设备材料及学习.pptx

设备材料设备材料设备材料设备材料 通常设备材料可分为金属材料和非金属材料通常设备材料可分为金属材料和非金属材料通常设备材料可分为金属材料和非金属材料通常设备材料可分为金属材料和非金属材料 金属材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铝、铅和铜等。具有良好的物理和机械性能，且传热传质优良金属材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铝、铅和铜等。具有良好的物理和机械性能，且传热传质优良金属材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铝、铅和铜等。具有良好的物理和机械性能，且传热传质优良金属材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铝、铅和铜等。具有良好的物理和机械性能，且传热传质优良 非金属材料来源广泛，如聚丙烯（非金属材料来源广泛，如聚丙烯（非金属材料来源广泛，如聚丙烯（非金属材料来源广泛，如聚丙烯（PPPP）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（PVPV）、聚四氟乙烯（）、聚四氟乙烯（）、聚四氟乙烯（）、聚四氟乙烯（PTFPTF）等。具有价格低廉，易于生）等。具有价格低廉，易于生）等。具有价格低廉，易于生）等。具有价格低廉，易于生产等优点，且耐腐蚀性能好产等优点，且耐腐蚀性能好产等优点，且耐腐蚀性能好产等优点，且耐腐蚀性能好第1页/共157页材料的性能材料的性能材料的性能材料的性能 材料的性能包括材料的性能包括材料的性能包括材料的性能包括力学性能力学性能力学性能力学性能物理性能物理性能物理性能物理性能化学性能化学性能化学性能化学性能加工工艺性能加工工艺性能加工工艺性能加工工艺性能第2页/共157页力学性能力学性能力学性能力学性能力学性能：是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，有力学性能：是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，有力学性能：是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，有力学性能：是指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，有强度、硬度、弹性、塑性、韧性等强度、硬度、弹性、塑性、韧性等强度、硬度、弹性、塑性、韧性等强度、硬度、弹性、塑性、韧性等这些性能是进行设备材料选择及计算时决定许用应力的依据这些性能是进行设备材料选择及计算时决定许用应力的依据这些性能是进行设备材料选择及计算时决定许用应力的依据这些性能是进行设备材料选择及计算时决定许用应力的依据材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力力力力-应变曲线。应变曲线。应变曲线。应变曲线。第3页/共157页材料强度材料强度材料强度材料强度 材料强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。不破坏的要求，称为强度要求。材料强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。不破坏的要求，称为强度要求。材料强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。不破坏的要求，称为强度要求。材料强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力。不破坏的要求，称为强度要求。作用形式分为，抵抗外力的静强度，抵抗冲击外力的冲击强度，抵抗交变外力的疲劳强度作用形式分为，抵抗外力的静强度，抵抗冲击外力的冲击强度，抵抗交变外力的疲劳强度作用形式分为，抵抗外力的静强度，抵抗冲击外力的冲击强度，抵抗交变外力的疲劳强度作用形式分为，抵抗外力的静强度，抵抗冲击外力的冲击强度，抵抗交变外力的疲劳强度 常温强度、高温强度、低温强度常温强度、高温强度、低温强度常温强度、高温强度、低温强度常温强度、高温强度、低温强度 常温条件下的屈服强度和抗拉强度常温条件下的屈服强度和抗拉强度常温条件下的屈服强度和抗拉强度常温条件下的屈服强度和抗拉强度第4页/共157页屈服屈服屈服屈服 所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，金属开始从弹性状态非均匀的向塑性状态过度，它标志着宏观所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，金属开始从弹性状态非均匀的向塑性状态过度，它标志着宏观所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，金属开始从弹性状态非均匀的向塑性状态过度，它标志着宏观所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，金属开始从弹性状态非均匀的向塑性状态过度，它标志着宏观塑性变形的开始。塑性变形的开始。塑性变形的开始。塑性变形的开始。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）形状发生变化，伸长或缩短）形状发生变化，伸长或缩短）形状发生变化，伸长或缩短）第5页/共157页屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度当应力超过弹性极限后，进当应力超过弹性极限后，进当应力超过弹性极限后，进当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较入屈服阶段后，变形增加较入屈服阶段后，变形增加较入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形快，此时除了产生弹性变形快，此时除了产生弹性变形快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。