一、工程材料的基本知识ppt课件

主要内容 1 金属材料的力学性能 1 强度 屈服强度 抗拉强度 塑性 2 硬度 3 冲击韧性 4 疲劳强度和蠕变强度2 铁碳合金相圈 1 铁碳合金的基本组织 2 含碳量对铁碳含金组织与性能的影响 3 合金相图的应用 考核内容 1 金属材料的力学性能2 铁碳合金相图 考核要求 1 了解材料的力学性能和各状态的组织结构 2 掌握金属的强度 硬度 韧性 并能够判断出金属的机械性能的优劣 3 掌握铁碳合金相图 第一章 工程材料的基本知识 材料 信息 能源称为现代技术的三大支柱 复合材料 工程材料 金属材料 陶瓷材料 高分子材料 非金属材料 黑色金属 有色金属 金属复合材料 非金属复合材料 2 工艺性能 1 1金属材料 材料的主要性能是指 1 使用性能 1 力学性能强度 塑性 硬度 2 物理性能密度 熔点 导电性 3 化学性能耐酸碱性 抗氧化性 加工成形的性能 材料是人类用于制造物品 器件 构件 机器或其他产品的物质 第一节材料的力学性能 力学性能 材料在外力作用下所表现出的特性 一 外力作用下材料的变形 作用在机件上的外力 载荷 F F MPa 外力 内力 应力 静载荷 动载荷 F S 1 弹性变形 材料受外力作用时产生变形 当外力去除后恢复其原来形状 这种随外力消失而消失的变形 称为弹性变形 1 两种基本变形 2 塑性变形 材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形 称为塑性变形 拉伸实验 k b b 极限载荷点 F e e 弹性极限点 s S 屈服点 K 断裂点 拉伸曲线 F F L 缩颈 o 第一节材料的力学性能 1 强度 当 e s时 材料将产生明显的塑性变形 条件屈服强度 0 2 F0 2 S0 MPa 材料在外力作用下 抵抗塑性变形和断裂的能力 1 屈服强度 S 指材料在外力作用下 产生屈服现象时的应力 S Fs S0 MPa 屈服强度 是塑性材料选材和评定的依据 第一节材料的力学性能 k b F e s 0 2 b b Fb S0 MPa 2 抗拉强度 b 抗拉强度是材料在拉断前承受最大载荷时的应力 它表征了材料在拉伸条件下所能承受的最大应力 抗拉强度 是脆性材料选材的依据 第一节材料的力学性能 常用 和 作为衡量塑性的指标 伸长率 材料在外力作用下 产生永久变形而不引起破坏的能力 断面收缩率 P P L 良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件 2 塑性 第一节材料的力学性能 4 硬度 是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力 1 布氏硬度 HB F 第一节材料的力学性能 布氏硬度适用HB 450 2 洛氏硬度 HRC 洛氏硬度一般用于HB 450 F 1200 HRC HB 1 10 第一节材料的力学性能 5 冲击韧性 Ak AK G H1 H2 J ak AK S J m2 硬度 b与强度HB的关系低碳钢 b 3 6HB高碳钢 b 3 4HB调质合金钢 b 3 25HB 材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力 在冲击载荷下工作的零件 往往是受小能量多次重复冲击而破坏的 第一节材料的力学性能 6 疲劳强度 1 材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力 循环基数 钢 据统计 约80 的机件失效为疲劳破坏 有色金属 第一节材料的力学性能 7 几种常用金属材料的力学性能 第一节材料的力学性能 力学性能 三 力学性能与失效形式的关系 失效形式 断裂塑性变形过量弹变磨损 状态图 表示合金系的成分 温度 组织 状态之间关系的图表 第二节铁碳合金状态图 一 什么是状态图 1538 1394 912 成分 二 状态图的作用 是研究合金的成分 温度 组织 状态之间变化规律的工具 A E S P Q G K D 4 3 2 06 0 77 0 02 1147 1538 727 P L A F 三 铁碳合金状态图 912 C 6 67 F A 纯铁的熔点 D Fe3C的熔点 1 状态图上点的意义 E C在 Fe中的最大溶解度点 1147 2 06 C钢和铁的分界点 Le 第二节铁碳合金状态图 C 共晶点 1147 4 3 C 共晶点 发生共晶反应的点 共晶反应 在一定的温度下 由一定成分的液体同时结晶出一定成分的两个固相的反应 共晶反应的产物 共晶体 机械混合物 G 纯铁的同素异晶转变点 912 P C在 Fe中的最大溶解度点 727 0 02 C 第二节铁碳合金状态图 S 共析点 727 0 77 共析反应 在一定的温度下 由一定成分的固相同时结晶出不同成分的另外两个固相的反应 共析反应的产物 共析体 机械混合物 第二节铁碳合金状态图 2 状态图上线的意义 AECF线 固相线 ACD线 液相线 AE A析出终了线ECF 共晶线1147 AC 析出ACD 析出Fe3C A L Fe3C L F A A A Le Le Fe3C 第二节铁碳合金状态图 ES线 C在 Fe中的溶解度曲线 析出二次Fe3C 1 单相区 L F A Fe3C 2 两相区 L A L Fe3C A F F Fe3C 3 三相区 L A Fe3C A F Fe3C GS线 溶解度曲线A F GP线 F析出终了线 PSK线 共析线727 PQ线 碳在 Fe中的溶解度曲线 第二节铁碳合金状态图 室温组织 F P 四铁碳合金状态图分析1亚共析钢的结晶过程1点以上L1 2L 2 3A L3 4A4 5A F5点A P5点以下P F 亚共析钢的结晶过程 第二节铁碳合金状态图 室温组织 P 2共析钢 T8钢 1点以上L1 2L A2 3A3点A P3点以下P 共析钢的结晶过程 第二节铁碳合金状态图 室温组织 P Fe3C 网状 过共析钢的结晶过程 3过共析钢 T10 1点以上L1 2L A2 3A3 4A Fe3CII4点A P4点以下P Fe3CII 第二节铁碳合金状态图 4亚共晶铸铁 第二节铁碳合金状态图 室温组织P Fe3CII Le 1点以上L1 2A L2点共晶反应2 3A Fe3CII Le3点共析反应3点以下P Fe3CII Le 注明 Fe3CII 二次渗碳体Le 高温莱氏体Le 低温莱氏体 第二节铁碳合金状态图 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 F P P Fe3C 3 Le P Fe3C Le 2 Fe3