PPT-1-材料性能-工程材料与机械制造基础

第一篇 金属材料 基础知识

第一章金属材料的主要性能工程材料与机械制造基础 高峰 1

教学目的： 教学目的： 为了后续课程的开展， 为了后续课程的开展，简要介绍金 属的力学性能测定原理及其常用力学性 能指标。 能指标。 重点： 重点： 强度、塑性、硬度、韧性等。 强度、塑性、硬度、韧性等。 难点： 难点： 熟记常用指标并能在选材中初步 应用及识读。 应用及识读。工程材料与机械制造基础 高峰 2

金属材料的性能包括使用性能和工艺性能. 金属材料的性能包括使用性能和工艺性能. 使用性能和工艺性能 使用性能反映材料在使用过程中所表现出来 的特性，如物理性能、化学性能、力学性能等。 的特性，如物理性能、化学性能、力学性能等。 通常情况下， 通常情况下，以材料的力学性能作为主要依 据来选金属材料。 据来选金属材料。 一、力学性能 金属的力学性能是指金属在力的作用下所显 示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变 关系的性能。 关系的性能。 金属力学性能所用的指标和依据称为金属的工程材料与机械制造基础 高峰 3

力学性能判据。 力学性能判据。 主要力学性能有强度、塑性、硬度、 主要力学性能有强度、塑性、硬度、韧性等 1.强度 1.强度 强度是指金属抵抗永久变形 塑性变形) 永久变形( 强度是指金属抵抗永久变形(塑性变形)和 断裂的能力 的能力。 断裂的能力。 工程上常用的强度判据是在拉伸试验中所测 工程上常用的强度判据是在拉伸试验中所测 得拉伸曲线 试样测得的屈服强度和抗拉强度 曲线及 测得的屈服强度和抗拉强度。 得拉伸曲线及试样测得的屈服强度和抗拉强度。 (1)屈服强度 (1)屈服强度 【 Re 】 屈服强度是拉伸试样在试验过程中力不增 屈服强度是拉伸试样在试验过程中力不增 保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。 加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。工程材料与机械制造基础 高峰 4

可用符号R 可用符号Re表示

Re=Fe/S0式中： 式中：Fe—外力 (N) 外力

(MPa)

S0—试样横截面积 (mm2) 试样横截面积 国标规定，应区分为上屈服强度ReH和下屈 国标规定，应区分为上屈服强度R 上屈服强度 服强度R 单位为N/mm =1MPa MPa。 服强度ReL,单位为N/mm2,=1MPa。 有些金属材料(铸铁)没有明显的屈服现象。 有些金属材料(铸铁)没有明显的屈服现象。 现象 (2)抗拉强度【 (2)抗拉强度【 Rm 】 抗拉强度 抗拉强度是指拉伸试样拉断前所承受的 抗拉强度是指拉伸试样拉断前所承受的工程材料与机械制造基础 高峰 5

最大拉应力,用符号R 表示,单位为N

/mm 最大拉应力,用符号Rm表示,单位为N/mm2=1MPa 。

Rm=Fm/S0

(MPa)

式中： 式中： Fm—最大外力 (N) 最大外力 S0—试样横截面积 (mm2) 试样横截面积 上述两指标是按照GB/T228-1987标准将待测 上述两指标是按照GB/T228-1987标准将待测 GB/T228 标准 试材料制成标准拉伸试样 在拉伸试验 试样， 试验机上通过 试材料制成标准拉伸试样，在拉伸试验机上通过 拉伸试验法测得。 拉伸试验法测得。 工程上用的材料，除要求有较高的R 工程上用的材料，除要求有较高的Rm,还工程材料与机械制造基础 高峰 6

希望有一定的屈强比( 希望有一定的屈强比(Re /Rm)。 屈强比 屈强比越小，零件可靠性越高， 屈强比越小，零件可靠性越高，使用中若超 载不会立即断裂；但屈强比太小， 载不会立即断裂；但屈强比太小，则材料强度的 有效利用率降低。 有效利用率降低。 抗拉强度是设计和选材时的主要依据。 抗拉强度是设计和选材时的主要依据。 2.塑性 2.塑性 塑性是指断裂前材料发生不可逆永久变形的 能力。 能力。 塑性判据是通过拉伸试验时， 塑性判据是通过拉伸试验时，以拉伸试样 断裂时的最大相对塑性变形量表示的。 断裂时的最大相对塑性变形量表示的。工程材料与机械制造基础 高峰 7

常用的塑性判据是断后伸长率【 常用的塑性判据是断后伸长率【A】和断面收缩 断后伸长率 率【Z 】。 100% A=(Lu-L0)/L0×100% 式中： 式中： 断后标距； Lu—断后标距； 断后标距 原始标距。 L0—原始标距。 原始标距 100% Z=(S0-Su)/S0×100% 式中： 式中： 原始横截面积； S0—原始横截面积； 原始横截面积 断后最小横截面积。 Su—断后最小横截面积。 断后最小横截面积工程材料与机械制造基础 高峰 8

数值大小是通过拉伸试验与计算法获得。 数值大小是通过拉伸试验与计算法获得。 材料的A 材料的A和Z数值越大，表示材料塑性越好， 数值越大，表示材料塑性越好， 可用锻压等压力加工方法成形； 可用锻压等压力加工方法成形； 若零件使用中稍有超载， 若零件使用中稍有超载，也会因其塑性变形 而不致突然断裂，增加了材料使用的安全可靠性。 而不致突然断裂，增加了材料使用的安全可靠性。 表达材料塑性时,通常用断后伸长率A表示。 表达材料塑性时,通常用断后伸长率A表示。 3.硬度 3.硬度 硬度是指材料抵抗局部变形 材料抵抗局部变形， 硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变 压痕或划痕的能力。 形、压痕或划痕的能力。工程材料与机械制造基础 高峰 9

硬度是衡量金属软硬的性能指标， 硬度是衡量金属软硬的性能指标，常用的硬 …… 此处隐藏：2331字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……