张金属材料的主要性能学习教案

1、会计学1张金属材料的主要张金属材料的主要(zhyo)性能性能第一页，共32页。第1页/共32页第二页，共32页。金属金属(jnsh)工艺学系列工艺学系列课程课程1、工程材料课程、工程材料课程2、热加工工艺基础课程、热加工工艺基础课程3、机械加工工艺基础课程、机械加工工艺基础课程第2页/共32页第三页，共32页。第3页/共32页第四页，共32页。第4页/共32页第五页，共32页。题的能力。题的能力。第5页/共32页第六页，共32页。n第四篇第四篇 焊接焊接 6学时学时n第6页/共32页第七页，共32页。第7页/共32页第八页，共32页。(chngj)n30 + 70第8页/共32页第九页，共32

2、页。机械制造的一般工艺流程机械制造的一般工艺流程第9页/共32页第十页，共32页。非金属材料非金属材料金属材料金属材料纯金属纯金属(jnsh)合金合金(hjn)（铁碳合金（铁碳合金(hjn)等）等）机械制造机械制造第10页/共32页第十一页，共32页。强度、塑性强度、塑性(sxng)、硬度、硬度 静载荷静载荷冲击韧度冲击韧度 动载荷动载荷疲劳强度疲劳强度 交变载荷交变载荷第11页/共32页第十二页，共32页。第12页/共32页第十三页，共32页。1. 弹性变形弹性变形(bin xng)（OS）Oe段：直线阶段，完全弹段：直线阶段，完全弹性变形性变形(bin xng)。（去除。（去除外力后能完全

3、恢复到原来外力后能完全恢复到原来的形状）的形状）eS段：极微量塑性变形段：极微量塑性变形(bin xng)低碳钢的拉伸低碳钢的拉伸(l shn)曲线曲线 2. 2. 屈服点（屈服点（S S）拉伸试样拉伸试样(sh yn)(sh yn)产产生屈服时的应力生屈服时的应力3 3均匀塑性变形阶段均匀塑性变形阶段（SbSb） 4 4缩颈（缩颈（bkbk）：局部集中塑性变形）：局部集中塑性变形外力消除后仍存在的永久变形。外力消除后仍存在的永久变形。第13页/共32页第十四页，共32页。0AFss1.1. 强度（强度（strengthstrength）2.2. 指金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能

4、指金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。力。3.3. （1 1）屈服点：拉伸）屈服点：拉伸(l shn)(l shn)试样产生屈服时的应力试样产生屈服时的应力s试样产生(chnshng)屈服时的应力，MPa;Fs试样屈服时所承受(chngshu)的最大载荷，N；A0试样原始截面积，mm。第14页/共32页第十五页，共32页。n中、高碳钢中、高碳钢和其他脆性和其他脆性金属材料无金属材料无明显屈服现明显屈服现象，国家标象，国家标准以产生准以产生(chnshng)0.2%塑性变塑性变形的应力来形的应力来表示屈服强表示屈服强度，即：度，即：n0.2=F0.2/A0第15页/共32页第十六页，

5、共32页。（2）抗拉强度：指金属材料在拉断前所能承受）抗拉强度：指金属材料在拉断前所能承受(chngshu)的的 最大应力。最大应力。0AFbbFb 试样(sh yn)在拉断前所承受的最大载荷，N；A0试样(sh yn)原始截面积，mm2。试样试样(sh yn)在拉断前所承受的最大应力，在拉断前所承受的最大应力，MPa;b第16页/共32页第十七页，共32页。2. 2. 塑性塑性(plasticity)(plasticity) 指金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形指金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力的能力(nngl)(nngl)。（1 1）伸长率：试样拉断后，其标距的伸长与原

6、始）伸长率：试样拉断后，其标距的伸长与原始标距的百分比。标距的百分比。%100001LLLL0 试样原始(yunsh)标距的长度（mm） L1 试样拉断后的标距长度（mm）伸长率与试样尺寸伸长率与试样尺寸(ch cun)(ch cun)有关，为便于比较一有关，为便于比较一般取：般取：L0=5d0L0=10d0或105同种材料同种材料5或10比比大大第17页/共32页第十八页，共32页。（2 2）断面收缩率：试样）断面收缩率：试样(sh yn)(sh yn)拉断后，缩颈处截拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。%100010AAA式中：式

