑性金属材料的力学性能*强度的测定-拉伸实验拉伸试样（GB6397-86）长

5、试样：L0=10d0短试样：L0=5d0*强度的测定-拉伸实验力——伸长曲线弹性变形阶段屈服阶段颈缩现象拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。强化阶段拉伸试验机低碳钢拉伸力与伸长量的关系曲线。*强度的测定-拉伸实验力——伸长曲线弹性变形阶段外力不超过Fe，材料只产生可恢复的弹性变形。弹性金属材料受外力作用时产生变形，当外力去除后能恢复其原来形状的性能。弹性变形随外力消失而消失的变形，称为弹性变形，其大小与外力成正比。塑性变形阶段外力超过Fe后，试样开始产生永久变形（在外力去除后保留下来的不能恢复的变形），即塑性变形。*强度的测定-拉伸实验Δ

6、LF0脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。*低碳钢的应力-应变曲线拉伸试样拉伸试验机应力=F/A0应变=(l-l0)/l0强度的测定-拉伸实验*弹性和刚度弹性：指标为弹性极限e，即材料承受最大弹性变形时的应力。刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。e弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。*强度与塑性材料在静载荷的作用下抵抗塑性变形或断裂的能

7、力。应用强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。强度的概念*强度指标屈服强度s：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，即材料发生微量塑性变形时的应力值。屈服点在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。FsA0σs=计算公式*强度指标条件屈服强度0.2：残余变形量为0.2%时的应力值。脆性材料的屈服点：试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%时的应力。ΔLF0F0.20.2%L0应用：σs和σ0.2常作为零件选材和设计的依据。F0.2A0σ0.2=计

8、算公式*强度指标抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大应力值。σb=FbA0应用：脆性材料制作机械零件和工程构件时的选材和设计的依据。计算公式*塑性衡量