1-金屬材料的性能解析

汽車機(jī)械根底

652890鄒慧課程概述教材學(xué)時(shí)課程地位考試類型1.為專業(yè)課打根底2.為更好就業(yè)做鋪墊3.提高自身專業(yè)素養(yǎng)課程開設(shè)目的課程安排汽車常用材料12學(xué)時(shí)互換性6學(xué)時(shí)機(jī)械制圖26學(xué)時(shí)力學(xué)學(xué)問(wèn)32學(xué)時(shí)機(jī)械根底36學(xué)時(shí)液壓傳動(dòng)根底學(xué)問(wèn)6學(xué)時(shí)課堂要求筆記要求課堂紀(jì)律要求習(xí)題要求聽課效果要求汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車曲軸、活塞、齒輪一金屬材料的使用性能1金屬具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，有確定的強(qiáng)度和塑性，并具有金屬光澤的物質(zhì)2金屬材料:

金屬元素/金屬元素為主1.1金屬材料的性能一金屬材料的使用性能3分類黑色金屬有色金屬特種金屬〔構(gòu)造金屬、功能金屬〕4性能

使用：物理、化學(xué)、力學(xué)性能：切削加工、鑄造、焊接、鍛造工藝性能金屬材料的性能力學(xué)性能鑄造性 可焊性切削加工性化學(xué)性能使用性能可鍛性物理性能二、物理性能密度；熔點(diǎn)；導(dǎo)熱性；導(dǎo)電性；熱膨脹性。磁性金屬的物理性能是指金屬固有的屬性。

物理性能金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反響的特性稱為金屬的化學(xué)性能。三、化學(xué)性能

化學(xué)性能1.耐蝕性；2.抗氧化性；碳素鋼、鑄鐵鈦及其合金、鋁合金、銅合金CrSi三、化學(xué)性能噴涂油漆鍍層噴塑涂油脂發(fā)藍(lán)處理搪瓷1掩蓋法防腐三、化學(xué)性能1.參與合金元素2.化學(xué)熱處理2提高金屬本身的耐蝕性3

電化學(xué)腐蝕4氣體枯燥封存法

材料的力學(xué)性能是指金屬材料在外力的作用下表現(xiàn)出來(lái)的特性。

力學(xué)性能強(qiáng)度硬度疲乏極限塑性沖擊韌度四、金屬材料的力學(xué)性能強(qiáng)度是指金屬材料在外載荷作用下反抗塑性變形和斷裂的力氣。1、強(qiáng)度〔1〕變形:金屬材料受載荷作用而發(fā)生的幾何外形和尺寸的變化稱為變形。分類:

彈性變形、塑性變形〔2〕強(qiáng)度指標(biāo)1、強(qiáng)度a彈性極限產(chǎn)生完全變形σeB屈服強(qiáng)度.力不增加連續(xù)變形上屈服強(qiáng)度ReH下屈服強(qiáng)度ReLc抗拉強(qiáng)度拉斷前最大拉應(yīng)力Rm

在拉伸試驗(yàn)中具有屈服現(xiàn)象的金屬材料稱為塑性材料，而工程上使用的金屬材料，大多數(shù)沒有明顯的屈服現(xiàn)象，這類金屬材料稱為脆性材料。有些脆性材料，不僅沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生縮頸。鑄鐵的拉伸曲線強(qiáng)度是依據(jù)拉伸試驗(yàn)測(cè)定出來(lái)的。圓形試樣長(zhǎng)試樣L0＝10d0，短試樣L0＝5d0。其中：L0為試樣標(biāo)距，d0為試樣直徑〔2〕強(qiáng)度指標(biāo)1、強(qiáng)度2、塑性〔1〕斷后伸長(zhǎng)率δδ>5%，塑性材料；δ<5%，脆性材料。斷裂前材料發(fā)生不行逆永久變形的力氣稱為塑性。長(zhǎng)試樣：δ10簡(jiǎn)寫為δ；短試樣：δ5。試樣拉斷后，標(biāo)距伸長(zhǎng)量和原始標(biāo)距的百分比。δ=〔L1—L0〕/L0×100％式中:L0—試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度(mm)；L1—試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度(mm)。試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比。ψ=〔A0—A1〕/AO×100％式中：A0—試樣的原始橫截面積(mm2)；A1—試樣斷裂后縮頸處的橫截面積(mm2)?！?〕斷面收縮率ψ硬度是指材料外表反抗局部塑性變形、壓痕和劃痕的力氣。3、硬度壓入法劃痕法回跳法布氏硬度HB洛氏硬度HR維氏硬度HV壓入法硬度試驗(yàn)方法：〔1〕布氏硬度HB壓頭淬火鋼球

HBS：布氏硬度值

450的材料；硬質(zhì)合金球

HBW：布氏硬度值450~650的材料。布氏硬度計(jì)〔1〕布氏硬度HB表示方法;硬度數(shù)值+布氏硬度符號(hào)HBW+壓頭球體直徑/試驗(yàn)力/壓力保持時(shí)間。壓頭球體直徑:1;2.5;5;10壓力保持時(shí)間:10~15s例;600HBW1/30/20350HBW2.5/30/15優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小〔因壓痕大〕，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：壓痕面積較大，測(cè)量費(fèi)時(shí)，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。應(yīng)用：常用于測(cè)量較軟材料、灰鑄鐵、有色金屬、退火正火鋼材的硬度。不適于測(cè)量成品零件或薄件的硬度。2.洛氏硬度HR壓頭120o金剛石圓錐體鋼球