外，还产生部分塑性变形。外，还产生部分塑性变形。外，还产生部分塑性变形。当应力达到当应力达到当应力达到当应力达到B B点后，塑性应点后，塑性应点后，塑性应点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现变急剧增加，应力应变出现变急剧增加，应力应变出现变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈微小波动，这种现象称为屈微小波动，这种现象称为屈微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小服。这一阶段的最大、最小服。这一阶段的最大、最小服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下应力分别称为上屈服点和下应力分别称为上屈服点和下应力分别称为上屈服点和下屈服点。屈服点。屈服点。屈服点。第6页/共157页屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度 屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度：材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力：材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力：材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力：材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力 抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度：材料抵抗外力而不致断裂的最大应力：材料抵抗外力而不致断裂的最大应力：材料抵抗外力而不致断裂的最大应力：材料抵抗外力而不致断裂的最大应力 屈强比：屈服强度与抗拉强度的比值屈强比：屈服强度与抗拉强度的比值屈强比：屈服强度与抗拉强度的比值屈强比：屈服强度与抗拉强度的比值 屈强比小的材料制造的零件，具有高的安全可靠性，在超载的情况下塑性变形使金属的强度增高，不会立屈强比小的材料制造的零件，具有高的安全可靠性，在超载的情况下塑性变形使金属的强度增高，不会立屈强比小的材料制造的零件，具有高的安全可靠性，在超载的情况下塑性变形使金属的强度增高，不会立屈强比小的材料制造的零件，具有高的安全可靠性，在超载的情况下塑性变形使金属的强度增高，不会立刻断裂；太低材料利用率过低。刻断裂；太低材料利用率过低。刻断裂；太低材料利用率过低。刻断裂；太低材料利用率过低。第7页/共157页屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度 有些钢材有些钢材有些钢材有些钢材(如高碳钢如高碳钢如高碳钢如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2(0.2)时的应力作为该钢材的屈服强度，时的应力作为该钢材的屈服强度，时的应力作为该钢材的屈服强度，时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（称为条件屈服强度（称为条件屈服强度（称为条件屈服强度（yieldstrengthyieldstrength）第8页/共157页蠕变现象蠕变现象蠕变现象蠕变现象蠕变现象：材料长期在不变的温度和不变的应力作用下，发生蠕变现象：材料长期在不变的温度和不变的应力作用下，发生缓慢的塑性变形的现象缓慢的塑性变形的现象疲劳破坏：指金属材料在小于屈服强度极限的循环荷载长期作疲劳破坏：指金属材料在小于屈服强度极限的循环荷载长期作用下发生破坏的现象用下发生破坏的现象静荷载：指不随时间变化的荷载。如设备自重，构件本身自重静荷载：指不随时间变化的荷载。如设备自重，构件本身自重静荷载：指不随时间变化的荷载。如设备自重，构件本身自重静荷载：指不随时间变化的荷载。如设备自重，构件本身自重 静荷载下的断裂静荷载下的断裂静荷载下的断裂静荷载下的断裂与与与与疲劳破坏不同，前者有一外塑性变形的过程，疲劳破坏不同，前者有一外塑性变形的过程，疲劳破坏不同，前者有一外塑性变形的过程，疲劳破坏不同，前者有一外塑性变形的过程，后者没有，所以更具破坏性后者没有，所以更具破坏性后者没有，所以更具破坏性后者没有，所以更具破坏性第9页/共157页硬度硬度硬度硬度 硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。材料软硬的指标。材料软硬的指标。材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力 第10页/共157页硬度硬度硬度硬度 试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法现代试验硬度常用的方法。