金属材料的性能

第二章1洛阳铁路隧道技工学校第一节金属材料的损坏与塑性变形第二节金属的力学性能

第三节金属的工艺性能第四节力学性能试验

本次课的教学内容章节目录2洛阳铁路隧道技工学校?1、金属材料的破坏形式？2、什么叫载荷？3、按作用方式不同，载荷分为那几种类型？答案?变形、断裂、磨损金属材料在加工及使用过程中所受到的外力拉伸、压缩、弯曲剪切、扭转载荷复习提问3洛阳铁路隧道技工学校

任何机械零件或工具在使用过程中往往要受到各种形式外力的作用，金属材料的变形就是在外力作用下发生的，为了保证金属材料能够使用，就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力就是材料的力学性能。力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的性能。概念1哪些性能？引言4洛阳铁路隧道技工学校本节重点§2—2金属的力学性能力学性能的指标抗拉强度的测试强度、塑性指标的计算强度、塑性指标的应用本节的难点力——伸长曲线的分析强度指标的应用塑性指标的应用5洛阳铁路隧道技工学校一、金属的力学性能1、力学性能的概念2、力学性能的主要指标表征和判定金属力学性能所用的指标和依据称为金属力学性能的判据。6洛阳铁路隧道技工学校强度大小的表示方法：二、强度概念2强度的定义：金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。强度的分类抗压强度抗剪强度抗弯强度抗扭强度抗拉强度材料强度指标的代表应力7洛阳铁路隧道技工学校2、拉伸试样：二、强度本节的重点、难点1、拉伸试验：抗拉强度是通过拉伸试验在拉伸试验机上测定的。分类圆形试样矩形试样长试样：L0=10d短试样：L0=5dl0=10dl0=5d8洛阳铁路隧道技工学校标点

l0d圆形试样1．材料类型1.低碳钢：

铸铁：2．标准试样：塑性材料的典型代表脆性材料的典型代表标距：等截面测试部分长度尺寸符合国标的试样标准试样：l0=10d

l0=5d9洛阳铁路隧道技工学校l0tb矩形试样10洛阳铁路隧道技工学校二、强度3、拉伸试验过程：简单演示过程4、拉伸试验的结果：力——伸长曲线横坐标：变形量△L纵坐标：载荷F△LF本章节难点组成拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量之间的关系曲线。11洛阳铁路隧道技工学校5、力——伸长曲线的分析二、强度Feesbz△LFFelFmFe低碳钢的力——伸长曲线特点:载荷除去后变形消失特点:载荷变化很小或不变化而变形继续增加特点:随变形的增大,变形抗也增大特点:截面缩小,载荷降低弹性阶段屈服阶段缩颈阶段强化阶段12洛阳铁路隧道技工学校屈服：颈缩：断裂：

6、拉伸过程中的实物变形特征13洛阳铁路隧道技工学校脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）

脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。二、强度注意ΔLF014洛阳铁路隧道技工学校7、强度的指标二、强度(1)、屈服强度：在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力，用符号Rel表示脆性材料的屈服点：计算公式：试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%时的应力，称为条件屈服强度，用符号RP0.2表示。本章节重点试样屈服时的最小载荷15洛阳铁路隧道技工学校8、强度的指标二、强度(2)、抗拉强度：计算公式：试样屈服后的最大载荷材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号Rm表示。注意一般机件都有是在弹性状态下工作，不允许有微小的塑性变形，更不允许工作应力大于Rm

，因此，Rel、Rm作为选择材料的依据。16洛阳铁路隧道技工学校二、强度9、强度指标的应用

当零件工作时所受的应力，低于材料的屈服点或规定的残余伸长应力，则都不会产生过量的塑性变形。

材料的屈服点越高，允许的工作应力也就越高，则零件的截面尺寸及自身质量就可减小。因此，材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据，也是评定金属材料性能的重要指标。

零件在工作中所承受的应力，不允许

超过抗拉强度，否则会产生断裂。抗拉强度也是机械零件设计和选材的重要依据。

选材依据R工作<RelR工作<Rm选材原则17洛阳铁路隧道技工学校三、塑性（1）伸长率：（2）断面收缩率：概念31、塑性的定义：2、塑性的大小：也是由拉伸试验测得的。3、塑性的指标：lu——试样拉断后的标距,mm;l0——试样的原始标距,mm。材料受力后在断裂之前产生塑性变形的能力。Su——试样拉断后缩颈处的面积,mm2;So——试样拉原始横截面积,mm2;18洛阳铁路隧道技工学校

金属材料的断后伸长率和断面收缩率数值越大，表示材料的塑性越好。塑性的大量塑性变形而不发生破坏，易于通过塑性变形加工成复杂开头的零件。塑性好的材料，在受力过大时，首先产生塑性变形而不致发生突然断裂，因此比较安全。

三、塑性4、塑性指标的应用：如：工业纯铁的δ可达50%，ψ可达80%，可拉成细丝，轧制薄板等。铸铁的δ几乎为零，所以不能进行塑性变形加工。例19洛阳铁路隧道技工学校四、小结1、二个指标:2、三个概念：3、四个公式：

强度

塑性

力学性能

强度

塑性

屈服强度

抗拉强度

断后伸长率

断面收缩率

20洛阳铁路隧道技工学校例2：思考题汽车的驾驶室外壳、汽车车轴、弹簧各选用什么性能的材料。例思考例1：P19思考注意面积的计算。选择塑性好的材料（如08F钢）选择强度高的材料（如45钢）选择弹性好的材料（如65钢）21洛阳铁路隧道技工学校

某厂购进一批40钢材，按国家标准规定，其力学性能指标应不低于下列数值：REL340Mpa，RM540Mpa，A19%，Z45%。验收时，用该材料制成d=1×10-2m的短试样（原始标距为5×10-2m）作拉伸试验：当载荷达到28260N时，试样产生屈服现象；载荷达到45530N时