材料的力学性能教学课件PPT.ppt

1、强度 2、硬度 3、塑性 4、韧性 5、疲劳,第2章 材料的力学性能,第一节 概 述,力学性能：,铸，锻，焊，切削，热处理,物理性能：,化学性能：,使用性能：,工艺性能：,强度，硬度，塑性，韧性等,密度，导电，电磁，膨胀等,抗氧化，耐蚀性等,拉伸试样,一、拉伸试验,第二节 静载荷力学性能,抗拉强度b,屈服强度s,应力 =力 /面积 应变 = (l-l0)/l0,三、强度,材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。,抗拉强度b,屈服强度s,屈强比：,弹簧,（大/小）？,对刚度要求高的情况：车床主轴、曲轴、高压容器的螺栓,二、弹性和刚度,弹性模量的大小主要取决于材料的本性，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。,2000gpa，,200gpa，,0.10.5gpa,刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。,如：陶瓷 钢 塑料,弹性模量,弹性极限e,四、塑性,拉伸试样的颈缩现象,材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的性能。,断面收缩率：,延伸率：,1、无颈缩，为 表征；有颈缩，为 表征,脆性材料,塑性材料,材料的超塑性（视频）,第三节 硬度试验,压头：钢球,硬度：衡量材料的软硬程度，材料对局部塑性变形的抗力。,一、布氏硬度 hb,如：120hb,压痕越大， 硬度越大/小？,二、洛氏硬度 hr,压头：顶角为120的金刚石圆锥体或不同直径的钢球,hrc使用最广泛,压入深度,维氏硬度压痕,压头：夹角为136的方锥形金刚石,三、维氏硬度 hv,维氏硬度计,三种硬度数值不能直接比较，但有相互换算关系,hb：面积大，代表性好，不宜在成品上测，读数复杂,hr：测量范围大，直接读数，压痕小，重复性差,hv：压力小，可测薄镀层材料,各自特点：,hrc（金刚石压头）：较硬材料，淬火钢 hrb（钢球压头）：较软材料，有色金属、退火钢,第四节 冲击韧性,材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。,冲击韧性值,ak值低为脆性/韧性材料？,材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称冷脆转变。发生冷脆转变的温度范围称冷脆转变温度。,冷（韧）脆转变：,材料的使用温度应高于冷脆转变温度。,titanic,建造中的titanic 号,titanic的沉没与船体材料的质量直接有关,titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果,第六节 疲劳强度,金属材料的疲劳曲线,材料在交变载荷下，承受低于抗拉强度的外力发生断裂失效。,第七节 高温力学性能,金属在高温和恒定载荷下，即使低于屈服强度，材料塑性变形量随时间延续而增加的现象。,与普通拉伸试验的区别：,加热炉里进行,蠕变：,铸造是金属液态成形的典型方法，即将金属加热到液态，然后浇注到与零件的形状、尺寸相似的铸型中，待冷却凝固后获得一定形状的毛坯或零件的生产方法。,补充： 金属材料的工艺性能,一、铸造性能,金属材料铸造成形获得优良铸件的能力。,1、 流动性 ：熔融金属的流动能力。尺寸精确、轮廓清晰的铸件。,3、偏析：金属凝固后，铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象。 偏析大使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。,2、收缩性 ： 铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减少的现象。铸件收缩不仅影响尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷。铸造用金属材料的收缩率越小越好。,二、锻造性能,金属材料用锻压加工方法成形的适应能力。金属材料的 ? 性越好，金属的锻造性能越好。（视频）,三、焊接性能,获得优质焊接接头的难易程度。,金属材料对焊接加工的适应性。,焊接缺陷和连接能力,四、切削加工性能,金属材料具有适当的硬度(170230 hbs) 时切削性良好。改变钢的化学成分和进行适当的热处理可提高钢的切削加工性能。,用切削后的表面粗糙度和刀具寿命来表示