常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法 第11页/共157页硬度硬度硬度硬度布氏硬度以布氏硬度以布氏硬度以布氏硬度以HBN(kgf/mm2)HBN(kgf/mm2)表示（表示（表示（表示（HBSHBWHBSHBW）（参照）（参照）（参照）（参照GB/T231GB/T23119841984），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的），生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的钢件，以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度。硬度。硬度。硬度。洛氏硬度可分为洛氏硬度可分为洛氏硬度可分为洛氏硬度可分为HRAHRA、HRBHRB、HRCHRC、HRDHRD四种，它们的测量四种，它们的测量四种，它们的测量四种，它们的测量范围和应用范围也不同。一般生产中范围和应用范围也不同。一般生产中范围和应用范围也不同。一般生产中范围和应用范围也不同。一般生产中HRCHRC用得最多。压痕较小，用得最多。压痕较小，用得最多。压痕较小，用得最多。压痕较小，可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。维氏硬度以维氏硬度以维氏硬度以维氏硬度以HVHV表示（参照表示（参照表示（参照表示（参照GB/T4340-1999GB/T4340-1999），测量极薄试样。），测量极薄试样。），测量极薄试样。），测量极薄试样。第12页/共157页塑性塑性塑性塑性(plastic)(plastic)塑性：指材料受力时。当应力超过屈服点后，能产生显著变形而不即行断裂的性质。塑性：指材料受力时。当应力超过屈服点后，能产生显著变形而不即行断裂的性质。塑性：指材料受力时。当应力超过屈服点后，能产生显著变形而不即行断裂的性质。塑性：指材料受力时。当应力超过屈服点后，能产生显著变形而不即行断裂的性质。利用金属材料的塑性性质加工，使之具有所需形状的过程。金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改利用金属材料的塑性性质加工，使之具有所需形状的过程。金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改利用金属材料的塑性性质加工，使之具有所需形状的过程。金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改利用金属材料的塑性性质加工，使之具有所需形状的过程。金属材料经成形过程后，其组织、性能获得改善和提高。凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。善和提高。凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。善和提高。凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。善和提高。凡受交变载荷作用或受力条件恶劣的构件，一般都要通过塑性成形过程，才能达到使用要求。第13页/共157页塑性塑性塑性塑性 塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。塑性成形是无切屑成形方法，因而能使工件获得良好的流线形状及合理的材料利用率。用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。用塑性成形方法可使工件尺寸达到较高精度，具有很高的生产效率。塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变塑性成形分冷成形、温成形和热成形。温成形要考虑温度对材料性质的影响，热成形还要考虑材料的蠕变效应。效应。效应。效应。第14页/共157页冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性（冲击值）冲击韧性（冲击值）冲击韧性（冲击值）冲击韧性（冲击值）akak工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功AkAk，单位为，单位为，单位为，单位为焦耳（焦耳（焦耳（焦耳（J J）。）。）。）。而用试样缺口处的截面积而用试样缺口处的截面积而用试样缺口处的截面积而用试样缺口处的截面积F F去除去除去除去除AkAk，可得到材料的冲击韧度，可得到材料的冲击韧度，可得到材料的冲击韧度，可得到材料的冲击韧度（冲击值）指标，即（冲击值）指标，即（冲击值）指标，即（冲击值）指标，即ak=Ak/Fak=Ak/F，其单位为，其单位为，其单位为，其单位为kJ/m2kJ/m2或或或或J/cm2J/cm2。因此，冲击韧度因此，冲击韧度因此，冲击韧度因此，冲击韧度akak表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。的能力。的能力。的能力。akak值的大小表示材料的韧性好坏。值的大小表示材料的韧性好坏。值的大小表示材料的韧性好坏。值的大小表示材料的韧性好坏。第15页/共157页冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性 材料的材料的材料的材料的akak值随温度的降低而减小，值随温度的降低而减小，值随温度的降低而减小，值随温度的降低而减小，且在某一温度范围内，且在某一温度范围内，且在某一温度范围内，且在某一温度范围内，akak值发生急值发生急值发生急值发生急剧降低，这种现象称为冷脆，此温度剧降低，这种现象称为冷脆，此温度剧降低，这种现象称为冷脆，此温度剧降低，这种现象称为冷脆，此温度范围称为范围称为范围称为范围称为“韧脆转变温度（韧脆转变温度（韧脆转变温度（韧脆转变温度（TkTk）”。