第一篇。工程材料性质 阿南叶技大唇教案首页 课程名称:金属材料成形基础 任课教师:徐晓峰 第一篇工程材料性质 十划学时:6 教学目的和要求: 本篇介绍了金属材料的主要性能、金属与合金的晶体结构及结晶过程、铁碳 合金状态图及铁碳合金。学完本篇要求学生了解并掌握金属材料的主要性能、金 属与合金的晶体结构及结晶过程和铁碳合金状态图 重点:重点为金属材料的力学性能、铁碳合金; 难点:难点为铁碳合金状态图 思考题: 如何判断金属材料受力时,产生的是弹性变形还是塑性变形? 2.生产中常通过测量硬度来估算材料的强度,这是为什么? 3.合金的基本组成物有?那些试说明它们各自的结构特点和性能特点。 4.锯条、弹簧、轴各应进行那些热处理比较?合适?为什么? 5.何为合金状态图?它是如何绘制出来的?合金状态图有什么用途?
第一篇 工程材料性质 1 教案首页 课程名称 ：金属材料成形基础 任课教师：徐晓峰 第一篇 工程材料性质 计划学时： 6 教学目的和要求： 本篇介绍了金属材料的主要性能、金属与合金的晶体结构及结晶过程、铁碳 合金状态图及铁碳合金。学完本篇要求学生了解并掌握金属材料的主要性能、金 属与合金的晶体结构及结晶过程和铁碳合金状态图。 重点：重点为金属材料的力学性能、铁碳合金； 难点：难点为铁碳合金状态图 思考题： 1．如何判断金属材料受力时，产生的是弹性变形还是塑性变形？ 2．生产中常通过测量硬度来估算材料的强度，这是为什么？ 3．合金的基本组成物有?那些试说明它们各自的结构特点和性能特点。 4．锯条、弹簧、轴各应进行那些热处理比较?合适？为什么？ 5．何为合金状态图？它是如何绘制出来的？合金状态图有什么用途？
第一篇。工程材料性质 第一篇工程材料的性质 第一章材料的主要性能 材料的主要性能是指: (1)力学性能 1.使用性能{(2)物理性能 (3)化学性能 2.工艺性能一一加工成形的性能 第一节材料的力学性能 力学性能一材料在外力作用下所表现出的特性。 外力作用下材料的变形与失效 作用在机件上的外力一载荷静载荷 动载荷 F 0=F/S FI F(MPa) F=F 1.两种基本变形 (1)弹性变形 材料受外力作用时产生变形,当外力去除后恢复其原来形状,这种随外力消 失而消失的变形,称为弹性变形。 (2)塑性变形: 材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形,称为塑性变形。 2.变形的三个阶段 弹性变形—塑性变形一断裂 3.常见的几种失效形式 (1)断裂(2)塑性变形(3)过量弹性变形 (4)磨损(5)腐蚀 二、材料的力学性能
第一篇 工程材料性质 2 第一篇 工程材料的性质 第一章 材料的主要性能 材料的主要性能是指: 材料受外力作用时产生变形，当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消 失而消失的变形，称为弹性变形。 2．变形的三个阶段 3. 常见的几种失效形式 （1）断裂 （2）塑性变形 （3）过量弹性变形 （4）磨损 （5）腐蚀 二、材料的力学性能 1.使用性能 （1）力学性能 （2）物理性能 （3）化学性能 2.工艺性能——加工成形的性能 第一节 材料的力学性能 力学性能 材料在外力作用下所表现出的特性。 一、外力作用下材料的变形与失效 作用在机件上的外力 载荷 静载荷 动载荷 F F F’ F S F S F = = ' σ = F’ /S （MPa） F = F’ （2）塑性变形: 材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形，称为塑性变形。 1.两种基本变形 （1）弹性变形： 弹性变形 塑性变形 断裂
第一篇。工程材料性质 拉伸实验 d 缩颈 F △ 拉伸曲线一应力一应变曲线 弹性极限点 S一屈服点 K一断裂点 b一极限载荷点 1.强度: 材料在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力 (1)屈服强度(σs) 指材料在外力作用下,产生屈服现象时的应力。 Os=Fs/So MPa 它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。 当材料单位面积上所受的应力σe<a<σs时,只产生微量的塑性变形。当σ〉 S时,材料将产生明显的塑性变形。 条件屈服强度:0。2=F。2/S0 (MPa) 屈服强度一是塑性材料选材和评定的依据
第一篇 工程材料性质 3 拉伸实验 应力 应变曲线 e — 弹性极限点 S — 屈服点 K — 断裂点 b — 极限载荷点 1．强度： 材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 （1） 屈服强度（σS） 指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。 它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。 当材料单位面积上所受的应力σe<σ<σs时，只产生微量的塑性变形。当σ> σs时，材料将产生明显的塑性变形。 条件屈服强度: 屈服强度 — 是塑性材料选材和评定的依据。 0 l F L F 0 d dk k l F b s e k = S0 F o Fs Fe Fb = 0 l l l 缩颈 拉伸曲线 σ S =Fs/S0 （MPa） σ0.2=F 0.2/S0 （MPa）
