金屬材料的強度與塑性課件

1、第二節(jié) 材料的性能樂都職業(yè)技術學校祝增美一. 材料的性能 材料的性能包括使用性能和工藝性能。 使用性能：是指零部件在正常使用條件下材料所表 現(xiàn)出來的性能。 主要包括力學性能、物理性能和化學性能。工藝性能：是指材料在被制成各種零部件的過程中 ， 適應加工的性能。 對于金屬材料來講，工藝性能主要包括了鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理工藝性能。一. 材料的力學性能材料的力學性能：是指材料在外加載荷作用 下所表現(xiàn)出來的性能。 包括強度、塑性、硬度、韌度、疲勞強度及斷裂韌度等；力學性能指標：用來表征材料力學性能的各種臨界值或規(guī)定值.可通過試驗測定.二.材料的理化性能 指材料的固有屬性，

2、如密度、熔點、導熱性、導電性、熱膨脹性、磁性和色澤等。 1材料的物理性能名稱定義表示符號單位意義密度單位體積物質(zhì)的質(zhì)量 kg/m3 材料的密度關系到產(chǎn)品的重量和效能。熔點材料由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。 制定冶煉、鑄造、鍛造和焊接等熱加工工藝規(guī)范的一個重要的參數(shù)。導熱性指材料傳導熱量的能力。 瓦特每米開爾文 W/(mK) 材料的熱導率越大，導熱性就越好。 導電性材料傳導電流的能力稱為導電性。 .cm1/(.cm)1材料的物理性能名稱定義表示符號單位意義熱膨脹性材料隨著溫度的變化產(chǎn)生膨脹、收縮的特性。 線膨脹系數(shù)L和體膨脹系數(shù)v 生產(chǎn)中，在熱加工和熱處理時要考慮材料的熱膨脹性的影響，可減少工件的變形

3、和開裂。磁性材料能被磁場吸引或被磁化的性能稱為磁性或?qū)Т判浴?磁導率 亨利每米 /m 1材料的物理性能 化學性能:是指材料抵抗周圍介質(zhì)侵蝕的能力。 對于金屬材料來說，指耐蝕性和抗氧化性。 對于非金屬材料，還存在著化學穩(wěn)定性、抗老化能力和耐熱性等問題。三.材料的化學性能材料的化學性能材料在常溫下抵抗周圍介質(zhì)（如大氣、燃氣、水、酸、堿、鹽等）腐蝕的能力。 化學腐蝕 電化學腐蝕。腐蝕防護途徑： 1、采用耐蝕性好的不銹鋼、鋁合金等， 2、采用適當?shù)耐苛线M行涂覆； 3、結構設計（防行成閉合回路）， 4、陰極保護。1)耐蝕性2.材料的化學性能2) 抗氧化性 指材料在高溫下抵抗氧化的能力，又稱為熱穩(wěn)定性。

4、在鋼中加入Cr、Si等元素，可大大提高鋼的抗氧化性。2.材料的化學性能鑄造性能：流動性、收縮性、偏析熱處理性能：淬透性鍛造性能：塑性、變形抗力焊接性能：焊接性、碳當量切削性能：表面粗糙度、刀具壽命四. 材料的工藝性能 是指材料在被制成各種零部件的過程中適應加工的性能。包括:強度金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力稱為強度常用強度指標是屈服強度、抗拉強度塑性金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的最大能力常用塑性值的指標是伸長率和斷面收縮率。強度、塑性根據(jù)外加載荷的性質(zhì)，載荷分為： 1、靜載荷 2、沖擊載荷 3、交變載荷。 金屬材料 （受載）-變形,分： 彈性變形：載荷卸除后恢復原狀 塑性變形：

5、載荷卸除后不能恢復,也叫永久變形。1. 載荷2.拉伸試驗拉伸試驗是指用靜載荷對試樣進行軸向拉伸，測量拉伸力和相應的伸長，并測其力學性能的試驗。拉伸時一般將拉伸試樣拉至斷裂。拉伸力F和試樣伸長量L之間的關系曲線稱為力-伸長曲線。靜載荷是指大小、方向不變或變動很慢的載荷。1）拉伸試樣常用標準圓柱形試樣。長試樣：L0=10d0;短試樣：L0=5d03.測量方法2）拉伸試驗機拉伸試驗機3)拉伸過程拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象當拉伸力達到Fb時，試樣的局部截面開始收縮，產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象。退火低碳鋼高碳鋼鑄鐵中碳調(diào)質(zhì)鋼不同材料的拉伸曲線脆性材料塑性材料 塑性材料：斷裂前有明顯的塑性變形，稱為塑性斷裂,塑性斷裂的斷口呈“

6、杯錐”狀。如低碳鋼。 脆性材料：在斷裂前未發(fā)生明顯的塑性變形，為脆性斷裂，斷口是平整的。如鑄鐵、玻璃等。 不同類型的材料，其-曲線有很大差異。反映出其所具有不同的抗拉性能特點。(一)材料的拉壓試驗 (1) 屈服點是指拉伸試樣在拉伸試驗過程中力不增加（保持恒定）仍然能繼續(xù)伸長（變形）時的應力。2. 強度指標試樣屈服時的載荷( N )試樣原始橫截面積( mm2) 0SsFSs=s屈服點，MPa 2，材料的強度指標 （1）屈服點s ：表示材料產(chǎn)生屈服時對應的應力。屈服點也稱為屈服強度。 s= Fs/Ao （MPa） 式中，F(xiàn)s為試樣發(fā)生屈服變形時的載荷（N），A0為試樣原始橫截面積（mm2）。 （2

7、）抗拉強度b 指試樣在拉伸過程中所能承受的最大應力值。 b=Fb/Ao （MPa） 式中，F(xiàn)b是試樣斷裂前所承受的最大載荷(N),Ao是試樣的原始橫截面積(2)。 塑性 1）定義： 是指金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變 形的能力。 2） 測量方法拉伸試驗 3）強度指標斷面收縮率斷后伸長率塑性指標塑性變形：是物體在力作用下產(chǎn)生的形狀和尺寸的改變， 外力去除后塑性變形不能恢復到原來的形狀和 尺寸。l1-l0l0100%=l1試樣拉斷后的標距,mm;l0試樣的原始標距,mm。斷后伸長率：試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比。長試樣：10短試樣：5S0-S1S0=100%S0試樣原始橫截面積,mm2；S1頸縮處的橫截面積,mm2 。斷面收縮率：試樣拉斷后，頸縮處的橫截面積的縮減量 與原始橫截面積的百分比。塑性好壞的意義:2)塑性好的材料，在過載時，由于首先產(chǎn)生塑性變形而不致發(fā)生突然斷裂，因此比較安全。塑性材料與脆性材料的區(qū)分： 5%