第1章金属材料的力学性能优秀PPT.ppt
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1、第1章金属材料的力学性能现在学习的是第1页,共35页 掌握金属材料的强度和塑性的概念;掌握金属材料的强度和塑性的概念;掌握金属材料的疲劳强度的概念;掌握金属材料的疲劳强度的概念;掌握金属材料冲击韧性的概念;掌握金属材料冲击韧性的概念;掌握材料硬度的概念和三种硬度表示方法;掌握材料硬度的概念和三种硬度表示方法;了解材料性能的表示方法。了解材料性能的表示方法。教学目的和要求教学目的和要求现在学习的是第2页,共35页一、强度、塑性;一、强度、塑性;二、疲劳强度;二、疲劳强度;三、冲击韧性;三、冲击韧性;四、硬度四、硬度教学内容摘要教学内容摘要教学内容摘要教学内容摘要现在学习的是第3页,共35页利用强
2、度、硬度和塑性等指标综合评价材料利用强度、硬度和塑性等指标综合评价材料。教学重点、难点教学重点、难点教学方法和使用教具教学方法和使用教具教学方法和使用教具教学方法和使用教具讲授、现场教学、课件。讲授、现场教学、课件。4学时学时教学时间教学时间现在学习的是第4页,共35页金属材料的基本知识金属材料的基本知识金属材料的基本知识金属材料的基本知识 金属材料金属材料金属金属合金合金具有金属光泽。具有金属光泽。具有较好的延展性,容易加工成型。具有较好的延展性,容易加工成型。易导电、传热,是热和电的良导体。易导电、传热,是热和电的良导体。常见的钢、铸铁、铜、铜合金、铝、常见的钢、铸铁、铜、铜合金、铝、铝合
3、金等都是金属材料。铝合金等都是金属材料。金属材料的特点金属材料的特点现在学习的是第5页,共35页金属材料性能金属材料性能工艺性能工艺性能使用性能使用性能 是指金属材料在使用条件下所表现出来的力学性能(指刚度、强度、塑是指金属材料在使用条件下所表现出来的力学性能(指刚度、强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等)、物理性能(指熔点、导热性、导电性、性、硬度、韧性和疲劳强度等)、物理性能(指熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等)和化学性能(指抗氧化性、与其他物质发生化学反应热膨胀性、磁性等)和化学性能(指抗氧化性、与其他物质发生化学反应的性能等)等。的性能等)等。工艺性能工艺性能 是指金属材料在制造加
4、工过程中表现出来的各种性能。优良的使用性能可以是指金属材料在制造加工过程中表现出来的各种性能。优良的使用性能可以满足生产和生活上的各种需要;而优良的工艺性能则可使金属材料易于采用各种满足生产和生活上的各种需要;而优良的工艺性能则可使金属材料易于采用各种加工方法,制成各种形状、尺寸的零件和工具。加工方法,制成各种形状、尺寸的零件和工具。力学性能力学性能物理性能物理性能化学性能化学性能使用性能使用性能现在学习的是第6页,共35页1.1 强度、塑性强度、塑性 静载荷静载荷是指外力的大小和方向不变或变化很缓慢的载荷;冲击载荷冲击载荷是指突然增加的载荷;疲劳载荷疲劳载荷则是指大小和方向随时间作周期性变化
5、的载荷。根据载荷作用性质不同 静载荷冲击载荷疲劳载荷材料的力学性能:材料的力学性能:是指材料在是指材料在外加载荷外加载荷作用作用 下所表现出下所表现出来的性能。来的性能。现在学习的是第7页,共35页工件在不同载荷形式下产生的变形变形 现在学习的是第8页,共35页强度、塑性强度、塑性的概念的概念强度强度是指金属材料抵抗塑性变形和断裂的能力,是指金属材料抵抗塑性变形和断裂的能力,强度愈高的材料,所承受的载荷愈大。强度愈高的材料,所承受的载荷愈大。塑性塑性是指金属材料产生塑性变形而不断裂的能力。是指金属材料产生塑性变形而不断裂的能力。现在学习的是第9页,共35页试样的形状试样的形状试样的形状试样的形
