材料的性能_材料科学_工程科技_专业资料

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1、第一章材料的性能材料的性能通常包括使用性能和工艺性能。使用性能是指材料在特定的条件下，弄保证安全可靠工作所必备的性能，其中包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能是指材料在加工过程中所反映出来的性能，如铸造性能、锻造性能、切削加工性能和热处理性能等材料的使用性能材料的力学性能：是指材料在各种形式外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，它是衡量材料性能极其重要的指标。1•弹性：材料所受的外力去除后能恢复其原来形状的性能。2.刚度：材料抵抗弹性变形的能力。3.强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。4.塑性：材料在外力作用下产生塑性变

2、形而不断裂的能力。5•硬度：衡量材料软硬程度的指标，是材料抵抗更硬物质压入其表而的能力，也可以说是抵抗局部塑性变形的能力。6.冲击韧度：材料在冲击载荷作用下抵抗破环的能力成为冲击韧度，简称韧度。7•疲苛强度：抵抗疲苛破坏的能力。疲劳强度是在疲劳实验机上测定的。8.断裂韧度：抵抗裂纹失稳扩张导致材料断裂的能力。材料的物理性能：材料收到自然界中光、重力、温度场、电场和磁场等作用反映的性能。1•热性能2•电性能3.磁性能4.光学性能材料的化学性能：材料与其它化学物质起化学反应时显示出来的那些性能。1•抗氧化性：材料在髙温下抵抗周围介质的氧与

3、其作用而不被损坏的能力。2.抗腐蚀性：材料抵抗空气、水、酸、碱、盐及各种溶液、润滑汕等介质侵蚀的能力成为耐蚀性，也叫抗腐蚀性。材料的工艺性能铸造性能：主要是指液体金属的流动性和凝固过程屮的收缩和偏析倾向。其性能主要収决于材料的流动性和收缩性。锻造性能：主要是指金属材料承受外力锻打变形而白身不被破环的能力，它包括金属的赠性和抗变形能力。焊接性能：是指两种相同或不同的材料，通过加热、加压或两者并用将其连接在一•起所表现出來的性能。切削性能：是指材料用切削刀具进行加工时所表现出來的性能。它决定了刀八的使用寿命和被加丄零件的表術粗糙度。凡使

4、道具使用寿命长几加工后表面粗糙度低的材料，其切削性能好。硕度适小的材料,比较容易切削；硬度太高，则难以切削，目.刀具寿命短：材料太软切削不易断，表面粗糙度差。热处理性能：是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力。在热处理过釋屮，材料的成分、组织、结构发工变化，从而引起了材料的机械性能发上变化。它包括淬透性、变形开裂倾向、过热敏感性、回火脆性、氧化脱碳、冷脆性等一、弹性和刚度材料所受的外力去除后能恢复其原来形状的性能，叫做材料的弹性。这种随着外力去除而消失的变形称为弹性变形。而材料抵抗这种弹性变形的能力就叫做刚度。所以弹性和刚度可以说

5、是一•体两面，或者说性能正好相反，材料的弹性越大，则刚度越小。说到弹性变形就不能不说-•说“应力•应变图”。通常以应力（试样单位横截面上的拉力）和应变（试样单位长度的伸长量）绘制成的Illi线图叫做应力■应变图。（《参照机械工程材料》第2版第4页）应丿J•应变图可分为三个阶段1.弹性变形阶段：这个阶段试样只产生弹性变形，应变与应力成正比。2•塑性变形阶段：这个阶段之后即使完全去除载荷，也会留下永久变形。材料进入到这个阶段说明抵抗弹性变形失败了，材料屈服了，在图中有个S点，这个S点是屈服点，过了这个屈服点，试样所承受的载荷虽不再增加，但

6、试样仍然继续产生塑性变形。材料试样在屈服点的强度就是材料的屈服强度°S对于在拉伸过程中屈服现象不明显的材料，规定伸长率为0.2%时的应力作为0.23.不均匀变形至断裂阶段：当变形量迅速增人到极限时，试样拉断。试样拉断前所承受最大载荷对应的应力°b为抗拉强度。材料不变，只有改变零件的截面尺寸或结构，才能改变其刚度。二、强度强度是指材料在外力作用下抵抗永久塑性变形和断裂的能力。根据外力的作用方式，有多种强度指标，如抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。通常是以屈服强度和抗拉强度作为代表对材料的性能进行分析。1.强度计算公式：不管什么强

7、度都等于所承受的外力除以初始截面积。不同的是屈服强度0S是试样发生屈服现象时所承受的最大外力，而条件屈服强度°0.2是试样产生伸长率为0.2%时所承受的外力，抗拉强度°b是试样断裂前最大拉力2.屈服强度和抗拉强度是金属材料的两个重要指标，也是设计零件的重要依据。在人多数情况下，如齿轮、连杆、轴等零件，不能在超过其屈服强度的条件下工作，否则会引起机件的塑性变形，失去原冇的精度甚至报废。零件更不能在超过抗拉强度的条件下工作，否则会导致机件的破坏。3.屈服比：屈服强度与抗拉强度的比（°s/°B）称为屈服比。屈服比的比值越人，越能发挥材料的潜

8、力，并可减小材料的白重。但从安全角度出发，屈服比•般取值0.65-0.75o三、塑性教性是材料在外力作用下产生赠性变形而不断裂的能力。伸长率5和断而收缩率屮是拉仲条件下衡虽金属塑性变形能力的性能指标。1•伸长率是指试样拉