增补章金属材料与金属热处理工艺基本知识.ppt

《增补章金属材料与金属热处理工艺基本知识.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、增补章:金属材料与金属热处理工艺基本知识1.金属材料的力学（机械）性能1）强度2）塑性3）硬度4）冲击韧性5）疲劳强度1）强度●强度的概念●强度的测定——拉伸实验●强度指标A金属材料基本知识力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出（静载荷、动载荷、交变载荷）的性能●强度的概念●定义指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。●应用●拉伸试样（GB6397-86）●力—伸长曲线（以低碳钢试样为例）●脆性材料的拉伸曲线●强度的测定——拉伸实验●强度的测定——拉伸实验●（GB6397

2、-86）长试样：L0=10d0短试样：L0=5d0图1拉伸试样示意图图2●强度的测定——拉伸实验●力——伸长曲线拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。拉伸实验录像弹性变形阶段屈服阶段颈缩现象强化阶段图3拉伸试样断裂示意图图4低碳钢拉伸曲线关键词：ΔLF0●脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。图4低碳钢拉伸曲线图5脆性材料拉伸曲线●强度指标●屈服点●抗拉强度在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力，用符号σs表示。材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号σb表示。脆性材料的屈服点：试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到

3、试样标距长度的0.2%时的应力，用符号σ0.2表示。FsA0σs=●屈服点计算公式应用：σs和σ0.2常作为零件选材和设计的依据。脆性材料的屈服点ΔLF0F0.20.2%L0F0.2A0σ0.2=图6σb=FbA0●抗拉强度计算公式应用：脆性材料制作机械零件和工程构件时的选材和设计的依据。图4低碳钢拉伸曲线●衡量指标2）塑性断面收缩率：伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。●定义金属材料断裂前发生永久变形（不可恢复）的能力。伸长率（δ）l1-l0l0×100%δ=l1——试样拉断后的标距,mm;l0——试

4、样的原始标距,mm。图7伸长率计算示意图断面收缩率（Ψ）S0-S1S0Ψ=×100%S0——试样原始横截面积,mm2；S1——颈缩处的横截面积,mm2。图8断面收缩率计算示意图3）硬度●硬度的定义：抵抗更硬物体压入的能力。●常用的硬度衡量：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。●硬度的其它衡量：肖氏硬度HS、锉氏硬度、显微硬度HM●硬度的数值越大，硬度越高。但相互之间不能比较，必须查表为同单位才行。●布氏硬度：HB●原理布氏硬度=FA凹=2FπD[D-（D²-d²）½]图9图10布氏硬度计●布氏硬度：HB●试验：GB84。一定直径的钢球HBS（硬质合金HBW）规定的载荷及时间。HB

5、＝F/S(N/mm2)<650●例：钢球直径：10mm，载荷：30KN（F＝30D2），时间：规定10（s）。材料：压痕直径：d0＝3.92mm查表：HBS＝239●应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。测量范围:HBS<450;HBW<650.●优缺点：压痕大，测量准确，但不能测量成品件。●试验（录像）图11布氏硬度法●洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）●试验：GB83。一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度的大小。图12洛氏硬度计●洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）●原理：加预载荷→→→加主载荷卸除主载荷读硬度值图14洛氏硬度测量原理图图13洛氏

6、硬度测量示意图测量录像20～671500N120°金刚石圆锥体HRC25～1001000N1.588mm钢球HRB70～85600N120°金刚石圆锥体HRA常用洛氏硬度标度的试验范围●洛氏硬度的应用范围:钢及合金钢。●优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。●一般通常习惯用HRC。4）冲击韧性●冲击试样图15冲击试样样件图4）冲击韧性●冲击试验原理及方法●试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak）等于摆锤冲击试样前后的势能差。●试验过程如图所示●计算公式Ak=GH1-GH2=G（H1-H2）冲击韧度（ak）：冲击吸收功除以试样缺口处截面积。图15摆锤式

7、冲击实验机5）疲劳强度图15疲劳曲线增补章:金属材料与金属热处理工艺基本知识2.金属材料的物理、化学及工艺性能1）物理性能●密度●熔点●热膨胀性●导热性●导电性●磁性A金属材料基本知识2）化学性能●耐酸性●耐碱性●抗氧化性3）工艺性能●铸造性●可锻性●焊接性●切削加工性增补章:金属材料与金属热处理工艺基本知识3.金属的晶体结构1）晶体的基本知识A金属材料基本知识2）金属的晶体结构3）实际金属的晶体结构3.金属的晶体结构1）晶体的基本知识（1）晶体与非晶体●晶体●内部质点按一定的几何规律呈周期性规则排列的