第16页/共157页韧性韧性韧性韧性（toughnesstoughness）韧性：指材料在外加动荷载突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力韧性：指材料在外加动荷载突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力韧性：指材料在外加动荷载突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力韧性：指材料在外加动荷载突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力 韧性高的材料均具有好的塑性指标，但塑性指标高的材料，却不一定具有好的韧性。韧性高的材料均具有好的塑性指标，但塑性指标高的材料，却不一定具有好的韧性。韧性高的材料均具有好的塑性指标，但塑性指标高的材料，却不一定具有好的韧性。韧性高的材料均具有好的塑性指标，但塑性指标高的材料，却不一定具有好的韧性。在静载下能够缓慢变形的材料，在动载下不一定能迅速地塑性变形在静载下能够缓慢变形的材料，在动载下不一定能迅速地塑性变形在静载下能够缓慢变形的材料，在动载下不一定能迅速地塑性变形在静载下能够缓慢变形的材料，在动载下不一定能迅速地塑性变形第17页/共157页物理性能物理性能物理性能物理性能 金属材料的物理性能有密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量、泊松比金属材料的物理性能有密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量、泊松比金属材料的物理性能有密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量、泊松比金属材料的物理性能有密度、熔点、比热容、热导率、线膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量、泊松比第18页/共157页比热容比热容比热容比热容比热容比热容比热容比热容(specificheatcapacity)(specificheatcapacity)又称比热容量，简称比热又称比热容量，简称比热又称比热容量，简称比热又称比热容量，简称比热(specificheat)(specificheat)，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体，是单位质量物质的热容量，即使单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。通常用符号改变单位温度时的吸收或释放的内能。通常用符号改变单位温度时的吸收或释放的内能。通常用符号改变单位温度时的吸收或释放的内能。通常用符号c c表示。表示。表示。表示。比热容的主单位为比热容的主单位为J/(kgK)，读作，读作“焦焦耳耳每千克开每千克开”。物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定物质的比热容与所进行的过程有关。在工程应用上常用的有定压比热容压比热容压比热容压比热容CpCp、定容比热容、定容比热容、定容比热容、定容比热容CvCv和饱和状态比热容三种和饱和状态比热容三种和饱和状态比热容三种和饱和状态比热容三种 第19页/共157页热导率热导率热导率热导率或称或称或称或称“导热系数导热系数导热系数导热系数”。是物质导热能力的量度。符号为。是物质导热能力的量度。符号为。是物质导热能力的量度。符号为。是物质导热能力的量度。符号为 或或或或KK。其。其。其。其定义为：在物体内部垂直于导热方向取两个相距定义为：在物体内部垂直于导热方向取两个相距定义为：在物体内部垂直于导热方向取两个相距定义为：在物体内部垂直于导热方向取两个相距1 1米，面积为米，面积为米，面积为米，面积为1 1米米米米2 2的平行平面，若两个平面的温度相差的平行平面，若两个平面的温度相差的平行平面，若两个平面的温度相差的平行平面，若两个平面的温度相差1K1K，则在，则在，则在，则在1 1秒内从一个秒内从一个秒内从一个秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率其单位为瓦特其单位为瓦特 米米-1-1 开开-1-1（WmWm-1-1KK-1-1）如没有热能损失，对于一个对边平行的块形材料，则有如没有热能损失，对于一个对边平行的块形材料，则有如没有热能损失，对于一个对边平行的块形材料，则有如没有热能损失，对于一个对边平行的块形材料，则有E/t=AE/t=A（T T2 2-T-T1 1）/式中式中式中式中E E是在时间是在时间是在时间是在时间t t内所传递的能量，内所传递的能量，内所传递的能量，内所传递的能量，A A为截面积，为截面积，为截面积，为截面积，为长度，为长度，为长度，为长度，T T2 2和和和和T T1 1分别为两个截面的温度。分别为两个截面的温度。分别为两个截面的温度。分别为两个截面的温度。第20页/共157页线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数温度每变化温度每变化温度每变化温度每变化1 1度材料长度变化的百分率。度材料长度变化的百分率。度材料长度变化的百分率。度材料长度变化的百分率。亦称线胀系数。固体物质的温度每改变亦称线胀系数。固体物质的温度每改变亦称线胀系数。固体物质的温度每改变亦称线胀系数。固体物质的温度每改变1 1摄氏度时，其长度的变摄氏度时，其长度的变摄氏度时，其长度的变摄氏度时，其长度的变化和它在化和它在化和它在化和它在OO时长度之比，叫做时长度之比，叫做时长度之比，叫做时长度之比，叫做“线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数线膨胀系数”。单位为。单位为。单位为。单位为1/1/开。开。开。开。符号为符号为符号为符号为 l l。其定义式是。其定义式是。其定义式是。