HRA與HRC淬火鋼球

HRB初試驗(yàn)力F1總試驗(yàn)力F主試驗(yàn)力F2F=F1+F2h=h1–h0在使用金剛石壓頭時(shí)，常數(shù)K為0.2洛氏硬度計(jì)〔2〕洛氏硬度HR表示方法;硬度數(shù)值+洛氏硬度符號(hào)HR+使用的標(biāo)尺硬度符號(hào)壓頭類型總試驗(yàn)力應(yīng)用舉例HRA金剛石圓錐60硬質(zhì)合金、表面淬火、滲碳鋼等HRB直徑為1.5875mm球100有色金屬、退火、正火鋼等HRC金剛石圓錐150淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等測(cè)量操作簡(jiǎn)潔，便利快捷，壓痕?。粶y(cè)量范圍大，能測(cè)較薄工件。測(cè)量精度較低，可比性差，不同標(biāo)尺的硬度值不能比較。例如：50HRC<70HRA〤50HRB>40HRC〤優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：可用于成品檢驗(yàn)和薄件外表硬度檢驗(yàn)。不適于測(cè)量組織不均勻材料?！?〕維氏硬度HV與布氏硬度試驗(yàn)原理根本一樣。只是壓頭改用金剛石四棱錐體。特點(diǎn)：可測(cè)較薄的硬化層以及很軟、很硬的材料。維氏硬度計(jì)〔3〕布氏硬度HV表示方法;硬度數(shù)值+布氏硬度符號(hào)HV+試驗(yàn)力/壓力保持時(shí)間〔10~15不標(biāo)注〕。例;640HV30600HV35優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)載荷小，壓痕淺，直接比較，尺寸范圍大，軟硬度范圍大缺點(diǎn)：式樣外表要求高，硬度值的測(cè)定比較麻煩，工作效率比洛氏硬度低應(yīng)用：常用于零件外表淬硬層及化學(xué)而處理的表層金屬鍍層，薄片材料，化學(xué)熱處理后的外表4、沖擊韌度〔韌性〕金屬材料反抗沖擊載荷作用而不破壞的力氣稱為沖擊韌度。沖擊韌度是指沖擊試樣缺口處單位橫截面面積上的沖擊吸取功，其計(jì)算公式為:ɑK=AK/SN式中：ɑK—沖擊韌度〔J/cm2)；AK—沖擊吸取功〔J〕；SN—試樣缺口處橫截面面積〔cm2〕。AK=Wh1-Wh2=W〔h1-h2〕式中：AK—沖擊吸取功〔J〕；Wh1—擺錘初始勢(shì)能；Wh2—擺錘剩余勢(shì)能；W—擺錘重力〔N〕；h1—擺錘初始高度〔m〕；h2—沖斷試樣后，擺錘回上升度〔m〕。

沖擊韌度，用

K表示其取決于塑性和硬度。溫度對(duì)αK影響較大。溫度下降時(shí)韌性下降，韌性向脆性轉(zhuǎn)變的溫度叫韌脆轉(zhuǎn)變溫度。脆性材料韌性小，韌性材料斷裂前有明顯的塑性變形。疲乏極限σ-1是表示材料以很屢次交變載荷作用而不引起破壞的最大應(yīng)力，其大小與應(yīng)力變化的次數(shù)有關(guān)。5、疲乏極限〔1〕疲乏和疲乏極限零件在循環(huán)應(yīng)力的作用，即使工作時(shí)承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)或規(guī)定剩余伸長(zhǎng)應(yīng)力，在經(jīng)受確定的應(yīng)力循環(huán)后也會(huì)發(fā)生突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲乏。

對(duì)于黑色金屬規(guī)定循環(huán)次數(shù)為107次，有色金屬循環(huán)次數(shù)為108次。5、疲乏極限〔2〕特征斷裂應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度，甚至低于材料的彈性極限斷裂前，零件沒有明顯塑性變形〔AZ〕對(duì)材料的外表和內(nèi)部缺陷敏感〔外表缺口、脫碳層、夾渣物、碳化物及空洞〕〔3〕提高疲乏強(qiáng)度的途徑合理選材、合理設(shè)計(jì)、提高外表加工質(zhì)量、外表處理Titanic漂移緣由：Titanic--含硫高的鋼板，韌性很差，特殊是在低溫呈脆性，沖擊試樣是典型的脆性斷口，近代船用鋼板的沖擊試樣則具有相當(dāng)好的韌性。Titanic號(hào)鋼板〔左圖〕和近代船用鋼板〔右圖〕的沖擊試驗(yàn)結(jié)果1、拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷前所能夠承受的最大應(yīng)力稱為材料的〔〕。A、彈性極限B、抗拉強(qiáng)度C、屈服點(diǎn)

2、用拉伸試驗(yàn)可測(cè)定材料的〔〕性能指標(biāo)。A、強(qiáng)度B、韌性C、硬度1、洛氏硬度中HRA和HRC承受同樣的金剛石壓頭，因而他們的值有可比性?！病陈迨嫌捕戎凳菦]有單位的?！病?、布氏硬度測(cè)量法不適合于測(cè)量成品及較薄的零件。〔〕3、全部金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)都會(huì)消逝顯著的屈服現(xiàn)象?！病骋?、選擇題二、推斷題復(fù)習(xí)題1、金屬材料的使用性能包括————、————和————等；2、材料的力學(xué)性能包括————、————、————、————和————等。3、強(qiáng)度是指金屬材料在————作用下，反