汽车材料 教学课件 作者 黄武全 第一单元.ppt

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1、第一单元金属材料的性能主编课题一　金属材料的物理性能和化学性能一、金属材料的物理性能金属材料在各种物理条件作用下所表现出的性能称为物理性能。它包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。常用金属材料的物理性能见表1-1。1.密度物质的单位体积的质量称为该物质的密度，用符号ρ表示。密度是金属材料重要的物理性能。体积相同的不同金属，密度越大，其质量也越大。在机械制造中，金属材料的密度与零件自重和效能有直接关系，因此密度通常作为零件选材的依据之一。此外，还可以通过测量金属材料的密度来鉴别材料的材质。2.熔点金属从固态转变为液态的最低温度称为熔点。每种金属都有其固

2、定的熔点。金属的熔点对铸造和焊接工艺十分重要。一般来说，金属的熔点低，铸造和焊接都易于进行。3.导热性金属材料传导热量的性能称为导热性，常用热导率λ来表示，其单位为W／(m·K)。金属材料的热导率越大，说明导热性越好。金属中银的导热性最好，铜、铝次之。金属的导热性对焊接、锻造和热处理等工艺有很大影响。导热性好的金属，在加热和冷却过程中不会产生过大的内应力，可防止工件变形和开裂。此外，导热性好的金属散热性也好，所以一些散热器和热交换器等零件，常选用导热性好的铜、铝等金属材料来制造。4.导电性金属材料传导电流的性能称为导电性，常用电阻率ρ表示。金属材料的电阻率越小，导电性

3、越好。常用金属中银的导电性最好，铜和铝次之。所以工业上常用铜、铝及其合金等做导电材料；用导电性差的康铜、钨等做电热元件。5.热膨胀性金属材料在受热时体积增大，冷却时体积缩小的性能称为热膨胀性。热膨胀性常用线胀系数αl来表示，其计算公式如下：6.磁性金属材料能导磁的性能称为磁性。不同的金属材料，其导磁性能不同。常用金属材料中，铁、镍、钴等具有较高的磁性，称为磁性金属；铜、铝、锌等没有磁性，称为抗磁金属。但金属的磁性不是永远不变的，当温度升高到一定程度时，金属的磁性会减弱或消失。磁性是电器、电机、仪表等零二、金属的化学性能金属的化学性能是指金属抵抗化学介质侵蚀的能力。它包

4、括耐腐蚀性和抗氧化性等。1.耐腐蚀性金属材料在常温下抵抗大气、水蒸气、酸及碱等介质腐蚀的能力称为耐腐蚀性。在实际工作中，金属材料总是与各种有腐蚀性的介质接触，所以金属的腐蚀现象是非常普遍的。各种介质的腐蚀作用对金属材料的危害很大，它不仅使金属材料本身受到损。2.抗氧化性金属材料在高温下容易被周围环境中的氧气氧化而遭破坏。金属材料在高温下抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。课题二　金属材料的力学性能金属材料在加工和使用过程中，会受到各种外力的作用。金属材料在外力的作用下所表现出来的性能称为力学性能。工程上将这种外力称为载荷。按载荷的作用性质不同，可分为静载荷、冲击载荷和交变

5、载荷三种。静载荷——大小不变或变化缓慢的载荷。冲击载荷——在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。交变载荷——大小和方向随时间作周期性变化的载荷。按载荷的作用方式不同，载荷又可分为如图1-1所示的拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转等载荷。一、强度金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。强度大小通常用应力来表示。应力是指材料单位横截面积上所产生的抵抗力，用符号R表示。应力的计算公式为1.拉伸试验拉伸试验是在拉伸机上用静拉力对标准试样进行轴向拉伸，使试样不断产生变形，直至拉断。连续测量拉伸力和试样相应的伸长量，根据测得的数据便可求出有关的力学性能。(1)拉伸试样　

6、按国家标准《金属材料　室温拉伸试验方法》(GB/T228—2002)规定，拉伸试样有圆形、矩形、六方形等。常用的圆形拉伸试样如图1-2所示。(2)拉伸图　记录拉伸过程中拉伸力F和对应伸长量ΔL之间关系的图称为拉伸图，也称拉伸曲线。低碳钢的拉伸图如图1-3所示。图中纵坐标为拉力F，横坐标为试样伸长量ΔL。2.强度指标根据拉伸试验，金属材料的常用强度指标为屈服强度和抗拉强度。(1)屈服强度　屈服强度是指当金属材料产生屈服现象时，在试验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。屈服强度分为上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。在金属材料中，一般用下屈服强度ReL代表其屈服强度。计算

7、公式为p0.2，可以代替屈服强度ReL，称为条件(名义)屈服强度。(2)抗拉强度　金属材料在被拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号Rm表示，计算公式为二、塑性金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。金属材料的塑性也是由拉伸试验测定的。常用断后伸长率和断面收缩率来表示。1.断后伸长率试样拉断后，标距长度的伸长量与原始标距长度之比的百分数称为断后伸长率。用符号A表示，若改用k=11.3的比例试样测试时，用符号“A11.3”表示，计算公式为2.断面收缩率试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原横断面积的百分比称为断面收缩率。用符合Z