重庆大学机械考研-工程材料-绪论+第一章.ppt

工程材料Engineering materials 工程材料-重庆市级精品课程/ 本课程教材：刘天模，徐幸梓编，《工程材料》，北京：机械工业出版社，2001年 课程的主题：材料（Materials) 一、材料与材料学 　1.材料的定义 　2.材料的历史 　3.材料学的主要研究内容 二、材料的分类 三、《工程材料》的性质和任务 　　 　　 新材料的使用对人类社会经济和科技的发展起着重要的推动作用： 钢铁材料孕育了产业革命； 半导体材料促进了现代信息技术的建立和发展； 复合材料及新型超合金材料为空间技术的发展奠定了物质基础； 光导纤维的出现又为现代数字信息技术及网络技术带来了无限美好的前景。 第一章　材料的性能 常用硬度测试方法的应用范围： 布氏硬度 HB 　　通常测试较软的材料。 　　 如退火、正火、调质钢，铸铁，有色金属等。 洛氏硬度 HR 通常测试较硬的材料。 如淬火钢、调质钢等。 　 布氏硬度和洛氏硬度的简单换算： 　　1HRC ≈10HBS 维氏硬度HV 适于测试材料极薄层的硬度。 如金属镀层、薄片金属、渗碳或氮化件的表面硬度等。 第一章　材料的性能 三、塑性和韧性 　1.塑性（Plasticity） 　　材料在外力作用下，产生永久残余变形而不断裂的能力。 断面收缩率（Percentage Reduction in Area） 　　 其中， A1和A0分别为试样拉断处和试样原始的横截面积，mm2。 伸长率（延伸率）（Specific Elongation） 其中， L1和L0分别为试样拉断后和试样原始的标距长度，mm。 第一章　材料的性能 　2.韧性（Toughness） 　　材料断裂时所需能量的度量。 冲击韧性（Notch Toughness） 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 试样冲断时所消耗的冲击功Ak: Ak = mg·h1 – mg·h2 （J） 　 冲击韧性值ak 是试样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功，用以表示材料冲击韧性的大小： 　 通常材料的塑性越好，韧性也越好。 （J/cm2） 第一章　材料的性能 冲击试验机 冲击试样和冲击试验示意图 第一章　材料的性能 材料的强度、硬度与塑性、韧性的关系： 通常，材料的强度越高，则硬度越大。 通常，材料的塑性越好，则韧性越好。 通常，材料的强度和硬度越高，则塑性和韧性越低。 第一章　材料的性能 四、疲劳强度 疲劳（Fatigue） 材料在交变载荷作用下，在低于其屈服强度的应力下即发生断裂的现象。 疲劳强度（Fatigue Strength） 　材料在规定次数的交变载荷作用下，而不至引起断裂的最大应力，用? -1 表示。疲劳强度又称疲劳极限。 　　规定次数： 　　　钢铁材料：107 　　　有色金属及其合金：108。 　　钢铁材料的? -1值约为其?b的1/2，非金属材料的? -1 一般远低于金属。 材料的疲劳损坏在工程领域中是较普遍的一种失效形式。因此，提高 材料及其制品的疲劳寿命非常重要。 第一章　材料的性能 第二节　物理和化学性能 一、物理性能 　1.密度（Density） 　　材料单位体积的质量。 　 与密度有关的重要指标： 比强度 　 抗拉强度与密度的比值，?b/?。 飞机、宇宙飞船上使用的结构材料要求有高的比强度。 　 Ti、Al及其合金具有高的比强度。 比弹性模量 弹性模量与密度的比值， E/?。 * * 王金星 材料科学与工程学院 邮箱：wjx@ 电话重要提示 一、关于课程 　1、本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课； 　2、本课程的先修课程是物理化学、材料力学； 　3、本课程共40学时：理论教学34学时，实验12学时（6次，折合6学时）。 二、关于纪律 　1、旷课3次及以上，取消考试资格； 　2、缺实验1次及以上，课程成绩以0分计。 三、关于成绩评定 　1、课程成绩以百分计，由平时成绩和考试成绩组成； 　2、平时成绩40分（实验报告15分，课堂成绩25分如出勤、作业、讨论等），占15%，理论考试60分。 绪 论 绪 论 绪论 材料：用以制造各种机器、器件、结构等具有某种特性的物质的实体。 绪论—材料的定义 材料：人类赖以生存和发展的物质基础。 绪论—材料的定义 材料：人类社会文明程度的标志。 石器时代 绪论—材料的历史 陶器时代 绪论—材料的历史 青铜器时代、铁器时代 绪论—材料的历史 　 人类社会进步与发展中的每一个重大突破，都是因为有了先进的新材料而得以实现。 绪论—材料的历史 使用表现 性能/性质 成分/结