其定义式是由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度由于物质的不同，线膨胀系数亦不相同，其数值也与实际温度和确定长度和确定长度和确定长度和确定长度1 1时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系时所选定的参考温度有关，但由于固体的线膨胀系数变化不大，通常可以忽略，而将数变化不大，通常可以忽略，而将数变化不大，通常可以忽略，而将数变化不大，通常可以忽略，而将a a当作与温度无关的常数当作与温度无关的常数当作与温度无关的常数当作与温度无关的常数 第21页/共157页导电性导电性导电性导电性导电性（导电性（导电性（导电性（electricconductivityelectricconductivity）金属传导电流的能力叫做导电性。各种金属的导电性各不相同，金属传导电流的能力叫做导电性。各种金属的导电性各不相同，金属传导电流的能力叫做导电性。各种金属的导电性各不相同，金属传导电流的能力叫做导电性。各种金属的导电性各不相同，通常银的导电性最好，其次是铜和铝。通常银的导电性最好，其次是铜和铝。通常银的导电性最好，其次是铜和铝。通常银的导电性最好，其次是铜和铝。电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电电导率的物理意义是表示物质导电的性能。电导率越大则导电性能越强，反之越小。电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的性能越强，反之越小。电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的性能越强，反之越小。电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的性能越强，反之越小。电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的倒数。倒数。倒数。倒数。=1/=1/电导率的单位是西门子电导率的单位是西门子电导率的单位是西门子电导率的单位是西门子/米（米（米（米（S/mS/m），其它单位有：），其它单位有：），其它单位有：），其它单位有：s/cms/cm，s/cms/cm。1S/m=0.01s/cm=10000s/cm1S/m=0.01s/cm=10000s/cm。第22页/共157页磁性磁性磁性磁性 磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。第23页/共157页弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米弹性模量的单位是达因每平方厘米弹性模量的单位是达因每平方厘米弹性模量的单位是达因每平方厘米,或牛或牛或牛或牛/米米米米2 2表示表示表示表示。弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量E E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。相当于普通弹簧中的刚度。相当于普通弹簧中的刚度。相当于普通弹簧中的刚度。第24页/共157页弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量对一根细杆施加一个拉力对一根细杆施加一个拉力对一根细杆施加一个拉力对一根细杆施加一个拉力F F，这个拉力除以杆的，这个拉力除以杆的，这个拉力除以杆的，这个拉力除以杆的截面积截面积截面积截面积S S，称为，称为，称为，称为“线应力线应力线应力线应力”，杆的伸长量，杆的伸长量，杆的伸长量，杆的伸长量dLdL除以除以除以除以原长原长原长原长L L，称为，称为，称为，称为“线应变线应变线应变线应变”。线应力除以线应变就。线应力除以线应变就。线应力除以线应变就。线应力除以线应变就等于杨氏模量等于杨氏模量等于杨氏模量等于杨氏模量E=(F/S)/(dL/L)E=(F/S)/(dL/L)对一块弹性体施加一个侧向的力对一块弹性体施加一个侧向的力对一块弹性体施加一个侧向的力对一块弹性体施加一个侧向的力f f（通常是摩擦（通常是摩擦（通常是摩擦（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的角度角度角度角度a a称为称为称为称为“剪切应变剪切应变剪切应变剪切应变”，相应的力，相应的力，相应的力，相应的力f f除以受力除以受力除以受力除以受力面积面积面积面积S S称为称为称为称为“剪切应力剪切应力剪切应力剪切应力”。剪切应力除以剪切应。剪切应力除以剪切应。剪切应力除以剪切应。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量变就等于剪切模量变就等于剪切模量变就等于剪切模量G=(f/S)/aG=(f/S)/a对弹性体施加一个整体的压强对弹性体施加一个整体的压强对弹性体施加一个整体的压强对弹性体施加一个整体的压强p p，这个压强称为，这个压强称为，这个压强称为，这个压强称为“体积应力体积应力体积应力体积应力”，弹性体的体积减少量，弹性体的体积减少量，弹性体的体积减少量，弹性体的体积减少量(-dV)(-dV)除以除以除以除以原来的体积原来的体积原来的体积原来的体积V V称为称为称为称为“体积应变体积应变体积应变体积应变”，体积应力除以，体积应力除以，体积应力除以，体积应力除以体积应变就等于体积模量体积应变就等于体积模量体积应变就等于体积模量体积应变就等于体积模量:K=P/(-dV/V):K=P/(-dV/V)第25页/共157页泊松比泊松比泊松比泊松比 法国数学家法国数学家法国数学家法国数学家 SimeomDenisPoissonSimeomDenisPoisson为名为名为名为名 定义为材料受拉伸或压缩力时，材料会发生变形，横向应变与纵向应变之比值称为泊松比定义为材料受拉伸或压缩力时，材料会发生变形，横向应变与纵向应变之比值称为泊松比定义为材料受拉伸或压缩力时，材料会发生变形，横向应变与纵向应变之比值称为泊松比定义为材料受拉伸或压缩力时，材料会发生变形，横向应变与纵向应变之比值称为泊松比 PoissonsratioPoissonsratio 是一无量纲的物理量。