工程材料機械性能

1、工程材料1金屬材料的力學性能靜載時材料的力學性能靜拉伸試驗（彈性和剛度、強度、塑性）硬度（布氏硬度、洛氏硬度）動載時材料的力學性能沖擊韌性（KU）疲勞強度高溫力學性能（蠕變、其它力學性能）斷裂韌性2彈性和剛度標準拉伸試樣1靜載時材料的力學性能3拉伸試驗1靜載時材料的力學性能4彈性 E=/強度 s、 b塑性 =(L1-L0)/L0 =(F0-F1)/F01靜載時材料的力學性能5冷作強化的應用 （加工硬化）建筑鋼筋冷扎鋼板預應力鋼絲1靜載時材料的力學性能6布氏硬度試驗1靜載時材料的力學性能71靜載時材料的力學性能81靜載時材料的力學性能9洛氏硬度試驗1靜載時材料的力學性能10其它硬度 維氏硬度HV

2、 主要用于薄工件或薄表面硬化層的硬度測試，參照GB4340-84金屬維氏硬度試驗方法進行。1靜載時材料的力學性能11顯微硬度HV 用于材料微區(qū)硬度(如單個晶粒、夾雜物、某種組成相等)的測試，可參照GB4342-84金屬顯微維氏硬度試驗方法進行。其它硬度 1靜載時材料的力學性能12莫氏硬度 一種刻劃硬度，用于陶瓷和礦物的硬度測定，該硬度的標尺是選定十種不同的礦物，從軟到硬將莫氏硬度分為十級，如金剛石硬度對應于莫氏硬度10級。其它硬度 1靜載時材料的力學性能13沖擊韌度（KU）試驗2 動載時材料的力學性能14KUA/FA=(GH1-GH2)9.8 J/cm2其中：KU （J/cm2） H（m） A

3、（m2） G（kg）2 動載時材料的力學性能15圖1-4 疲勞曲線-1Nn21N1N2NnNc鋼鐵材料：107次非鐵合金：108次2 動載時材料的力學性能16部分工程材料的疲勞極限-1（MPa）2 動載時材料的力學性能17高溫下材料的力學性能高溫下：b 、 s 、 E、HRC 降低、 、 KU 升高發(fā)生蠕變現象 3 高溫下的力學性能18K1=Ya1/2 式中：Y_裂紋的幾何形狀因子; _外加應力（N/mm2）； a_裂紋的半長（mm）； K1_ 強度因子（MPam1/2或MNm-3/2）當K1達到臨界值K1C時，零件內裂紋將發(fā)生失穩(wěn)擴展而出現低應力脆性斷裂，而K1K1C時，零件安全可靠。K1C

4、即為斷裂韌度。4 斷裂韌性19常見工程材料的斷裂韌度K1C值（MNm-3/2） 4 斷裂韌性20 根據K1=Ya1/2K1C的臨界判據知： 為使零件不發(fā)生脆斷，設計者可以控制三個參數：材料的斷裂韌度K1C 、名義工作應力和零件內的裂紋長度a，它們之間的定量關系能直接用于設計計算，可以解決以下三方面的工程實際問題： 4 斷裂韌性211）根據零件的實際工作應力和其內可能的裂紋尺寸a，確定材料應有的斷裂韌度K1C，為正確選材提供依據；2）根據零件所使用的材料斷裂韌度K1C及已探傷出的零件內存在的裂紋尺寸a，確定零件的臨界斷裂應力C，為零件最大承載能力設計提供依據；3）根據已知材料的斷裂韌度K1C和零

5、件的實際工作應力，估算斷裂時的臨界裂紋長度aC，為零件的裂紋探傷提供依據。 4 斷裂韌性22物理性能: 物理性能，不僅對工程材料的選用來說，有著重要的意義；而且也會對材料的加工工藝產生一定的影響。（一）密度（二）熱學性能 熔點； 熱容； 熱膨脹；熱傳導（三）電學性能 電阻率； 電阻溫度系數； 介電性（四）磁學性能 磁導率； 飽和磁化強度Ms和磁矯頑力c5 材料的物理化學性能23化學性能： 材料在生產、加工和使用時，均會與環(huán)境介質發(fā)生化學反應，從而使其性能惡化或功能喪失。（一）化學腐蝕（二）電化學腐蝕 (三）提高零件耐蝕性的主要措施鋁5 材料的物理化學性能24 材料的工藝性能：本課程則主要解決材料本身與其工藝性能的關系，主要加工工藝性能是：一鑄造性能二鍛造性能三焊接性能四切削加工性能五熱處理性能6 材料的工藝性能25課后作業(yè)： 1、解釋概念： b 、 s 、 E、HRC、 、 KU2、將鐘表發(fā)條拉成一直線后，將力釋放，鐘表發(fā)條可能發(fā)生什么變形？261.某室溫下使用的一緊固螺栓在工作時發(fā)現緊固力下降，試分析材料的何種性能指標沒有達到要求？提出主要的可能解決措施。2.對自行車座位彈簧進行設計和選材，應涉及到材料的哪些主要性能指標？3.實際生