绪论及工程材料的主要性能.ppt

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1、工程材料及成形技术课程内容金属材料及其应用金属材料成形技术非金属材料及成形(有机非金属、无机非金属和复合材料等)工程材料设计绪   论热处理热处理机械制造的一般生产过程：工程材料成形（半成品）精加工机械零件装配使用工程材料毛坯机械（切削）加工零件机械产品铸造锻造焊接粉末冶金预先热处理最终热处理热处理装配（退火、正火）（淬火、回火）毛坯成形方法材料能被人类利用的东西。经过某种加工（开采、运输），具有一定的组分、结构和性能，适用于一定用途的物质。工程材料工程技术中应用的材料，工程机械装备的重要构成。金属（钢铁、非铁、新型……

2、）非金属（塑料、陶瓷……）尼龙齿轮镁合金汽车轮毂成形技术通过一定工艺、手段使材料具备某种形状，以便加工成装备部件的方法。液态成形、塑性成形、连接成形……学习任务认识材料了解成形合理设计第一章材料的主要性能力学性能物理性能化学性能工艺性能一、强度外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。静载拉伸试验动载疲劳强度高温强度标点L0标距d01）材料类型:低碳钢塑性材料的典型代表2）标准试件：尺寸符合国标的试件圆截面试件标距：L0=10d0或5d01、静拉伸试验普通弹性材料（例如低碳钢）在拉伸实验中会经历4个阶段：弹性形变、屈服阶段、强

3、化阶段、破坏直至断裂弹性形变：即材料所受拉力在弹性极限之内，拉力与材料伸长成正比（胡克定律）。当外力撤去之后，材料会恢复原来的长度。屈服阶段：在外部拉力超过弹性极限之后，材料失去抵抗外力的能力而“屈服”，即在此情况下外力无显著变化材料依然会伸长。当外力撤去后，材料无法回到原来的长度。强化阶段：材料在内部晶体重新排列后重新获得抵抗拉伸的能力，但此时的形变为塑性形变，外力撤去后无法回到原来的长度。破坏阶段：材料在过度受力后开始在薄弱部位出现颈缩现象，抵抗拉伸能力急剧下降，直至断裂。aE=tgaO1O2f1(f)D(ss下)(

4、se)BC(ss上)A(sp)E(sb)gs(MPa)200400e0.10.2O屈服极限：抗拉强度：σP,σe，E1.弹性阶段2.屈服阶段3.强化阶段冷作硬化线弹性阶段屈服阶段强化阶段低碳钢拉伸应力应变曲线颈缩阶段屈服点σs和抗拉强度σb是反映材料强度的两个性能指标，也是拉伸试验中需要测定的重要数据。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米钢材在常温或在结晶温度以下的加工，能显著提高强度和硬度，降低塑性和冲击韧性，称为冷作硬化。把钢材加热后控制

5、在再结晶温度以上进行轧制加工的工艺称为热轧。而在再结晶温度以下，包括常温下进行扎制加工的工艺称为冷轧。钢材热轧具有良好的塑性，容易成型，成型后钢材没有内应力，便于下面工序加工。钢材冷轧具有冷加工硬化的特性。由于冷轧具有较好的机械性能，很多直接使用的钢材都使用冷轧钢材。σ0.2——对应于试样产生0.2%的塑性应变时的应力值为材料的屈服强度对塑性低的材料（如铸铁），没有明显的屈服点2、动载疲劳强度金属材料抵抗无数次反复交变外力而不破坏的能力疲劳极限：材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力值（σr）σ-1——对称弯曲疲

6、劳强度影响强度的因素材料的成分和组织——改善内部组织外部结构形状（应力集中）——改善外部结构表面粗糙度——降低表面粗糙度表面张应力——表面强度，淬火，喷丸等3、高温强度高温短时工作——高温瞬时强度高温长期小应力工作——高温蠕变蠕变——是指在高温长时间应力作用下，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会逐渐产生明显的塑性变形的现象高温长期外力作用——高温持久强度二、弹性材料在载荷作用下产生弹性变形的能力。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。

7、又称为刚性，主要取决于结合键和原子结合力，与材料成分和组织关系不大。三、塑性金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力塑性成形、防止脆性δ＞5%——塑性材料如低合金钢、碳素钢和青铜等δ＜5%——脆性材料如铸铁、混凝土、石料等n——长试样和短试样的标志。延伸率与试样尺寸有关，δ5＞δ10（δ）延伸率：断面收缩率：四、硬度金属表面抵抗其他硬物压入的能力，是材料抵抗局部塑形变形的能力。布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。压头材料淬火钢球硬质合金球符号HBSHBW适用范围＜450450~6501．布氏硬度载荷和压痕球形表面积的比值

8、布氏硬度计标注150HBS10/1000/30：10mm淬火钢球在1000kgf载荷作用下，保持30s测得的布氏硬度为150200HBS：10mm淬火钢球在3000kgf载荷作用下，保持10s测得的布氏硬度为200特点适用于硬度较低，对表面要求不大严格的件，如未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻软的轴承合金试验数据稳