7、中：A0试样的原始截面积（试样的原始截面积（mm2） A1试样断面处的最小截面积（试样断面处的最小截面积（mm2）和和愈大，则塑性愈好。良好的塑性是金属材料进行塑性加愈大，则塑性愈好。良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。良好的塑性能避免突然断裂，增加工的必要条件。良好的塑性能避免突然断裂，增加(zngji)零件的安全性。零件的安全性。第18页/共32页第十九页，共32页。来测试，常用的有布氏硬度机、来测试，常用的有布氏硬度机、洛氏硬度机等。洛氏硬度机等。第19页/共32页第二十页，共32页。式中：式中：p试验试验(shyn)力，力，N； D压头的直径压头的直径,mm HBS表示用淬火钢

8、球作为压头测出的硬度值。表示用淬火钢球作为压头测出的硬度值。常用常用(chn yn)钢球直径钢球直径10mm，载荷，载荷30000N。主要用于主要用于450HBS以下的灰铸铁、软钢和非铁合金等。以下的灰铸铁、软钢和非铁合金等。布氏硬度试验布氏硬度试验(shyn)原理图原理图 第20页/共32页第二十一页，共32页。HBW表示用硬质合金球作为压头测出的硬度值。表示用硬质合金球作为压头测出的硬度值。应用：测试应用：测试650HBW以下的淬火钢材。以下的淬火钢材。现在现在HBW和和HBS并行使用并行使用缺点缺点(qudin)：压痕较大，不适合成品检验。：压痕较大，不适合成品检验。第21页/共32页第

9、二十二页，共32页。第22页/共32页第二十三页，共32页。第23页/共32页第二十四页，共32页。n维氏硬度试验方法是英国史密斯（维氏硬度试验方法是英国史密斯（R.L.Smith）和塞德）和塞德兰德（兰德（C.E.Sandland）于）于1925年提出年提出(t ch)的。英国的的。英国的维克斯维克斯阿姆斯特朗（阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司试制）公司试制了第一台以此方法进行试验的硬度计。和布氏、洛氏了第一台以此方法进行试验的硬度计。和布氏、洛氏硬度试验相比，维氏硬度试验测量范围较宽，从较软硬度试验相比，维氏硬度试验测量范围较宽，从较软材料到超硬材料，几乎涵盖各种材料。

10、材料到超硬材料，几乎涵盖各种材料。nHV-适用于显微镜分析。维氏硬度适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以以120kg以内的以内的载荷和顶角为载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值硬度值(HV)。n相对精确，一般用于仲裁相对精确，一般用于仲裁 。第24页/共32页第二十五页，共32页。 布氏硬度的特点：布氏硬度的特点： 布氏硬度因压痕面积较布氏硬度因压痕面积较大，大，HBHB值的代表性较全值的代表性较全面，实验数据的重复性面，实验数据的重复性好。好。 由于淬

11、火钢球本身的变由于淬火钢球本身的变形问题，不能试验太硬形问题，不能试验太硬的材料，一般在的材料，一般在HB450HB450以下。以下。 由于压痕较大，不适由于压痕较大，不适合成品检验。合成品检验。 通常用于测定铸铁、通常用于测定铸铁、有色金属有色金属(yus (yus jnsh)jnsh)、低合金结构、低合金结构钢等材料的硬度。钢等材料的硬度。洛氏硬度的特点：洛氏硬度的特点： 洛氏硬度由于压痕较小，硬度洛氏硬度由于压痕较小，硬度代表性差些，如果材料中有偏代表性差些，如果材料中有偏析或组织不均的情况，则所测析或组织不均的情况，则所测硬度值的重复性也差。硬度值的重复性也差。洛氏硬度洛氏硬度HRHR可以可以(ky)(ky)用于硬用于硬度很高的材料。度很高的材料。压痕很小，几乎不损伤工件表压痕很小，几乎不损伤工件表面，故在钢件热处理质量检查面，故在钢件热处理质量检查中应用最多。中应用最多。第25页/共32页第二十六页，共32页。热加工、热处理热加工、热处理等工艺质量等工艺质量(zhling)的有效的有效方法。方法。第26页/共32页第二十七页，共32页。SAakk式中：式中：ak_冲击韧度（冲击值）冲击韧度（冲击值）J/cm2 Ak_冲断试样冲断试样(sh yn)所消耗的冲击