《工程材料的性能》PPT课件.ppt

识别下列材料牌号,牌号 类别 成分 12Cr2Ni4A 3Cr2W8V 40CrNiMo W18Cr4V 45 T8 ,T12,合金结构钢 合金工具钢 合金结构钢 合金工具钢 碳素结构钢 碳素工具钢,识别下列材料牌号,牌号 类别 LY12 LC4 LF11 ZLSi12,硬铝 超硬铝 防锈铝 铸铝,工程材料的性能,工程材料的性能,材料的性能包括物理性能、化学性能、力学性能等。 其中最主要的是力学性能，包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等等。,一、强度与塑性,强度 在外力作用下材料抵抗塑性变形和断裂的能力。 强度有抗拉强度、抗压强度、弯曲强度和剪切强度等。,lo,L,D,do,ao,lo,L,bo,(a)园试样,(b)板材试样,抗拉强度,拉伸实验,拉伸试验机,拉伸曲线,弹性变形阶段 0-p-e 弹塑性变形阶段（屈服-强化-缩颈）e-s s-s s-b b-k 断裂k,材料承受载荷的限度是多大？,不允许断裂（特殊情况除外） 允许塑性变形么？ 允许弹性变形么？ 材料承受载荷的限度是设计时的依据，规定为强度指标。,应力应变曲线,应力-材料单位面积上所承受的拉力。 应变-材料受力时每单位长度的伸长量。,o,s,应力 MPa,b,1. 抗拉强度b(MPa),抗拉强度：指材料所能承受的最大应力。 b=Fb/A0 Fb 试样断裂前承受的最大载荷。 A0 试样原始截面积,o,s,MPa,b,o,s,MPa,b,k,s,s,p,e,e =D l/L,b,2.屈服强度s,屈服强度： 指材料产生屈服时的应力。 s=Fs/A0 Fs 屈服时的载荷 A0 试样原始截面积,3. 塑性,在外力作用下材料产生永久变形而不被破坏的能力。 伸长率() L1-L0 = 100 L0,断面收缩率()。 F0-F1 y = 100 F0,二、 硬度,材料抵抗表面局部塑性变形及破坏的能力。 常用硬度测定方法: 硬物压入法 划痕法 工业常用压入法。,1. 布氏硬度(HB),P,D,h,d,硬物：球形压头(D = 10、5、2.5、2、1mm)，载荷：P HBS:普通淬火钢球硬度值在450以下 HBW:硬质合金球硬度值在450650 HBS(HBW)= ,P,F,2. 洛氏硬度(HR),载荷： 初载荷98N并压入深度h1 主载荷(490N或882N 或1372N)使压入深度达h2 ； 卸除主载荷、保留初载荷， 压入深度减小为h3 。 洛氏硬度的计算深度值 h= h3 -h1。 HR = ,压头,被测材料,硬物：顶角120金钢石圆锥(或1.588mm淬火钢球),K-h,0.002,几种常用洛氏硬度标度,3. 维氏硬度(HV),压头：顶角为136的金刚石正四棱锥体 HV = 载荷P：分为六级 (49,98,196,294,490,980N)。,d,d,P,136,P,F,硬度的特点,布氏硬度特点：测量面积大，精度高。特别是对硬度不均匀的材料。缺点是压痕大，测量复杂。 洛氏硬度特点：测量简便迅速，直接读数，表面压痕小。误差稍大，需多点测量取平均值。 维氏硬度特点：测量精度高，测量范围宽，应用广。不同载荷下维氏硬度可以相互比较。,三、冲击韧性,冲击韧性是材料在冲击力作用下抵抗断裂的能力。 脆性材料冲击韧性值很低。 金属低温下会变脆。,冲击试验机,冲击试样和冲击试验示意图 impact test,冲击韧性,Ak=G(H-h) ak= J/cm2) （AK）：冲断试样所消耗的功(J) （aK）：冲击韧性(J/cm2),Ak,F,常用材料的强度范围,退火碳钢（含C 0.45%）：450MPa 调质碳钢（含C 0.45%）：750MPa 合金钢（热处理）：8001500MPa 铝合金：300600 MPa 陶瓷：拉100300 MPa 陶瓷：压10003000MPa 塑料：