工程材料 材料的性能全精选PPT.ppt
工程材料材料的性能全第1页，此课件共19页哦工艺性能：工艺性能：工艺性能：工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包材料在加工过程中所表现的性能。包材料在加工过程中所表现的性能。包材料在加工过程中所表现的性能。包括括括括铸造、锻压、焊接、热处理铸造、锻压、焊接、热处理铸造、锻压、焊接、热处理铸造、锻压、焊接、热处理和和和和切削性能切削性能切削性能切削性能铸造性能铸造性能金属材料铸造成形获得优良金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能，用铸件的能力称为铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量。流动性、收缩性和偏析来衡量。铸造铸造第2页，此课件共19页哦锻造性能锻造性能金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。锻造性能主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。塑性锻造性能主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。冷冲锻造第3页，此课件共19页哦焊接性能焊接性能电弧焊气焊第4页，此课件共19页哦切削加工性能切削加工性能切削加工切削加工第5页，此课件共19页哦1 1、弹性和刚度、弹性和刚度、弹性和刚度、弹性和刚度l l弹性：弹性：弹性：弹性：指标为弹性极限指标为弹性极限指标为弹性极限指标为弹性极限 e e e e，即即即即材料承受最大弹性变形时材料承受最大弹性变形时材料承受最大弹性变形时材料承受最大弹性变形时的应力。的应力。的应力。的应力。l l刚度：刚度：刚度：刚度：材料受力时抵抗弹性材料受力时抵抗弹性材料受力时抵抗弹性材料受力时抵抗弹性变形的能力。变形的能力。变形的能力。变形的能力。指标为弹性模指标为弹性模指标为弹性模指标为弹性模量量量量E E E E。一、金属材料的使用性能一、金属材料的使用性能（一）金属材料的力学性能（一）金属材料的力学性能第6页，此课件共19页哦低碳钢的应力低碳钢的应力-应变曲线应变曲线拉伸试样拉伸试样拉拉伸伸试试验验机机应力应力=P/F0应变应变=(l-l0)/l0第7页，此课件共19页哦2、强度与塑性、强度与塑性强度：强度：强度：强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度 s s：材料发生微量塑性变形时的应力值。材料发生微量塑性变形时的应力值。材料发生微量塑性变形时的应力值。材料发生微量塑性变形时的应力值。条件屈服强度条件屈服强度条件屈服强度条件屈服强度 0.20.2：残余变形量为残余变形量为残余变形量为残余变形量为0.2%0.2%时的应力值。时的应力值。时的应力值。时的应力值。抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度 b b：材料断裂前所承受的最大应力值。材料断裂前所承受的最大应力值。材料断裂前所承受的最大应力值。材料断裂前所承受的最大应力值。第8页，此课件共19页哦塑性：塑性：塑性：塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。伸长率：伸长率：伸长率：伸长率：断面收缩率：断面收缩率：拉拉伸伸试试样样的的颈颈缩缩现现象象说明：说明：用面缩率表示塑性比伸长率更接近用面缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。真实变形。指标为：指标为：第9页，此课件共19页哦3、硬度、硬度l l材料抵抗表面局部塑性变形压痕、划痕的能力。材料抵抗表面局部塑性变形压痕、划痕的能力。材料抵抗表面局部塑性变形压痕、划痕的能力。材料抵抗表面局部塑性变形压痕、划痕的能力。（1 1 1 1）布氏硬度）布氏硬度）布氏硬度）布氏硬度HBHBHBHB第10页，此课件共19页哦l l布氏硬度的优点：布氏硬度的优点：布氏硬度的优点：布氏硬度的优点：测量误差小，数测量误差小，数测量误差小，数测量误差小，数据稳定。据稳定。据稳定。据稳定。l l缺点：缺点：缺点：缺点：压痕大，不能用于太薄件、压痕大，不能用于太薄件、压痕大，不能用于太薄件、压痕大，不能用于太薄件、成品件。成品件。成品件。成品件。压头为钢球时压头为钢球时，布氏硬度用符号，布氏硬度用符号HBSHBS表示，适用于布表示，适用于布氏硬度值在氏硬度值在450450以下的材料。以下的材料。压头为硬质合金球时压头为硬质合金球时，用符号，用符号HBWHBW表示，适用于布表示，适用于布氏硬度在氏硬度在650650以下的材料。以下的材料。布布氏氏硬硬度度压压痕痕l适测量适测量退火、正火、调质钢退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。铸铁及有色金属的硬度。