工信版（中职）机械基础1、认识材料的力学性能教学课件.ppt

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1、YCF（中职）机械基础1、认识材料的力学性能教学课件项目二项目二 熟悉工程材料熟悉工程材料 产品是以材料为基础的。材料质量的优劣，直接影响产品的内在质量和使用性能；材料成本的高低，也直接影响产品的成本。合理选用材料，是保证产品质量、提高经济效益的有效途径。常用机械零件的材料有金属和非金属两大类。金属材料主要有钢、铸铁、铝和铜等；非金属材料主要有工程塑料、复合材料及新型材料等。任务一任务一 认识材料的力学性能认识材料的力学性能任务目标：理解强度、刚度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳抗力和断裂韧性等力学性能。一、材料的力学性能 金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。使用性能是指：为保证零件的正常工作和

2、一定的工作寿命，材料应具备的性能；包括物理性能、化学性能和力学性能。工艺性能是指：为保证零件的加工过程顺利进行和零件的加工质量，材料应具备的性能；包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。力学性能是指：材料在力的作用下所显示的性能，主要有强度、刚度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳抗力和断裂韧性等。1、强度、刚度和塑性 试验证实，当外力不超过某个限度时，变形固体所产生的变形在外力卸除后能够完全消失，这种变形称为弹性变形。当外力超过某个限度时，外力卸除后，仅有部分变形能够消失，部分变形不能消失而残留下来；不能消失的变形称为塑性变形。（1）强度 在外力作用下，金属抵抗破坏（塑性变形或

3、断裂）的能力称为强度。金属材料常用的强度指标是屈服强度和抗拉强度。屈服强度 屈服强度是指当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，应区分上屈服强度（）和下屈服强度（）。屈服强度是表征在拉伸力作用下，金属抵抗明显塑性变形的能力。应力-延伸率曲线图抗拉强度（）最大力（）:试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力。抗拉强度（）：相应最大力（）的应力。即试样断裂前承受的最大拉应力。抗拉强度是表征在拉伸力作用下金属抵抗断裂的能力。金属的强度越高，零件使用时越安全可靠。（2）刚度在外力作用下，金属抵抗弹性变形的能力称为刚度。它是材料或结构弹性变形难易程度的表征。（3）塑性 在外力作

4、用下，金属断裂前产生塑性变形的能力称为塑性。常用的塑性指标是断后伸长率和断面收缩率。断后伸长率（A）试样拉断后，原始标距的伸长量与原始标距的百分比称为伸长率，用符号A表示。断面收缩率（Z）试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率，用Z表示。金属材料的断后伸长率和断面收缩率愈大，表示其塑性愈好。塑性好的金属，因断裂前可产生大量的塑性变形，从而易于对其进行塑性变形压力加工。2、冲击韧性、断裂韧性和疲劳抗力（1）冲击韧性 快速作用于零件的外力称为冲击力或动载荷。在冲击力作用下，金属抵抗断裂的能力，称为冲击韧性。（2）断裂韧性 材料抵抗裂纹失稳扩展的能力称为断裂韧性

5、。它成为衡量材料抵抗低应力脆断能力的重要性指标。（3）疲劳抗力 疲劳抗力是指材料或零件抵抗循环应力作用而不发生断裂的能力。3、硬度 硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力，即抵抗局部塑性变形的能力。它是衡量金属材料软硬程度的依据。金属材料的硬度是通过硬度试验测定的。常用的硬度试验方法有布氏硬度试验法，洛氏硬度试验法，维氏硬度试验法。（1）布氏硬度 布氏硬度：材料抵抗通过硬质合金球压头施加试验力所产生永久压痕变形的度量单位，符号为HBW。布氏硬度标注时，硬度值写在符号HBW之前，如600HBW。布氏硬度试验法主要用于测硬度较低且较厚的材料和零件，如铸铁、有色金属和硬度不高的钢。布氏硬度是在布氏

6、硬度计上进行。（2）洛氏硬度洛氏硬度是在洛氏硬度计上进行。洛氏硬度：材料抵抗通过对应某一标尺的金刚石圆锥体压头或硬质合金球形压头施加试验力所产生永久压痕变形的度量单位，符号为HR。如70HR30N：表示总试验力为294.2N的30N标尺测得的表面洛氏硬度值为70。洛氏硬度试验法主要用于测量高硬度淬火件、较小与较薄件的硬度，具有中等厚度或较厚硬化层零件的表面硬度，硬度较低的退火件、正火件及调质件，经退火回火等处理零件的硬度等。（3）维氏硬度维氏硬度是在维氏硬度计上进行。维氏硬度：材料抵抗通过金刚石正四棱锥体压头施加试验力所产生永久压痕变形的度量单位。维氏硬度试验的测试精度较高，测试的硬度范围大，被测试样的厚度或表面深度几乎不受限制，比如能测很薄的工件、渗氮层、金属镀层等。维氏硬度标注时，硬度值写在符号HV之前，如640HV。但是，维氏硬度试验操作不够简便，试样表面质量要求较高，故在生产现场很少使用。二、任务小结1、使用性能和工艺性能2、材料的力学性能（1）强度 屈服强度 抗拉强度（2）刚度（3）塑性 断后伸长率 断面收缩率（4）冲击韧性 （5）断裂韧性 （6）疲劳抗力3、硬度（1）布氏硬度（2）洛氏硬度（3）维氏硬度三、完成课后练习