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1金属的力学性能剖析.ppt

发布:2016-08-11约5.36千字共40页下载文档
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韧脆转变温度 材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料的使用温度应高于韧脆转变温度。 韧 体心立方金属具有韧脆转变温度,而大多数面心立方金属没有。 七.疲劳强度( fatigue strength ): 表示材料经无数次交变载荷作 用而不致引起断裂的最大应力值。 钢材的循环次数一般取 N = 107 有色金属的循环次数一般取 N = 108 钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系: σ-1 = (0.45~0.55)σ b 疲劳断口 通过改善材料的形状结构,减少表面缺陷,提高表面光洁度,进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。 轴的疲劳断口 疲劳辉纹(扫描电镜照片) 高温下的机械性能指标 蠕变:金属材料长时间在高温和一定应力作用下,即使应力小于?s,也会发生缓慢的塑性变形,这种现象称为蠕变。 蠕变显著的温度:通常材料温度超过0.3Tm(Tm:金属的熔点,以绝对温度K表示) 金属材料在高温下的机械指标:主要有热强度和热硬度  高温强度:是应力、应变、温度和时间综合作用的反映,又称热强度 包括:蠕变极限(或蠕变强度)和持久强度 1)蠕变极限:金属材料长期在高温和应力作用下抵抗塑性变形的能力。 2)持久强度:金属材料长期在高温和应力作用下抵抗断裂的能力 注意上面两个指标与屈服强度、抗拉强度的比较 又称为红硬性或高温硬度:金属材料在高温下仍具有较高硬度的性能 适用于高温下零件如: 高温轴承, 高速切削刀具 热 硬 度 第三节 金属的工艺性能和物理化学性能 一、工艺性能 1、铸造性能 2、压力加工性能 3、焊接性能 4、切削加工性能 5、热处理性能 二、物理、化学性能 1、物理性能 2、化学性能 耐腐蚀性 抗氧化性 第一章 金属的力学性能 第一章 金属的力学性能 教学目标: 1.了解材料的主要力学性能指标:屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学性能及其测试原理; 2.强调各种力学性能指标的生产实际意义; 3.了解工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。  金属的力学性能 定义 : 金属材料的力学性能是指金属材料在不同环境(温度、介质)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征。(反映金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力) 指标 : 弹性 、刚度、强度、塑性 、 硬度、冲击韧性 、断裂韧度和疲劳强度等。 材料的其他性能 物理性能: 密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等; 化学性能: 耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等; 工艺性能: 铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理工艺性等。 第一节 强度和塑性 一、拉伸实验与拉伸曲线 1.拉伸试样 GB6397-86规定《金属拉伸试样》有: 圆形、矩形、异型及全截面. 常用标准圆截面试样。 长试样:L0=10d0; 短试样:L0=5d0 拉伸试样 第一节 强度和塑性 2.拉伸过程 拉伸试样的颈缩现象 拉伸试验机 oa段:比例弹性变形阶段; as段:非比例弹性变形阶段; 平台或锯齿(sc段):屈服阶段; cb段:均匀塑性变形阶段,是强化阶段。 b点:形成了“缩颈”。 bk段:非均匀变形阶段,承载下降,到k点断裂。 断裂总伸长为Of,其中塑形变形Og(试样断后测得的伸长),弹性伸长gf。 Δl P Pb b k Pc c o Δl b Δl u Δl g f s Ps a Pe 3.拉伸曲线 4.应力与应变曲线 (1)应力σ :单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积F0表示: P 载荷( N ) σ= —— ( M pa ) F 0 原始横截面积( mm2) (2)应变ε:单位长度的伸长量。这里用试样的伸长量除以试样的原始标距表示: Δl 伸长量(mm ) ε = —— l 0 原始长度( mm) (3)应力-应变曲线( σ- ε曲线): 形状和拉伸曲线相同,单位不同 σb σs σe ε σ 退火低碳钢 低、中回火钢 淬火钢及铸铁 中碳调质钢 5.不同材料的拉伸曲线 二、刚度和强度 2.刚度:将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。 弹性模量:弹性下应力与应变的比值,表示材料抵抗弹性变形的能力。即:
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