工程材料的分類與性能.ppt

2019/10/14,第二部分 工程材料,2019/10/14,工程材料,工程材料的分類和性能,1,金屬材料及其熱處理,2,工程塑料、特種陶瓷、復(fù)合材料,3,2019/10/14,工程材料的分類和性能,2.1.1 工程材料的分類 工程材料學(xué)：材料學(xué)的實用部分，主要闡述結(jié)構(gòu)材料的成分、組織、性能及應(yīng)用等方面的一般規(guī)律。 結(jié)構(gòu)材料：工程上要求強(qiáng)度、韌性、塑性、硬度等機(jī)械性能的材料。 功能材料：具有光、電、磁、熱等特殊物理性能的材料。,2019/10/14,金屬材料： 黑色金屬鐵和以鐵為基的合金(鋼、鑄鐵等) 有色金屬黑色金屬以外的所有金屬及其合金 高分子材料： 塑料主要指工程塑料 合成纖維由單體聚合而成再經(jīng)過機(jī)械處理成纖維材料 橡膠經(jīng)硫化處理，彈性優(yōu)良的聚合物，分通用和特種橡膠。 膠粘劑分樹脂型、橡膠型和混合型,2019/10/14,陶瓷材料： 普通陶瓷主要為硅、鋁氧化物的硅酸鹽材料 特種陶瓷高熔點(diǎn)的氧化物、碳化物、氮化物等燒結(jié)材料 金屬陶瓷用生產(chǎn)陶瓷的工藝來制取的金屬與碳化物或其它化合物的粉末制品 復(fù)合材料：由兩種或兩種以上的材料組合而成的材料 按基體相種類分：聚合物基、金屬基、陶瓷基、 石墨基等 按用途分：結(jié)構(gòu)、功能、智能復(fù)合材料,2019/10/14,2.1.2 工程材料的性能 力學(xué)性能金屬材料在外力作用時表現(xiàn)出來的性能。 外力形式：拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)等。 載荷形式：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷等。 指標(biāo)：硬度、強(qiáng)度、剛度、塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度等。,2019/10/14,強(qiáng)度金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力。 分：抗拉強(qiáng)度b、抗壓bc、抗彎bb、抗剪b、抗扭t。,ob彈性變形階段 bcd屈服階段 dB強(qiáng)化階段 Bk縮頸階段 k試樣斷裂,2019/10/14,彈性極限e（elastic limit）,材料拉伸時保持彈性變形，不發(fā)生永久變形的最大應(yīng)力。,e=Pe/Fo,工程上p、e視為同一值,剛度表示材料彈性變形抗力的大小。,彈性模量E是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)。,E愈大，使其產(chǎn)生一定量彈性變形的應(yīng)力也應(yīng)愈大。,E=/ 應(yīng)力應(yīng)變的比值。單位 MPa,2019/10/14,屈服極限s（屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)）,金屬材料開始發(fā)生明顯塑性變形的抗力。,s=Ps/Fo,0.02,產(chǎn)生0.02%殘余塑性變形的抗力的極限應(yīng)力值。,用于無屈服點(diǎn)的中高碳鋼。,脆性材料：b=s 灰口鑄鐵,抗拉強(qiáng)度b （強(qiáng)度極限）,試樣被拉斷前的最大承載能力,材料抵抗外力而不致斷裂的極限應(yīng)力值,2019/10/14,塑性材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。 伸長率和斷面收縮率表示，兩個值越大塑性越好。 硬度金屬材料表面在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力。 按試驗方法不同分布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、維氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS）。 布氏硬度與抗拉強(qiáng)度存在一定線性關(guān)系。,2019/10/14,沖擊韌度：沖擊載荷下材料抵抗變形和斷裂的能力。,焦耳/厘米（J/cm）,ak=沖擊破壞所消耗的功Ak/標(biāo)準(zhǔn)試樣斷口截面積F,ak值低的材料叫做脆性材料，斷裂時無明顯變形，金屬光澤，呈結(jié)晶狀。 ak值高，明顯塑變，斷口呈灰色纖維狀，無光澤，韌性材料。,Ak=mg(H1-H2),2019/10/14,Ak=h1-h2,2019/10/14,疲勞強(qiáng)度-1,80%的斷裂由疲勞造成,經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不致斷裂的最大應(yīng)力值。,陶瓷、高分子材料的疲勞抗力很低，金屬材料疲勞強(qiáng)度較高，纖維增強(qiáng)復(fù)合