金属材料的性能(金材)

第二章金属材料的性能,第二章金属材料的性能,材料的性能是零件设计中选材的依据，也是技术工人在加工过程中合理选择加工方法，正确刃磨刀具参数、合理选择切削用量的重要保证。,金属材料的损坏与塑性变形,金属的工艺性能,金属的力学性能,变形,断裂,磨损,2-1金属材料的损坏与塑性变形,零件在外力作用发生开裂或折断,弹性变形,塑性变形,外力消除后能够恢复的变形,外力消除后无法恢复的永久性变形,加工除了使产品成形，还可改善组织和性能,1、载荷,一、与变形相关的几个概念,2、内力,工件或材料在受到外部载荷作用时，为使其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力。,内力的大小与外力相等，并作用于材料内部。,3、应力,单位横截面面积上的内力,二、金属的变形,弹性变形组织和性能不发生变化,塑性变形金属的组织和性能发生变化,三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化,加工硬化：冷塑性变形使金属其强度、硬度提高，塑性、韧性下降,金属在外力作用下的变形,一、强度,强度的大小用应力表示,根据载荷的作用方式不同，强度可分为,抗拉强度是通过拉伸实验测定的,力学性能指标,金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力。,定义：,2-2金属的力学性能,塑性,硬度,冲击韧性,疲劳强度,金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力,抗剪强度,抗压强度,抗弯强度,抗拉强度,抗扭强度,强度,1、拉伸试样,2、力-伸长曲线,弹性变形阶段屈服阶段强化阶段缩颈阶段,3、强度指标,（1）屈服强度,（2）抗拉强度,Rm=Fm/S0,定义：当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。,二、塑性,1、断后伸长率,2、断面收缩率,断后伸长率和断面收缩率越高，塑性越好,A=Lu-LO/LO*100%,Z=S0-SU/SO*100%,三、硬度,定义：使用一定直径的硬质合金球体，以规定实验力压入试样表面，并保持规定时间后卸除实验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。,布氏硬度的表示方法,硬度值+硬度符号+压头直径+实验力+实验保持时间（1015S可以不标）,应用范围及优缺点,用途：用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调制处理后的各种软钢。,优点：能准确反映材料的平均性能。缺点：操作时间长，不适于测高硬度材料，压痕较大。,只适宜对毛坯和半成品测试，不适宜对成品及薄壁零件测试。,2、洛氏硬度,实际测量时，洛氏硬度值可直接从硬度计表盘上读取,HR后面的字母表示不同的洛氏硬度标尺,常用洛氏硬度标尺及其适用范围,采用不同的压头和不同的实验力时，可组成不同的洛氏硬度标尺，常用的洛氏硬度标尺ABC三种。C标尺应用最广。,可以测量成品及较薄工件可直接读出硬度值，测试硬度值范围较大，可测从很软到很硬的金属材料。,压痕较小，当材料组织不均匀时，测量值的代表性差。,四、冲击韧性,冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲试验测定,许多机械零件在工作中往往要受到冲击载荷的作用，如活塞销、锻锤杆、冲模等。,2-3金属的工艺性能,焊接性能,一、铸造性能,铸造性能取决于金属的流动性、收缩性、偏析倾向,1、流动性,影响流动性的因素主要是化学成分和浇注的工艺,2、收缩性,灰铸铁收缩性小，铸钢收缩性大,3、偏析倾向,二、锻压性能,三、焊接性能,四、切削加工性能及热处理性能,一般用工件切削时的切削速度，切削