金屬材料第一單元

金屬材料的性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能第一單元金屬材料的性能力學(xué)性能力學(xué)性能

指金屬在力的作用下所顯示出的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的性能，如彈性、強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等強(qiáng)度與塑性材料的拉伸曲線1、oe段：直線、彈性變性2、es段：曲線、彈性變形+塑性變形3、ss段：水平線（略有波動(dòng)）明顯的塑性變形屈服現(xiàn)象，作用的力基本不變，試樣連續(xù)伸長(zhǎng)。4、sb曲線：彈性變形+均勻塑性變形。5、b點(diǎn)：出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即試樣局部截面明顯縮小試樣承載能力降低，拉伸力達(dá)到最大值，試樣即將斷裂。強(qiáng)度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。強(qiáng)度的指標(biāo)2、抗拉強(qiáng)度指試樣拉斷前所承受的最大拉應(yīng)力。其物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力。1、屈服點(diǎn)Rm

=

Fm/S0

當(dāng)材料的內(nèi)應(yīng)力R＞Rm時(shí)，材料將產(chǎn)生斷裂。Rm常用作脆性材料的選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。符號(hào)：Re材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力Re=Fs/S0

Fs：試樣屈服時(shí)所承受的拉伸力（N）S0

：試樣原始橫截面積（mm）塑性指標(biāo)塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。評(píng)定指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。1、斷后伸長(zhǎng)率A2、斷面收縮率Z指試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。指試樣拉斷后縮項(xiàng)處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。A=(Lu-Lo)/Lox100%Lu:拉斷拉伸試樣對(duì)接后測(cè)出的標(biāo)距長(zhǎng)度

Lo:拉伸試樣的原始標(biāo)距Z=(So-Su)/Sox100%So:拉伸試樣原橫截面積。

Su:拉伸試樣斷口處的橫截面積硬度引言：1、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，其物理含義與試驗(yàn)方法有關(guān)。2、硬度的測(cè)試方法布氏硬度洛氏硬度維氏硬度肖氏硬度1、布氏硬度試驗(yàn)（布氏硬度計(jì)）

原理:用一定直徑的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗(yàn)力壓入待測(cè)材料表面，保持規(guī)定時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量材料表面壓痕直徑，以計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)方法。2、布氏硬度值

用球面壓痕單位面積上所承受有平均壓力表示。如：120HBS500HBW4、測(cè)量范圍

用于測(cè)量灰鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼、非鐵金屬及非金屬材料等.布氏硬度3、優(yōu)缺點(diǎn)（1）測(cè)量值較準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可測(cè)組織不均勻材料（鑄鐵）（2）可測(cè)的硬度值不高（3）不測(cè)試成品與薄件（4）測(cè)量費(fèi)時(shí)，效率低1、洛氏硬度試驗(yàn)（洛氏硬度計(jì)）

原理:

用金剛石圓錐或淬火鋼球，在試驗(yàn)力的作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量來計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)。

2、洛氏硬度值用測(cè)量的殘余壓痕深度表示?？蓮谋肀P上直接讀出。如：50HRC

4、測(cè)量范圍

用于測(cè)量淬火鋼、硬質(zhì)合金等材料.洛氏硬度3、優(yōu)缺點(diǎn)（1）試驗(yàn)簡(jiǎn)單、方便、迅速（2）壓痕小，可測(cè)成品，薄件（3）數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)三點(diǎn)取平均值（4）不應(yīng)測(cè)組織不均勻材料，如鑄鐵。1、維氏硬度試驗(yàn)

原理:用夾角為136°的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗(yàn)力F（49.03-980.07N）壓入試樣表面，測(cè)出壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度d。2、維氏硬度值

用壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度表示。如：640HV。

4、測(cè)量范圍

常用于測(cè)薄件、鍍層、化學(xué)熱處理后的表層等。維氏硬度3、優(yōu)缺點(diǎn)（1）測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣（硬度從極軟到極硬）（2）可測(cè)成品與薄件（3）試樣表面要求高，費(fèi)工。韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗(yàn)來測(cè)定金屬材料的沖擊韌性。沖擊試樣沖擊試樣的原理及方法：沖擊韌度越大，表示材料的沖擊韌性越好。小能量多次沖擊試驗(yàn)疲勞強(qiáng)度

疲勞概念：在交變應(yīng)力作用下，零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。①疲勞斷裂時(shí)無(wú)明顯的宏觀朔性變形，斷裂前沒有預(yù)兆，而是突然破壞；②引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低于材料的屈服點(diǎn)；③疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成。疲勞破壞的特征疲勞曲線是指交變應(yīng)力與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線。疲勞曲線和疲勞極限物理性能密度熔點(diǎn)導(dǎo)熱性導(dǎo)電性熱膨脹性磁性化學(xué)性能耐蝕性抗氧化性化學(xué)穩(wěn)定性金屬的工藝性能工藝性能是指金屬材料對(duì)不同加工工藝方法的應(yīng)能力。金屬（材料）及合金在鑄造工藝中獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。1、流動(dòng)性：熔融金屬的流動(dòng)能力稱為流動(dòng)性。主要受金屬化學(xué)成份和澆注溫度等的影響。2、收縮性：鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為引縮性。3、偏析傾向：金屬凝固后，內(nèi)部化學(xué)成分和組織的不均勻現(xiàn)象稱為