最新工程材料绪论ppt课件.ppt

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1、工程材料绪论材料与材料科学绪论材料性能材料的分类学习目的学习内容10/4/20212材料：是指经过某种加工，具有一定结构、成分和性能，并可应用于一定用途的物质。一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为“原料”，把经过工业加工的原料成为“材料”。材料科学：是研究材料的成分、组织结构、制备工艺、加工工艺、材料的性能与材料应用之间的相互关系的科学。是当代科学技术发展的基础、工业生产的支柱，是当今世界的带头学科之一。纳米材料科学与技术是20世纪80年代发展起来的新兴学科，成为21世纪新技术的主导中心。10/4/20213课程内

2、容本课程以金属材料为主要对象，扩展其他工程材料，介绍材料组织和性能的变化规律和研究方法。10/4/20217教学事项特点:内容多、叙述多、学时少。环节：教材讲课作业复习辅导考核学习方法：着重理解教学内容，尽量避免死记硬背；内容多，每章要及时跟上消化；利用实验和多媒体帮助加深理解；考试方式：闭卷统考。10/4/20218材料的性能是指材料的性质和功能。性质是本身所具有的特质或本性；功能是人们对材料的某种期待与要求种可以承担功效，以及承担该功效下的表现或能力。力学性能物理性能化学性能工艺性能。材料的性能：材料的性能10/

3、4/20219材料的力学性能是指材料处于特定环境因素(温度、介质等)时，在外力或能量以及作用下表现出来的变形和破坏的特征。材料的性能通常把作用在材料上的外力或能量称为载荷或负荷。材料的主要力学性能有：弹性强度塑性硬度冲击韧性疲劳特性耐磨性力学性能10/4/202110万能材料试验机10/4/202111拉伸试验过程：力学性能外力增加，试样伸长。得到P－l曲线，换算为－曲线。材料表现为弹性变形、均匀塑性变形、颈缩、断裂。10/4/202112弹性与刚度弹性变形：力学性能弹性模量与刚度：在OA’段为直线，即应力与应

4、变成正比，变化规律服从虎克定律。并且在外力卸载后试样恢复到原始长度。可以达到的最大应力成为弹性极限(比例极限)。10/4/202113①强度：在外力作用下抵抗塑性变形和破断的能力。(单位Mpa)屈服强度σs/σ0.2：材料产生屈服时的最小应力，表示材料抵抗塑性变形的能力。抗拉强度σb：材料能承受的最大拉应力，表示材料抵抗破断的能力。②塑性：在外力作用下发生塑性变形的能力。伸长率δ（单位%）断面收缩率ψ（单位%）强度与塑性力学性能10/4/202114强度与塑性屈服强度：σsσ0.2力学性能塑性：断裂前可发生永久变形的

5、能力。抗拉强度：σb材料开始发生塑性变形的最小应力。材料发生断裂前能承受的最大应力。10/4/202115P:比例极限e:弹性极限E：弹性模量s:屈服强度(0.2)b:抗拉强度10/4/202116③硬度：材料抵抗外物压入能力。硬度测量简便快速，不破坏零件，硬度与强度间存在一定关系，可用硬度来估计强度，硬度测量应用很广泛。●布氏硬度：HBS、HBW；（单位kgf/mm2,习惯不写)●洛氏硬度：HRA、HRB、HRC；（无单位）●维氏硬度：HV。（单位kgf/mm2,习惯不写)10/4/202117硬度硬度是

6、衡量材料软硬程度的指标，反映材料抵抗局部塑性变形的能力。力学性能莫氏硬度：材料名称硬度级别滑石1石膏2萤石4钠长石6黄玉8刚玉9金刚石10布氏硬度：用直径D钢球在力P的作用下压在试样上一定时间,压痕直径为d。实用于较软的塑性材料。10/4/202118硬度力学性能洛氏强度：用120度圆锥金刚石压头，1470N(150kgf)力压入材料，以压入材料表面的深度来度量材料的硬度。用于硬度较高的淬火钢件。用对面夹角136度四棱锥金刚石压头，在力P作用下压入材料，用压痕单位面积上承受的力作为材料硬度的度量。力的大小从980N、

7、490N、297N到…0.192N不等。压痕小用显微镜来观察，用于测量表层或微区。维氏强度：10/4/202119布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计金相显微镜里氏硬度计BrinellHardnessTesterRockwellApparatusVickersHardnessTesterMetalloscopeRichterHardnessTester10/4/202120冲击韧性冲击韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。常用一次弯曲冲击韧性试验ak值来表示。以带缺口标准试样快速冲断时，单位横截面积吸收的功。冲击

8、韧性是材料强度和塑性综合作用的结果。力学性能试样尺寸试验方法10/4/202121断裂韧性断裂韧性是材料中存在缺陷时，材料抵抗脆性断裂的能力。力学性能断裂韧性指标为KIC，有专门的测定方法。工程应用要求：大型构件不可避免存在各种缺陷，在缺陷前端有不同的应力作用，都存在应力集中，其中裂纹受张开应力作用为最危险。Y裂纹形状系数，a裂纹长度的一半。1