金属材料的性能汽车材料教案（DOC X页）

金属材料的性能汽车材料教案 金属材料的性能汽车材料教案 DOCDOC X X页 页 教学方法教学要求授课内容课时分配组织教学安定课堂教学秩序2提 问导入上节课我们学习的汽车的常用材料 请同学们想一想这些材 料有哪些性能 课题金属材料的性能概论金属材料的性能包括使用 性能和工艺性能 使用性能 力学性能 物理性能 化学性能 其他性能工艺性能 压力加工性能 铸造性能 焊接性能 切削加工热处理使用性能是 指金属材料在使用条件下所表现出来的性能 包括 物理性能 如密度 熔点 导热性 导电性 热膨胀性等 化学性能 如抗腐蚀性 抗氧化性等 力学性能 如强度 塑性 硬度 冲击韧性及疲劳强度等了解 一 金属的物理性能了解金属材料固有的性能 1 密度 2 熔点 3 导电性 4 导热性 5 热膨胀性 6 磁性 二 金属的化学性能了解金属材料与周围介质接触时抵抗发生化学 或电化学反应的性能 1 耐腐蚀性 2 抗氧化性 三 金属的力学性能概述 1 金属的力学性能又称为机械性能 它是指金属在外力作用所表现 出来的性能 2 金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷 3 载荷的分类载荷的分类外力作用的类型拉伸载荷抗拉强度拉钩 绳 螺栓压缩载荷抗压强度活塞 连杆弯曲载荷抗弯强度曲轴 摇 臂剪切载荷抗剪强度销 轴扭荷扭转扭转曲轴等旋转零件作用力的 静载荷是指大小不变或变化过程缓慢的载荷冲击载荷突然增加的载 荷教学方法教学要求授课内容课时分配方向时间交变载荷力的大小 方向随时间作周期性变化的载荷 同学分组讨论你们所知的外力 载荷 指的是哪些 并指出实例 4 变形的概念及分类金属材料在载荷作用下 形状和尺寸的变化称 为变形 变形分为弹性变形随着载荷的作用而产生 随着载荷的去除而消失 的变形 塑性变形随着载荷的去除而不消失的变形 5 金属材料主要的力学性能包括强度 塑性 硬度 韧性 抗疲劳 性 一 强度 1 金属材料在载荷作用下抵抗变形或破坏的能力 2 强度的大小用应力表示 金属材料在受到外力作用时必然在材料 内部产生与外力相等的抵抗力 即内力 单位截面上的内力称为应力 1 用符号 表示 F S 2 单位Pa 3 根据载荷作用方式不同 强度可分为抗拉强度 抗压强度 抗 弯强度 抗剪强度和抗扭强度等 4 一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标 纵坐标表示力F 单位N 横坐标表示伸长量 L 单位为mm 1 oe弹性变形阶段 2 es屈服阶段 3 sb强化阶段 4 bz缩颈阶段 3 强度指标 1 屈服强度当试样上的载荷增加到一定值后 载荷不再增加或bZ F0eS L低碳钢的力 伸长曲线教学方法教学要求授课内容课时分配 略有减小的情况下 而试样仍继续变形的现象叫做屈服 屈服后 材料开始出现明显的塑性变形 金属材料在产生屈服时的应力称为屈服强度 用符号ReL s 表示对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余 伸长应力表示 用符号RR 0 2 F0 2 So屈服强度表示的是金属材料 抵抗微量塑性变形的能力 是机械零件设计的主要依据 也是评定金属材料性能的重要指标 2 抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度 用 符号Rm b 表示 零件在工作中所承受的应力 不于允许超过抗拉强度 否则会产生 断裂 二 塑性 1 定义指金属材料在栽花作用下发生塑性变形而不断裂的能力 2 塑性由拉伸试验测得的 常用断后伸长率和断面收率表示 1 断后伸长率A 试样拉断后 标距的伸长与原始标距的百 分比 计算公式 l1 l0 l0 100 断面伸长率Z 试样拉断后 缩颈处横截面积的缩 减量与原始横截面积的百分比 计算公式 SO S1 SO 100 A Z 值越大 塑性越好 例 有一直径dO 10mm lo 100mm的低碳钢试样 拉伸验时测得FS 2 1KN Fb 29KN d1 5 65mm l1 138mm 求 s b 解 1 计算SO S1S0 d02 4 3 14 102 4 78 5mm2S1 d12 4 3 1 4 5 652 4 25mm2 2 计算 s b s FS SO 21 103 78 5 267 5Mpa b Fb SO 2 9 103 78 5 369 4Mpa 3 计算 l1 l0 l0 100 138 100 100 100 38 S0 S1 S0 100 78 5 25 78 5 100 68 2课时教学方法教学要求授课内容课时分配 三 硬度 1 定义指金属材料抵抗其他硬物压入其表面的 局部塑性变形 压 痕或划痕 的能力 2 硬度可通过硬度试验测定 常用硬度有布氏硬度和洛氏硬度 1 布氏硬度 HBW 用一定直径的硬质合金球体 以规定的试验 力压入试样表面 保持规定时间后卸除试验力 然后用测量表面压 痕直径来计算硬度 用于测定铸铁 有色金属 及其各种软钢等硬度不是很高的材料 优点能准确反映出金属材料的平均性能 缺点操作时间长 压痕测量较费时 2 洛氏硬度 HRC HRB HRA 采用金刚石圆锥体或淬火钢球压 头 压入金属表面后 经规定保持时间后即除主试验力 以测量的 压痕深度来计算洛氏硬度值 用于测定铜 铝等有色金属及其合金 硬质合金 表面淬火 滲碳 件以及退火 正火和淬火 优点 操作简单迅速 能直接从刻度盘上读出硬度值 压痕小 可测成品及较薄工件 测硬度范围大 缺点数值波动大 3 硬度越大 耐磨性也越好 四 冲击韧性 1 定义材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力 2 指标冲击韧度 k 3 常用冲击试验来测定金属材料的冲击韧性 4 冲击韧度越大 表示材料的冲击韧性越好 五 疲劳强度 1 交变应力许多零件 在工作过程中往往受到大小或大小及方向随 时间呈周期性变化的应力作用 此应力称为交变应力 2 金属的疲劳金属材料在交变应力的长期作用下 虽然应力远小于 材料的抗拉强度 甚至低于屈服强度 也会发生突然断裂 这种现 象叫金属疲劳 3 疲劳破坏的特征 疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形 断裂前 没有预兆 而是突然破坏 引起疲劳断裂的应力很低 常常低 于材料的屈服点 疲劳破坏的宏观断口由两部分组成 4 金属材料在无数次交变应应力作用下 而不发生断裂的最大应力 总结各种力学性能之间有一定的联系 提高强度 硬度 往往会降 低其塑性 韧性 四 金属的工艺性能概念工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方 法的应能力 一 铸造性能了解教学方法教学要求授课内容课时分配金属 材料 及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能 1 流动性熔融金属的流动能力称为流动性 主要受金属化学成份和浇注温度等的影响 2 收缩性铸件在凝固和冷却过程中 其体积和尺寸减小的现象称为 引缩性 3 偏析倾向金属凝固后 内部化学成分和组织的不均匀现象称为偏 析 二 锻造性能用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性 能 铸