材料种类与性能PPT学习教案

1、会计学1 材料种类与性能材料种类与性能PPT课件课件 材料的种类材料的种类 第1页/共25页 第2页/共25页 基本内容 材料的种类材料的种类 第3页/共25页 l 合金：合金： 由一种金属元素所组成。如由一种金属元素所组成。如Cu，Al ，Mg，Zn 由一种金属元素为主，加入其他金属由一种金属元素为主，加入其他金属 （或非金属）元素所组成，例（或非金属）元素所组成，例 Fe C 铁碳合金铁碳合金(钢、铸铁钢、铸铁 ) Cu Zn 铜锌合金铜锌合金(黄铜黄铜) 第4页/共25页 基本内容 材料的种类材料的种类 第5页/共25页 使用性能使用性能 工艺性能工艺性能 力学（机械）性能力学（机械）性

2、能 强度、硬度、刚度、塑性、韧性等强度、硬度、刚度、塑性、韧性等 物理性能物理性能 密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性等 化学性能化学性能 耐腐蚀性、耐高温性等耐腐蚀性、耐高温性等 铸造性能铸造性能 流动性、收缩性等流动性、收缩性等 锻造性能锻造性能 塑性、变形抗力等塑性、变形抗力等 焊接性能焊接性能 热处理性能热处理性能 切削加工性切削加工性 返回返回 第6页/共25页 力学性能：材料在外力作用下所表现出来的性能力学性能：材料在外力作用下所表现出来的性能 第7页/共25页 外加载荷外加载荷 拉伸实验拉伸实验 n弹性变形：弹性变形： n塑性变形：塑性变形

3、： 加力产生，去力消失加力产生，去力消失 加力产生，去力保留加力产生，去力保留 特点：特点： 有力才有变形 去力见分晓 第8页/共25页 l三个阶段三个阶段 n弹性变形阶段弹性变形阶段 (F Fe) n弹塑性变形阶段弹塑性变形阶段 (F Fb) n断裂阶段断裂阶段 第9页/共25页 l四种常见的失效形式四种常见的失效形式 n断裂断裂（轴）（轴） n塑性变形塑性变形（发动机气缸上的螺钉）（发动机气缸上的螺钉） n过量的弹性变形过量的弹性变形 n磨损（凸轮）磨损（凸轮） 第10页/共25页 延伸率延伸率 %100 0 0 l llk 断面收缩率断面收缩率 %100 0 0 S SS k ， ，塑性

4、，塑性 ,一般，一般， 5%，满足要求，满足要求 l 塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力 表征材料抵抗断裂的能力。表征材料抵抗断裂的能力。 ，不易断裂，不易断裂 b 表征材料抵抗塑性变形的能力。表征材料抵抗塑性变形的能力。 ，不易产生塑性变形，不易产生塑性变形 s 名义屈服强度名义屈服强度 2 . 0 l 强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂 的能力的能力 0 S Fb b 抗拉强度抗拉强度 材料产生材料产生0.2% 的塑性变形时所具有的应力值的塑性变形时所具有的应力值 应用应用 静载荷作

5、用的零部件静载荷作用的零部件 锻造锻造 材料弹性变形阶段的最大应力值材料弹性变形阶段的最大应力值 弹性极弹性极 限限 0 S Fe e 屈服强屈服强 度度 0 S Fs s 第11页/共25页 E ，刚度，刚度 布氏硬度布氏硬度 HB （布氏硬度实验原理布氏硬度实验原理） 洛氏硬度洛氏硬度 HRC，HRA，HRB，HRF 维氏硬度和显微硬度维氏硬度和显微硬度HV l 硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力 E l 弹性模量弹性模量(刚度刚度)E： 材料受力时抵抗弹性变形的能力，表征材料产生弹材料受力时抵抗弹性变形的能力，表征材料产生弹 性变形的难易程度性变形的难易

6、程度 第12页/共25页 返回 第13页/共25页 返回 Figure 2.12 General characteristics of hardness-testing methods and formulas for calculating hardness. The quantity P is the load applied. Source: H. W. Hayden, et al., The Structure and Properties of Materials, Vol. III (John Wiley & Sons, 1965). Hardness Tests 第14页/共25

7、页 Hardness Conversion Chart Figure 2.14 Chart for converting various hardness scales. Note the limited range of most scales. Because of the many factors involved, these conversions are approximate. 第15页/共25页 材料抵抗冲击载荷的能力材料抵抗冲击载荷的能力 k (J/m2) S Ak k k A S 摆锤冲断试样所消耗的冲击功摆锤冲断试样所消耗的冲击功 试样缺口处的横截面积试样缺口处的横截面积

8、 式式 中中 第16页/共25页 返回 第17页/共25页 材料抵抗材料抵抗交变载荷交变载荷的能力的能力 1 作用载荷不变时，材料变形量随时间延长而缓慢增加作用载荷不变时，材料变形量随时间延长而缓慢增加 在给定温度、规定时间内，试样产生的蠕变量不在给定温度、规定时间内，试样产生的蠕变量不 超过规定值时的最大应力超过规定值时的最大应力 l 蠕变强度蠕变强度 材料经受无数次（材料经受无数次（108）交变载荷而不破坏所承受的最大）交变载荷而不破坏所承受的最大 应力应力 大小与方向随时间变化的载荷大小与方向随时间变化的载荷 特点：特点： 抵抗能力：交变载荷抵抗能力：交变载荷 破坏形式：突然断裂破坏形式：突然断裂 第18页/共25页 第19页/共25页 磨损磨损 断裂断裂 塑性变形塑性变形 过量弹性变形过量弹性变形 b