6、状 试样标距试样标距试样直径试样直径拉伸前拉伸前拉伸后拉伸后1.1.1 1.1.1 拉伸试样与拉伸试验拉伸试样与拉伸试验现在学习的是第10页,共35页试样的标距试样的标距试样的标距试样的标距试样的标距试样的标距拉伸试验过程中用以测量试样伸长的两标记之间的长度,称拉伸试验过程中用以测量试样伸长的两标记之间的长度,称为标距。为标距。试样的分类试样的分类长试样长试样(L L0 0=10=10d d0 0),100mm和和200mm短试样短试样(L L0 0=5=5d d0 0),50mm和和80mm现在学习的是第11页,共35页拉伸试验曲线拉伸试验曲线 现在学习的是第12页,共35页n弹性变形阶段(
7、弹性变形阶段(Op-pe段)卸除载荷,立即恢复原状。段)卸除载荷,立即恢复原状。n屈服阶段(屈服阶段(es-ss段)卸除载荷,部分变形恢复,段)卸除载荷,部分变形恢复,还有一部分不能恢复。还有一部分不能恢复。n强化阶段(强化阶段(sb段)随着塑性变形的增大,材料的变段)随着塑性变形的增大,材料的变形抗力增加形抗力增加.n缩颈阶段(缩颈阶段(bk段)载荷最大时,发生局部收缩。段)载荷最大时,发生局部收缩。现在学习的是第13页,共35页1.1.2强度强度强度强度 用于表征金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的用于表征金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。能力。抗拉强度抗拉强度抗压强度抗压
8、强度抗弯强度抗弯强度抗剪强度抗剪强度屈服点屈服点屈服强度屈服强度抗拉强度抗拉强度根据所加载荷形式的不同根据所加载荷形式的不同工程上常用的强度衡量指标工程上常用的强度衡量指标现在学习的是第14页,共35页屈服点、屈服强度屈服点、屈服强度屈服点、屈服强度屈服点、屈服强度对对具有明具有明显显屈服屈服现现象的材料象的材料如低碳如低碳钢钢,用屈服点来表征材料,用屈服点来表征材料对产对产生明生明显显塑性塑性变变形的抗力。屈服点形的抗力。屈服点就是指材料就是指材料产产生屈服生屈服时时的最小的最小应应力。即力。即式中式中 应应力(力(MPa););试样产试样产生屈服生屈服时时的最小屈服力(的最小屈服力(N);
9、);试样试样原始横截面原始横截面积积()。)。对无明显屈服现象的金属材料对无明显屈服现象的金属材料如高碳钢、铜合金、铝合金等,用屈服强度来表征材料对产生明显塑如高碳钢、铜合金、铝合金等,用屈服强度来表征材料对产生明显塑性变形的抗力。性变形的抗力。现在学习的是第15页,共35页抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度是指是指试样试样在拉断前所承受的最大在拉断前所承受的最大应应力,即力,即式中:式中:抗拉抗拉强强度(度(MPa););试样试样在拉断前所受到的最大在拉断前所受到的最大载载荷(荷(N););试样试样原始横截面原始横截面积积()。)。现在学习的是第16页,共35页1.1.3 塑性塑性塑性塑性 在
10、外力作用下的金属材料在断裂前在外力作用下的金属材料在断裂前产产生不可逆的永久生不可逆的永久变变形的能形的能力称力称为为塑性。材料的塑性指塑性。材料的塑性指标标通常用断后伸通常用断后伸长长率和断面收率和断面收缩缩率来率来表征。表征。1.1.断后伸长率断后伸长率断后伸长率断后伸长率是指试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比,用是指试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比,用 表示,即表示,即 2.2.断面收断面收断面收断面收缩缩缩缩率率率率 是指是指试样试样拉断后断口(拉断后断口(缩颈缩颈)处处截面截面积积的最大的最大缩缩减量与原始截面减量与原始截面积积的的百分比,用下式表示,即百分比,用下式表
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