第11页，此课件共19页哦（2 2）洛氏硬度）洛氏硬度）洛氏硬度）洛氏硬度l l洛氏硬度用符号洛氏硬度用符号洛氏硬度用符号洛氏硬度用符号HRHR表示表示表示表示l l根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为常用的标尺为常用的标尺为常用的标尺为A A、B B、C C。第12页，此课件共19页哦l lHRAHRA用于测量高硬度材料用于测量高硬度材料用于测量高硬度材料用于测量高硬度材料,如硬如硬如硬如硬质合金、表淬层和渗碳层质合金、表淬层和渗碳层质合金、表淬层和渗碳层质合金、表淬层和渗碳层。l lHRBHRB用于测量低硬度材料用于测量低硬度材料用于测量低硬度材料用于测量低硬度材料,如有如有如有如有色金属和退火色金属和退火色金属和退火色金属和退火、正火钢等。正火钢等。正火钢等。正火钢等。l lHRCHRC用于测量中等硬度材料，如调用于测量中等硬度材料，如调用于测量中等硬度材料，如调用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。质钢、淬火钢等。质钢、淬火钢等。质钢、淬火钢等。l l洛氏硬度的优点：洛氏硬度的优点：洛氏硬度的优点：洛氏硬度的优点：操作简便，压操作简便，压操作简便，压操作简便，压痕小，适用范围广。痕小，适用范围广。痕小，适用范围广。痕小，适用范围广。l l缺点：缺点：缺点：缺点：测量结果分散度大。测量结果分散度大。测量结果分散度大。测量结果分散度大。钢球压头与钢球压头与金刚石压头金刚石压头洛氏硬度压痕洛氏硬度压痕第13页，此课件共19页哦（3 3）维氏硬度）维氏硬度维氏硬度计维氏硬度计维氏硬度试验原理维氏硬度试验原理维氏硬度压痕维氏硬度压痕维氏硬度用符号维氏硬度用符号HVHV表示表示第14页，此课件共19页哦（1 1）、冲击韧性）、冲击韧性）、冲击韧性）、冲击韧性l l是指材料抵抗冲击载荷是指材料抵抗冲击载荷是指材料抵抗冲击载荷是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。作用而不破坏的能力。作用而不破坏的能力。作用而不破坏的能力。l l指标为冲击指标为冲击指标为冲击指标为冲击韧性值韧性值韧性值韧性值a ak k(通过通过通过通过冲击实验测得冲击实验测得冲击实验测得冲击实验测得)。4 4、韧性、韧性第15页，此课件共19页哦n1)1)摆锤式一次冲击实验。摆锤式一次冲击实验。2)2)2)2)小能量多次冲击实验。小能量多次冲击实验。小能量多次冲击实验。小能量多次冲击实验。使用不同类型的试样使用不同类型的试样(U(U形形缺口或缺口或V V形缺口形缺口)，其冲击，其冲击吸收功分吸收功分别为别为A AKUKU或或A AKVKV，冲击韧度则分别为冲击韧度则分别为a aKUKU 或或a aKVKV。带有双冲点的锤头以一定的频率带有双冲点的锤头以一定的频率冲击式样，直至冲断。冲击式样，直至冲断。第16页，此课件共19页哦（2 2）断裂韧性）断裂韧性应力强度因子：应力强度因子：应力强度因子：应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。断裂韧性：断裂韧性：材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力。材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力。C C为断裂应力，为断裂应力，a aC C为临界裂纹半长，单位为为临界裂纹半长，单位为 第17页，此课件共19页哦5、疲、疲 劳劳l l材料在低于材料在低于材料在低于材料在低于 s s s s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。的重复交变应力作用下发生断裂的现象。的重复交变应力作用下发生断裂的现象。的重复交变应力作用下发生断裂的现象。(1)(1)疲劳曲线和疲劳强度疲劳曲线和疲劳强度材料在规定次数应力循环后材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应仍不发生断裂时的最大应 力称为力称为疲劳强度疲劳强度。用。用 r r表示。表示。(2)(2)提高零件抗疲劳的方法提高零件抗疲劳的方法可通过合理的选材，细化晶粒、减少材料和零件的缺陷；改善可通过合理的选材，细化晶粒、减少材料和零件的缺陷；改善零件的结构设计，避免应力集中，减少零件的表面粗糙度；对零件的结构设计，避免应力集中，减少零件的表面粗糙度；对零件表面进行强化处理。零件表面进行强化处理。第18页，此课件共19页哦(二二)金属材料的金属材料的物理性能物理性能l l1.1.密度密度 l l2.2.熔点熔点 l l3.3.导热性导热性 l l4.4.导电性导电性 l l5.5.热膨胀性热膨胀性 l l6.6.磁性磁性l l1.1.耐腐蚀性耐腐蚀性 l l2.2.抗氧化性抗氧化性 (三三)金属材料的金属材料的化学性能化学性能第19页，此课件共19页哦
