機械工程材料力學(xué)性能

1、第第1章章 金屬材料的性能金屬材料的性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.3 1.3 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能力學(xué)性能是指材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些力學(xué)性能是指材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力能力 , ,是機械制造領(lǐng)域選用金屬材料的主要依據(jù)是機械制造領(lǐng)域選用金屬材料的主要依據(jù), , 而且它與而且它與各種加工工藝也有密切的關(guān)系。各種加工工藝也有密切的關(guān)系。 力學(xué)性能范圍較廣，力學(xué)性能范圍較廣， 以試以試驗溫度區(qū)分，驗溫度區(qū)

2、分， 力學(xué)性能可分為高溫力學(xué)性能、力學(xué)性能可分為高溫力學(xué)性能、 常溫力學(xué)性常溫力學(xué)性能和低溫力學(xué)性。能和低溫力學(xué)性。 本書主要介紹常溫力學(xué)性能。本書主要介紹常溫力學(xué)性能。力學(xué)性能包括強度、力學(xué)性能包括強度、 塑性、塑性、 硬度、硬度、 沖擊韌性及疲勞強度等。沖擊韌性及疲勞強度等。金屬材料在加工及使用過程中所受的外力稱為載荷。金屬材料在加工及使用過程中所受的外力稱為載荷。 根據(jù)載根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，荷作用性質(zhì)的不同， 對金屬材料的力學(xué)性能要求也不同。對金屬材料的力學(xué)性能要求也不同。 載荷按其作用性質(zhì)的不同可分為以下載荷按其作用性質(zhì)的不同可分為以下3 3種。種。1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性

3、能金屬材料的力學(xué)性能 靜載荷：靜載荷： 是指大小不變或變化過程緩慢的載荷。是指大小不變或變化過程緩慢的載荷。 沖擊載荷：沖擊載荷： 在短時間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。在短時間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。 交變載荷：交變載荷： 是指大小是指大小 方向或大小和方向隨時間作周期性方向或大小和方向隨時間作周期性變化的載荷。變化的載荷。機械零件在使用過程或加工過程中，機械零件在使用過程或加工過程中， 會受到不同形式外力的會受到不同形式外力的作用作用 如柴油機的連桿在工作時不僅受到拉力和壓力的作用，如柴油機的連桿在工作時不僅受到拉力和壓力的作用， 還要受沖擊力的作用；還要受沖擊力的作用； 起重機

4、上的鋼絲繩受到懸吊物體的重起重機上的鋼絲繩受到懸吊物體的重力作用。力作用。 根據(jù)作用形式的不同，根據(jù)作用形式的不同， 載荷可分為拉伸載荷、載荷可分為拉伸載荷、 壓壓縮載荷、縮載荷、 彎曲載荷、彎曲載荷、 剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等，剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等， 如圖如圖1-11-1所所示。示。圖圖1-1 載荷的作用形式載荷的作用形式1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能式中：式中：應(yīng)力，應(yīng)力，MPaMPa； F F外力，外力，N N； S S橫街面積，橫街面積，mmmm2 2。1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.

5、1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖12 12 圓形拉伸試樣圓形拉伸試樣1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-3 1-3 低碳鋼的力低碳鋼的力伸長曲線伸長曲線 1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-4 1-4 鑄鐵的力鑄鐵的力- -伸長曲線伸長曲線 1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬

6、材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-5 1-5 布氏硬度試驗原理圖布氏硬度試驗原理圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能表表1-1 1-1 根據(jù)材料和布氏硬度范圍選根據(jù)材料和布氏硬度范圍選擇試驗條件擇試驗條件1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-6 1-6 洛氏硬度測試過程示意圖洛氏硬度測試過程示意圖1.1 1.1

7、 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能表表1-2 1-2 常用洛氏硬度標(biāo)尺的試驗條常用洛氏硬度標(biāo)尺的試驗條件和適用范圍件和適用范圍圖圖1-7 HR-1501-7 HR-150型硬度計結(jié)構(gòu)示意圖型硬度計結(jié)構(gòu)示意圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-8 U1-8 U性缺口沖擊試樣性缺口沖擊試樣圖圖1-9 V1-9 V形缺口沖擊試樣形缺口沖擊試樣1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-10 1-10 沖擊試驗示意圖沖擊試驗示意圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-11 1-11 小

8、能量多次沖擊工作圖小能量多次沖擊工作圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-12 1-12 疲勞曲線示意圖疲勞曲線示意圖圖圖1-13 1-13 對稱循環(huán)應(yīng)力圖對稱循環(huán)應(yīng)力圖1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能