金属的力学性能

金属材料的力学性能,金属材料的力学性能,一、强度概念：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。强度的大小通常用应力来表示。=P/A按载荷的作用方式不同，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。通过拉伸试验测得大小。,拉伸试验,屈服极限:指材料产生屈服时的应力,很重要，大多数零件不允许有塑性变形,抗拉强度:材料在拉伸条件下所能承受最大力的应力值,很重要，表示零件破坏前能抗的最大应力值,二、塑性在外力作用下金属材料在断裂前产生不可逆永久变形的能力,1、断后伸长率,由于同一材料用不同长度的试样测得的断后伸长率数值不同，因此应注明试样尺寸比例。如:10试样L0=10d05试样L0=5d0,2、断面收缩率,和是用来判断材料在断裂前所能产生的最大塑性变形量大小。一般认为5的材料为塑性材料，如低碳钢；5的为脆性材料，如灰铸铁.,三、硬度,表示金属材料在一个小的体积范围内金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力硬度是各种零件和工具必须具备的力学性能指标。,材料抵抗表面局部塑性变形的能力。,布氏硬度,计算公式,HBS：淬火钢球作压头；适用于450HBSHBW：硬质合金作压头；适用于650HBW,表示方法,XXXHBS(W)XX/XXX/XX,例：500HBW5/750：表示用直径5mm硬质合金球7355N试验力作用下保持1015s测得的布氏硬度值为500,四、冲击韧性,材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力，称为冲击韧性。,1、冲击试样,2、试验原理,冲击韧性吸收能量：表征金属材料冲击韧性高低的指标是冲击吸收能量,低温脆性随温度降低，材料由韧性状态转变为脆性状态的现象。冷脆：材料因温度降低导致冲击韧性的急剧下降并引起脆性破坏的现象。对压力容器、桥梁、汽车、船舶的影响较大。,TITANIC,建造中的Titanic号,TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关,1912年4月号称永不沉没的泰坦尼克号（Titanic）首航沉没于冰海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。20世纪80年代后，材料科学家通过对打捞上来的泰坦尼克号船板进行研究，回答了80年的未解之谜。由于Titanic号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。所以，当船在冰水中撞击冰山时，脆性船板使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。下图中左面的试样取自海底的Titanic号，冲击试样是典型的脆性断口，右面的是近代船用钢板的冲击试样。,.,人工作久了就会感到疲劳，难道金属工作久了也会疲劳吗？金属的疲劳能得到恢复吗？,金属材料在受到交变应力或重复循环应力时，往往在工作应力小于屈服强度的情况下突然断裂，这种现象称为疲劳。,五、疲劳断裂零件在循环应力作用下,在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后突然产生断裂的过程,称为疲劳断裂.疲劳断裂由疲劳裂纹产生扩展瞬时断裂三个阶段组成。,疲劳断裂的宏观断口一般由三个区域组成，即疲劳裂纹产生区（裂纹源）、裂纹扩展区和最后断裂区。,谢谢！,金属材料的力学性能说课,工程材料教材选用的是“十一五”国家规划教材，教材知识先进具体，注重能力和素质培养。,一、教学内容分析,学生们已经学习了金属材料的结构,这为本节内容的学习起到了铺垫的作用。本节内容对我们认识和利用金属材料具有不可忽视的重要的作用。,本课程是专业础基课,该节内容是金属材料的主要内容。,知识目标,力学性能的参数指标及含义,能力目标,培养学生自主学习和分析解决问题的能力,情感目标,通过身边常用到的材料，引导学生从现实的生活经历与体验出发，激发学生学习兴趣。,二、教学目标,三、教学的重、难点,四、教学方法,讲授教学法,教师通过语言和PPT的方式向学生传授知识，帮助学生提高对课程的认识，发展学生的智力和能力。,探究教学法,。,实验教学法,在教师引导下，学生主动参与到发现问题，寻找答案的过程中，以培养学生解决问题能力。,利用实验验证材料的性能，进而加深学生对知识的理解。例如：拉伸试验、冲击试验。,五、课程学习方法,学生学习的过程实际上就是学生主动获取、整理、贮存、运用知识和获得学习能力的过程，有效的能被学生接受的学法指导应该是渗透在教学过程中进行的。,具体体现如下：,提供条件学生思考,引导分析提出新疑,讨论问题得出结论,六、教学设计,提出问题导入新课,布置作业能力迁移,七、说课综述,在教学的过程中，我始终努力贯彻以教师为主导，以学生为