第一篇。工程材料性质 100% (2)抗拉强度(ob) 抗拉强度是材料在拉断前承受最大载荷时的应力。 Fb/So (MPa) 它表征了材料在拉伸条件下所能承受的最大应力 抗拉强度一是脆性材料选材的依据 塑性 材料在外力作用下,产生永久变形而不引起破坏的能力。 常用8和ψ作为衡量塑性的指标 伸长率:6=4-6×100 So -S 断面收缩率:v 100% So 良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。 3.刚度(E) 材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。 在弹性变形阶段:F∝M∝Eσ/E=E 所以:E E↑一村料底抗弹性变形的能力越大 4.硬度 是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力 (1)布氏硬度(HB)
第一篇 工程材料性质 4 （2）抗拉强度（σb ） 抗拉强度是材料在拉断前承受最大载荷时的应力。 它表征了材料在拉伸条件下所能承受的最大应力。 抗拉强度 — 是脆性材料选材的依据。 2. 塑性 材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。 常用 δ 和 ψ 作为衡量塑性的指标。 伸长率： 断面收缩率： 良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。 3．刚度（E） 材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。 在弹性变形阶段： 所以： E — 材料抵抗弹性变形的能力越大。 4．硬度 是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。 (1)布氏硬度（HB）： k e s l = 0 l l = S0 F 0.2 s 100% 0.2% F0.2 b F σb =Fb/S0 （MPa） 100% 0 0 − = l l l k 100% 0 0 − = s s sk F l = E E =
第一篇。工程材料性质 F 压入载荷(N) HB 压痕的表面积(mm) 2F 0.102 D2(1-11 布氏硬度适用HB<450 (2洛氏硬度(HRC) 洛氏硬度一般用于HB>450 洛氏硬度与布氏硬度之间约为:10的关系 同时硬度与强度之间也有一定的关系 120° 低碳钢:σb≈36HB 高碳钢:ob≈3.6HB 调质合金钢:0b≈36HB 5.冲击韧性 材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。 Ak =g(H,-H2)(J) ak=Ak/s (J/m) 在冲击载荷下工作的零件 H 很少是受大能量一次冲击而破 坏的;往往是受小能量多次重 复冲击而破坏的。 6.疲劳强度 材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。 受交变载荷作用的零件,在其所受应力远远低于该材料的屈服强度时,会发生突 然的断裂。而且是脆性断裂 据统计,约80%的机件失效为疲劳破坏。 ho-循环基数
第一篇 工程材料性质 5 布氏硬度适用 HB<450 (2)洛氏硬度（HRC） 洛氏硬度一般用于 HB>450 洛氏硬度与布氏硬度之间约为 1：10 的关系 同时硬度与强度之间也有一定的关系： 低碳钢： σb≈3.6HB 高碳钢： σb≈3.6HB 调质合金钢： σb≈3.6HB 5．冲击韧性 材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。 在冲击载荷下工作的零件， 很少是受大能量一次冲击而破 坏的；往往是受小能量多次重 复冲击而破坏的。 6．疲劳强度 材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。 受交变载荷作用的零件，在其所受应力远远低于该材料的屈服强度时，会发生突 然的断裂。而且是脆性断裂。 据统计，约 80%的机件失效为疲劳破坏。 — 循环基数 钢： F D 压痕的表面积（ ） 压入载荷（ ） mm N HB = (1 1 ) 2 0.102 2 2 D d D F − − = F 1200 AK = G（H1 - H2）（J） ak = AK /S （J/m2） H1 H2 n0 7 n0 =10