是一无量纲的物理量。是一无量纲的物理量。是一无量纲的物理量。剪切模量剪切模量剪切模量剪切模量G G、杨氏模量、杨氏模量、杨氏模量、杨氏模量E E 和泊松比和泊松比和泊松比和泊松比 三个量中只有两个是独立的，它们之间存在以下关系：三个量中只有两个是独立的，它们之间存在以下关系：三个量中只有两个是独立的，它们之间存在以下关系：三个量中只有两个是独立的，它们之间存在以下关系：第26页/共157页泊松比泊松比泊松比泊松比 空气的泊松比为空气的泊松比为空气的泊松比为空气的泊松比为0 0，水的泊松比为，水的泊松比为，水的泊松比为，水的泊松比为0.50.5，中间的可以推出，中间的可以推出，中间的可以推出，中间的可以推出 名名名名称称称称弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量 EE切变模量切变模量切变模量切变模量 GG泊松比泊松比泊松比泊松比 GPaGPaGPaGPa镍铬钢镍铬钢镍铬钢镍铬钢20679.380.25-0.3020679.380.25-0.30合金钢合金钢合金钢合金钢20679.380.25-0.3020679.380.25-0.30碳钢碳钢碳钢碳钢196-206790.24-0.28196-206790.24-0.28铸钢铸钢铸钢铸钢172-2020.3172-2020.3球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁140-15473-760.23-0.27140-15473-760.23-0.27灰铸铁灰铸铁灰铸铁灰铸铁113-157440.23-0.27113-157440.23-0.27白口铸铁白口铸铁白口铸铁白口铸铁113-157440.23-0.27113-157440.23-0.27第27页/共157页化学性能化学性能化学性能化学性能 化学性能是指材料在所处介质中的化学稳定性，即材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用引起腐蚀化学性能是指材料在所处介质中的化学稳定性，即材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用引起腐蚀化学性能是指材料在所处介质中的化学稳定性，即材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用引起腐蚀化学性能是指材料在所处介质中的化学稳定性，即材料是否会与周围介质发生化学或电化学作用引起腐蚀 金属的化学性能指标主要有耐腐蚀性和抗氧化性金属的化学性能指标主要有耐腐蚀性和抗氧化性金属的化学性能指标主要有耐腐蚀性和抗氧化性金属的化学性能指标主要有耐腐蚀性和抗氧化性第28页/共157页耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性 耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质(大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等)腐蚀作用的能力。金属的耐腐蚀作用的能力。金属的耐腐蚀作用的能力。金属的耐腐蚀作用的能力。金属的耐腐蚀性与许多因素有关，如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及介质和温度等腐蚀性与许多因素有关，如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及介质和温度等腐蚀性与许多因素有关，如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及介质和温度等腐蚀性与许多因素有关，如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及介质和温度等第29页/共157页耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性耐腐蚀性化学腐蚀是金属与周围介质直接起化学作用的结果。它包括气化学腐蚀是金属与周围介质直接起化学作用的结果。它包括气化学腐蚀是金属与周围介质直接起化学作用的结果。它包括气化学腐蚀是金属与周围介质直接起化学作用的结果。它包括气体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是：腐蚀体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是：腐蚀体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是：腐蚀体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是：腐蚀过程不产生电流；且腐蚀产物沉积在金属表面过程不产生电流；且腐蚀产物沉积在金属表面过程不产生电流；且腐蚀产物沉积在金属表面过程不产生电流；且腐蚀产物沉积在金属表面电化学腐蚀是金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用电化学腐蚀是金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作