汽车材料 第1章金属材料的性能.ppt

汽车材料汽车材料教学课件教学课件制作：韦志峰（重庆科技学院）制作：韦志峰（重庆科技学院）周燕（南京交通职业技术学院）周燕（南京交通职业技术学院）第一章 金属材料的性能金属材料的性能包括金属材料的性能包括使用性能使用性能和和工艺性能工艺性能。根据零件所承受的外力（或称载荷）不同，根据零件所承受的外力（或称载荷）不同，载荷分为：载荷分为：静载荷、冲击载荷、交变载荷静载荷、冲击载荷、交变载荷。一、强度一、强度 抗拉强度（抗拉强度（b b）、抗压强度（）、抗压强度（bcbc）、抗）、抗弯强度（弯强度（bbbb）、抗剪强度（）、抗剪强度（b b）、抗扭强度）、抗扭强度（t t）等几种。）等几种。第一节 材料的静态力学性能2 2、低碳钢拉伸过程：、低碳钢拉伸过程：按按GB228-2002GB228-2002制作拉伸试样，将一截面制作拉伸试样，将一截面为圆形的低碳钢拉伸试样在拉伸试验机上缓为圆形的低碳钢拉伸试样在拉伸试验机上缓缦地进行拉伸，使试样承受轴向拉力缦地进行拉伸，使试样承受轴向拉力F F，并引，并引起试样沿轴向伸长，直至试样断裂，并测得起试样沿轴向伸长，直至试样断裂，并测得应力应力应变曲线应变曲线 第一节 材料的静态力学性能第一节 材料的静态力学性能第一节 材料的静态力学性能第一节 材料的静态力学性能F Fe e试样不产生塑性变形时的载荷试样不产生塑性变形时的载荷(N)(N)；A A0 0试样原截面积试样原截面积(mm(mm2 2)。3 3、强度指标：、强度指标：(1)(1)弹性极限（弹性极限（e e ，MPaMPa）：）：ee第一节 材料的静态力学性能A0F Fs s试样产生屈服现象时的载荷试样产生屈服现象时的载荷(N)(N)；A A0 0试样原截面积试样原截面积(mm(mm2 2)。(2)(2)屈服强度（屈服强度（s s ，MPaMPa）：）：大多数金属材料没有明显的屈服现象则大多数金属材料没有明显的屈服现象则规定产生规定产生0.20.2残余伸长时的应力作为条件屈残余伸长时的应力作为条件屈服强度服强度 0.20.2可以替代可以替代 s s，称，称条件（名义）屈服条件（名义）屈服强度强度。第一节 材料的静态力学性能A0(3)(3)抗拉强度（抗拉强度（b b ，MPaMPa）：）：F Fb b试样拉断前的最大拉力试样拉断前的最大拉力(N)(N)；A A0 0试样原截面积试样原截面积(mm(mm2 2)。第一节 材料的静态力学性能A0二、塑性：二、塑性：(1)(1)伸长率（伸长率（）：）：L L1 1拉断后的长度；拉断后的长度；L L0 0原长度原长度第一节 材料的静态力学性能(2)(2)断面收缩率（断面收缩率（）S S1 1断口处截面积断口处截面积(mm(mm2 2)；S S0 0原面积原面积 (mm(mm2 2)。第一节 材料的静态力学性能第一节 材料的静态力学性能三、三、硬度硬度 1.1.布氏硬度布氏硬度第一节 材料的静态力学性能第一节 材料的静态力学性能二、洛氏硬度二、洛氏硬度洛氏硬度测试原理图第一节 材料的静态力学性能第一节 材料的静态力学性能一、冲击韧度一、冲击韧度1 1摆锤式一次冲击弯曲试验摆锤式一次冲击弯曲试验 第二节材料的动态力学性能第二节材料的动态力学性能 冲击韧度冲击韧度 k k=A=AK K/S/S0 0 （J/cmJ/cm2 2）A AK K冲击吸收功，摆锤冲断冲击吸收功，摆锤冲断试样所失去的能量，即对试试样所失去的能量，即对试样断裂所作的功，样断裂所作的功，S S0 0试样缺口处截面积。试样缺口处截面积。2 2小能量多次冲击小能量多次冲击第二节材料的动态力学性能第二节材料的动态力学性能 小能量多次冲击试验原理图第二节材料的动态力学性能 二、断裂韧度二、断裂韧度1 1、裂纹扩展的基本形式、裂纹扩展的基本形式2 2、应力场强度因子、应力场强度因子K K第二节材料的动态力学性能第二节材料的动态力学性能 三、疲劳强度三、疲劳强度第二节材料的动态力学性能第二节材料的动态力学性能 1 1金属疲劳概念金属疲劳概念第二节材料的动态力学性能第二节材料的动态力学性能 2 2提高疲劳极限的途径提高疲劳极限的途径 1 1）提高设计表面质量）提高设计表面质量2 2）强化表面强度）强化表面强度3 3）改善工件结构，减少应力集中）改善工件结构，减少应力集中第三节第三节 材料的工艺性能材料的工艺性能一、铸造性能一、铸造性能1 1流动性；流动性；2 2收缩性；收缩性；3 3偏析偏析二、锻造性能二、锻造性能三、焊接性能三、焊接性能四、压力加工性四、压力加工性五、切削加工性能五、切削加工性能六、热处理工艺性能六、热处理工艺性能小结小结1 1材料性能指材料的使用性能和工艺性。材料性能指材料的使用性能和工艺性。2 2材料的使用性能包括力学性能和物理化学性材料的使用性能包括力学性能和物理化学性能，对于汽车材料应重点了解力学性能。材料能，对于汽车材料应重点了解力学性能。材料的力学性能包括材料的静态力学性能，动态力的力学性能包括材料的静态力学性能，动态力学性能。学性能。3 3材料的力学性能指标材料的力学性能指标 S S、0.20.2、b b、1 1，、a aK K 、HBSHBS、HRCHRC是汽车零件设计、制造、使用是汽车零件设计、制造、使用的重要依据。的重要依据。4 4布氏硬度和洛氏硬度的测试原理、应用场合布氏硬度和洛氏硬度的测试原理、应用场合材料的工艺性包括铸造性能、锻造性能、焊接材料的工艺性包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、压力加工性、切削加工性、热处理工艺性能、压力加工性、切削加工性、热处理工艺性。性。