機(jī)械工程材料力學(xué)性能

1、第第1章章 金屬材料的性能金屬材料的性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.3 1.3 金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能力學(xué)性能是指材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些力學(xué)性能是指材料在各種外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力能力 , ,是機(jī)械制造領(lǐng)域選用金屬材料的主要依據(jù)是機(jī)械制造領(lǐng)域選用金屬材料的主要依據(jù), , 而且它與而且它與各種加工工藝也有密切的關(guān)系。各種加工工藝也有密切的關(guān)系。 力學(xué)性能范圍較廣，力學(xué)性能范圍較廣， 以試以試驗(yàn)溫度區(qū)分，驗(yàn)溫度區(qū)

2、分， 力學(xué)性能可分為高溫力學(xué)性能、力學(xué)性能可分為高溫力學(xué)性能、 常溫力學(xué)性常溫力學(xué)性能和低溫力學(xué)性。能和低溫力學(xué)性。 本書(shū)主要介紹常溫力學(xué)性能。本書(shū)主要介紹常溫力學(xué)性能。力學(xué)性能包括強(qiáng)度、力學(xué)性能包括強(qiáng)度、 塑性、塑性、 硬度、硬度、 沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度等。沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度等。金屬材料在加工及使用過(guò)程中所受的外力稱(chēng)為載荷。金屬材料在加工及使用過(guò)程中所受的外力稱(chēng)為載荷。 根據(jù)載根據(jù)載荷作用性質(zhì)的不同，荷作用性質(zhì)的不同， 對(duì)金屬材料的力學(xué)性能要求也不同。對(duì)金屬材料的力學(xué)性能要求也不同。 載荷按其作用性質(zhì)的不同可分為以下載荷按其作用性質(zhì)的不同可分為以下3 3種。種。1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性

3、能金屬材料的力學(xué)性能 靜載荷：靜載荷： 是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。 沖擊載荷：沖擊載荷： 在短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。在短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。 交變載荷：交變載荷： 是指大小是指大小 方向或大小和方向隨時(shí)間作周期性方向或大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的載荷。變化的載荷。機(jī)械零件在使用過(guò)程或加工過(guò)程中，機(jī)械零件在使用過(guò)程或加工過(guò)程中， 會(huì)受到不同形式外力的會(huì)受到不同形式外力的作用作用 如柴油機(jī)的連桿在工作時(shí)不僅受到拉力和壓力的作用，如柴油機(jī)的連桿在工作時(shí)不僅受到拉力和壓力的作用， 還要受沖擊力的作用；還要受沖擊力的作用； 起重機(jī)

4、上的鋼絲繩受到懸吊物體的重起重機(jī)上的鋼絲繩受到懸吊物體的重力作用。力作用。 根據(jù)作用形式的不同，根據(jù)作用形式的不同， 載荷可分為拉伸載荷、載荷可分為拉伸載荷、 壓壓縮載荷、縮載荷、 彎曲載荷、彎曲載荷、 剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等，剪切載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等， 如圖如圖1-11-1所所示。示。圖圖1-1 載荷的作用形式載荷的作用形式1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能式中：式中：應(yīng)力，應(yīng)力，MPaMPa； F F外力，外力，N N； S S橫街面積，橫街面積，mmmm2 2。1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.

5、1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖12 12 圓形拉伸試樣圓形拉伸試樣1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-3 1-3 低碳鋼的力低碳鋼的力伸長(zhǎng)曲線伸長(zhǎng)曲線 1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-4 1-4 鑄鐵的力鑄鐵的力- -伸長(zhǎng)曲線伸長(zhǎng)曲線 1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬

6、材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-5 1-5 布氏硬度試驗(yàn)原理圖布氏硬度試驗(yàn)原理圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能表表1-1 1-1 根據(jù)材料和布氏硬度范圍選根據(jù)材料和布氏硬度范圍選擇試驗(yàn)條件擇試驗(yàn)條件1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-6 1-6 洛氏硬度測(cè)試過(guò)程示意圖洛氏硬度測(cè)試過(guò)程示意圖1.1 1.1

7、 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能表表1-2 1-2 常用洛氏硬度標(biāo)尺的試驗(yàn)條常用洛氏硬度標(biāo)尺的試驗(yàn)條件和適用范圍件和適用范圍圖圖1-7 HR-1501-7 HR-150型硬度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖型硬度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-8 U1-8 U性缺口沖擊試樣性缺口沖擊試樣圖圖1-9 V1-9 V形缺口沖擊試樣形缺口沖擊試樣1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-10 1-10 沖擊試驗(yàn)示意圖沖擊試驗(yàn)示意圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-11 1-11 小

8、能量多次沖擊工作圖小能量多次沖擊工作圖1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1.1 1.1 金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能圖圖1-12 1-12 疲勞曲線示意圖疲勞曲線示意圖圖圖1-13 1-13 對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力圖對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力圖1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2 1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能金屬材料的物理、化學(xué)性能