机械工程材料基础.pptx

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1、第一篇机械工程材料基础绪论拉伸实验及强度和塑性硬度冲击韧度疲劳强度断裂韧性铸造性可锻性可焊性切削加工性热处理性工程材料的性能使用性能力学性能（强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度）物理性能（密度、熔点、导电性、导热性、磁性等)化学性能（耐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等）工艺性能第一节拉伸实验及强度和塑性一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 。材料的强度用拉伸试验测定1、拉伸试样通常采用圆柱形拉伸试样，D0为标准试样的原始直径；D1为试样断口处的直径。L0为标准试样的原始标距长度；L1为拉断试样对接后测出的标距长度。长试样L0=10D0；短试样L0=5D0。第一节拉伸实验及强度和塑性２

2、、实验方法—试验在试验机上进行第一节拉伸实验及强度和塑性一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 。材料的强度用拉伸试验测定圆形拉伸试样拉伸实验拉伸曲线通常把拉伸力F作为纵坐标，伸长量△L作为横坐标。拉伸试验测得的力—伸长曲线如下。从完整的拉伸试验和力—伸长曲线可以看出，试样从开始拉伸到断裂要经过弹性变形阶段、屈服阶段、冷变形强化阶段、缩颈与断裂阶段。第一节拉伸实验及强度和塑性一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 。材料的强度用拉伸试验测定２、实验方法—试验在试验机上进行金属材料的强度指标根据其变形特点分下列几个：①弹性极限（σe）表示材料保持弹性变形,不产生永久变形的最大应力

3、,是弹性零件的设计依据。第一节拉伸实验及强度和塑性一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 。材料的强度用拉伸试验测定２、实验方法—试验在试验机上进行②屈服点（σs）在拉伸过程中力不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为材料的屈服点（过去曾称屈服极限）。以σs表示，单位为Mpaσs=Fs/S0Fs——材料屈服时的拉伸力(N)。S0——试样原始横截面积(mm2)。原标准GB228-76曾将产生0.2%残余伸长率的规定残余伸长应力σ0.2称为屈服强度，以σ0.2表示。第一节拉伸实验及强度和塑性一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 。材料的强度用拉伸试验测定２、实验方法—试验

4、在试验机上进行③强度极限(抗拉强度σb)拉伸过程中最大力Fb所对应的应力称为抗拉强度（曾称强度极限），以σb表示。σb=Fb/S0抗拉强度的物理意义是表征材料对最大均匀变形的抗力，表征材料在拉伸条件下所能承受最大力的应力值，它是设计和选材的主要依据之一，是工程技术上的主要强度指标。第一节拉伸实验及强度和塑性一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 。材料的强度用拉伸试验测定２、实验方法—试验在试验机上进行二、塑性常用的塑性指标是材料断裂时最大相对塑性变形，如拉伸时的断后伸长率和断面收缩率。１、伸长率（δ）在拉伸试验中,试样拉断后,标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。以δ表示。δ

5、=(L1-L0)/L0式中L1——试样拉断后的标距（mm）；L0——试样原始标距（mm）。试样的长度和截面尺寸对δ是有影响的。第一节拉伸实验及强度和塑性2、断面收缩率（ψ）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。试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率，以ψ表示。其数值按下式计算：ψ=(S0-S1)/S0式中S0——试样原始截面积（mm2）；S1——试样断裂后缩颈处的最小横截面积（mm2）。二、塑性常用的塑性指标是材料断裂时最大相对塑性变形，如拉伸时的断后伸长率和断面收缩率。第一节拉伸实验及强度和塑性第二节 硬度1、

6、硬度是衡量金属软硬程度的一种性能指标，是指金属抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。2、硬度法优点：简便、无需专门试样、不损坏工件、测试方便、迅速、硬度值与材料机械性能其它指标有一定相应关系。硬度测定方法有压入法、划痕法、回跳法等，其中压入法的应用最为普遍。压入法是在规定的静态试验力作用下，将压头压入金属材料表面层，然后根据压痕的面积大小或深度测定其硬度值。在压入法中根据试验力、压头和表示方法的不同，常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、和维氏硬度。一、布氏硬度（HB)1、布氏硬度的测定原理：用一定大小的试验力P（N），把直径D（mm）的淬火钢球或硬治合金球压入被测金属

7、的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d（mm），然后按公式求出布氏硬度（HB）值，或者根据d从已备好的布氏硬度表中查出（HB）值。第二节 硬度第二节 硬度2、布氏硬度试验规范国家标准（GB231-84）规定布氏硬度试验时，常用的0.102F/D2的比例为30、10、2.5三种，根据金属材料种类、试样硬度范围和厚度的不同，按照布氏硬度试验规范选择试验压头（钢球）直径D、试验力F及保持时间。3、表示方法：淬火钢球作压头测得的硬度值以符号HBS表示