金材-第二章2.ppt

1、复习！,你过关了吗？,1、塑性变形的定义？ 2、应力的定义？ 3、金属变形的种类？ 4、影响塑性变形的因素？ 5、形变强化的定义？,22 金属的力学性能,一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 *五、疲劳强度,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，这就要求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，这种能力就是材料的力学性能。,一、强度,1、 强度的概念 1）定义：金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。其大小用应力表示。 2）应用：强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。,抗拉强度拉

2、伸实验测定 抗压强度 抗剪强度 抗扭强度 抗弯强度,2拉伸试样,d试样直径 L0标距长度,3力伸长曲线,弹性变形阶段 屈服阶段 强化阶段 缩颈阶段,4. 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。,低碳钢,脆性材料,5强度指标,（1）屈服强度当金属材料出现屈服现象时，在实验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。屈服强度分为上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。,ReL 试样的下屈服强度，N/mm2； FeL 试样屈服时的最小载荷，N； S0 试样原始横截面面积，mm2。,规定产生0.2残余伸长时的应力为条件屈服强度Rp0.2，替代ReL，称为条件（名义）屈服强度

3、。,（2）抗拉强度Rm,抗拉强度材料在断裂前所能承受的最大的应力。 应用：金属材料制作机械零件和工程构件时选材和设计的依据。,Rm 抗拉强度，MPa； Fm 试样在屈服阶段后所能抵抗的最大力（无明显屈服的材料，为试验期间的最大力）， N； S0 试样原始横截面面积，mm2 。,四、作业 习题册P5（第二章）： 1、填空题（2、3）； 2、判断题（2、3）； 3、选择题（1,4,5）； 3、名词解释（1-2）。,二、塑性,1、定义 塑性材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力。,1）断后伸长率A,试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。,2、衡量指标,2）断面收缩率Z,试样拉断后，缩颈处面积

4、变化量与原始横截面面积比值的百分率。,【例】有一直径 d =10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉身实验时测得FeL=21kN，Fm=29kN，du=5.65mm，Lu=138mm。求此试样的ReL、Rm、A11.3、Z。,三、硬度,硬度材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是通过在专用的硬度试验机上实验测得的。,布氏硬度试验机,洛氏硬度试验机,维氏硬度试验机,1布氏硬度,布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为MPa，但一般均不标出，用符号HBW表示：,表示方法：,布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。当保持时间为101

5、5s时可不标。,例：,170HBW10/1000/30： 直径10mm的压头，在9807N（1000kg）的试验力作用下，保持30 s时测得的布氏硬度值为170。 600HBW1/30/20： 直径为1mm压头，在294.2N（30kg）的实验力作用下，保持20 s时测得的布氏硬度值为600。,应用范围：,主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的材料。,2洛氏硬度,洛氏硬度计表盘,洛氏硬度试验原理,表示方法：,符号HR前面的数字表示硬度值。HR后面的字母表示不同的洛氏硬度标尺。 例：45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。,常用的三种洛氏硬度标尺的试验条件

6、和适用范围,四、冲击韧性,冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。材料的冲击韧性用一次摆锤冲击弯曲试验来测定。,冲击试样,试样从一定高度被击断后，缺口处单位横截面面积上吸收的功，即表示冲击韧度值。,23 金属的工艺性能,金属材料的一般加工过程,金属材料的工艺性能金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能和焊接性能、热处理性能等。,一、铸造性能 二、锻压性能 三、焊接性能 四、切削加工性能及热处理性能,一、铸造性能,铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力，主要取决于金属的流动性、收缩性和偏析倾向等。,1流动性 熔融金属的流动能力。 2收缩性 铸造合金由液态凝固和冷却至室温的过程中，体积和尺寸减小的现象。 3偏析倾向 金属凝固后，内部化学成分和组织不均匀现象。,二、锻压性能,用锻压成形方法得优良锻件的难易程度。常用塑性和变形抗力两个指标来综合衡量。,三、焊接性能,金属材料对焊接加工的适应性，也就是在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 对碳钢和低合金钢而言，焊接性能主要与其化学成分有关（其中碳的影响最大）。,四、切削加工性能及热处理性能,1切削加工性能,切削加工性能切削金属材料的难易程度。一般用工件切削时的切削速度、切削抗力的大小、断屑能力、刀具的耐用度以及加工后的表面粗糙度来衡量。 表面