第1章 材料的種類與性能

1、1工程材料按組成分類的種類及其應(yīng)用范圍；材工程材料按組成分類的種類及其應(yīng)用范圍；材料的性能（使用性能和工藝性能）的概念；力料的性能（使用性能和工藝性能）的概念；力學(xué)性能是最重要的使用性能指標及其相應(yīng)的實學(xué)性能是最重要的使用性能指標及其相應(yīng)的實驗方法。驗方法。力學(xué)性能指標及其相應(yīng)的實驗方法。力學(xué)性能指標及其相應(yīng)的實驗方法。2一、材料的概念一、材料的概念材料是材料是指人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機器或指人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機器或其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料是物質(zhì)，但不是所有物其他產(chǎn)品的那些物質(zhì)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。如燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)質(zhì)都可以稱為材料。如燃料和化

2、學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物，一般都不算是材料。品、食物和藥物，一般都不算是材料。材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。20世紀世紀70年代人們把信息、材料和能源譽為當代文明的三年代人們把信息、材料和能源譽為當代文明的三大支柱。大支柱。20世紀世紀80年代以高技術(shù)群為代表的新技年代以高技術(shù)群為代表的新技術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為術(shù)革命，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標志。新技術(shù)革命的重要標志。3材料除了具有重要性和普遍性以外，還具有多樣性。由材料除了具有重要性和普遍性以外，還具有多樣性。由于材料多種多樣，分類方法也就沒

3、有一個統(tǒng)一標準。常于材料多種多樣，分類方法也就沒有一個統(tǒng)一標準。常見的工程材料按組成分類如下：見的工程材料按組成分類如下：4二、工程材料簡介二、工程材料簡介1、金屬材料、金屬材料指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。包括純金屬、合金、金屬間化合物和特種金料的統(tǒng)稱。包括純金屬、合金、金屬間化合物和特種金屬材料等。由于金屬材料具有良好的力學(xué)性能、物理性屬材料等。由于金屬材料具有良好的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能及工藝性能，能采用比較簡便和經(jīng)濟的工能、化學(xué)性能及工藝性能，能采用比較簡便和經(jīng)濟的工藝方法制成零件，因此金屬材料是目前應(yīng)用

4、最廣泛的材藝方法制成零件，因此金屬材料是目前應(yīng)用最廣泛的材料之一。料之一。2、高分子材料、高分子材料高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，包括塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合包括塑料、橡膠、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料等。因其原料豐富、成本低、加工方便等優(yōu)點，發(fā)材料等。因其原料豐富、成本低、加工方便等優(yōu)點，發(fā)展極其迅速，目前已在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。展極其迅速，目前已在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。53、無機非金屬材料、無機非金屬材料以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合

5、物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料，主要有陶瓷材料、水泥、玻璃和耐火材料等。成的材料，主要有陶瓷材料、水泥、玻璃和耐火材料等。它具有不可燃燒性、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性、不老化它具有不可燃燒性、高耐熱性、高化學(xué)穩(wěn)定性、不老化性以及高硬度和良好的耐壓性，且原料豐富，應(yīng)用日趨性以及高硬度和良好的耐壓性，且原料豐富，應(yīng)用日趨廣泛。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料廣泛。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一。并列的三大材料之一。4、復(fù)合材料、復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的由

6、兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。即由基體材料方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。即由基體材料(金屬、樹脂、陶瓷金屬、樹脂、陶瓷)和增強相和增強相(顆粒、纖維、晶須顆粒、纖維、晶須)復(fù)合復(fù)合而成。其既有組成材料的特性，又有組成后的新特性。而成。其既有組成材料的特性，又有組成后的新特性。65、功能材料、功能材料指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元效

7、應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。器件而被廣泛應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。當前國際功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如當前國際功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如超導(dǎo)材料、微電子材料、光電材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)超導(dǎo)材料、微電子材料、光電材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及儲能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料及材料的換及儲能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料及材料的分子、原子設(shè)計等正處于日新

8、月異的發(fā)展之中，發(fā)展功分子、原子設(shè)計等正處于日新月異的發(fā)展之中，發(fā)展功能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達國家強化其經(jīng)濟及軍事優(yōu)能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達國家強化其經(jīng)濟及軍事優(yōu)勢的重要手段。勢的重要手段。78一、材料的性能一、材料的性能1、工程材料的性能包括使用性能和工藝性能。、工程材料的性能包括使用性能和工藝性能。(1) 使用性能：是保證零件的正常工作應(yīng)具備的性能，使用性能：是保證零件的正常工作應(yīng)具備的性能，主要包括材料的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等。主要包括材料的力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等。工程材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍和壽命。工程材料使用性能的好壞，決定了它的使用范圍和壽命。對絕

9、大多數(shù)工程材料來說，其力學(xué)性能是最重要的使用對絕大多數(shù)工程材料來說，其力學(xué)性能是最重要的使用性能。性能。(2) 工藝性能：是材料在被加工過程中適應(yīng)各種冷熱加工藝性能：是材料在被加工過程中適應(yīng)各種冷熱加工的性能，包括鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、熱處工的性能，包括鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、熱處理性能、切削加工性能等。在設(shè)計零件和選擇工藝方法理性能、切削加工性能等。在設(shè)計零件和選擇工藝方法時，要考慮材料的工藝性能。時，要考慮材料的工藝性能。92、力學(xué)性能、力學(xué)性能選材的主要依據(jù)選材的主要依據(jù)是指在力的作用下所顯示的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或是指在力的作用下所顯示的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力

10、涉及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的性能，通俗地講是指材料抵抗外應(yīng)變關(guān)系的性能，通俗地講是指材料抵抗外力引起的變形和破壞的能力。力引起的變形和破壞的能力。以試驗溫度區(qū)分，可分為高溫力學(xué)性能、常溫力學(xué)性能以試驗溫度區(qū)分，可分為高溫力學(xué)性能、常溫力學(xué)性能和低溫力學(xué)性能。和低溫力學(xué)性能。材料在加工或使用過程中所受的外力稱為載荷。根據(jù)載材料在加工或使用過程中所受的外力稱為載荷。根據(jù)載荷作用性質(zhì)不同，可分為靜載荷、沖擊載荷、疲勞載荷荷作用性質(zhì)不同，可分為靜載荷、沖擊載荷、疲勞載荷三種。三種。靜載荷：大小不變或變化很慢的載荷。靜載荷：大小不變或變化很慢的載荷。沖擊載荷：突然增加或消失的載荷。沖擊載荷：突然增加或消失的載荷。

11、疲勞載荷：周期性的動載荷。疲勞載荷：周期性的動載荷。10二、靜載時材料的力學(xué)性能指標二、靜載時材料的力學(xué)性能指標靜載是指對試樣緩慢加載，最常用的靜載試驗有拉伸、靜載是指對試樣緩慢加載，最常用的靜載試驗有拉伸、壓縮、硬度、彎曲、扭轉(zhuǎn)等，利用這些不同的試驗，可壓縮、硬度、彎曲、扭轉(zhuǎn)等，利用這些不同的試驗，可測得材料的各種力學(xué)性能指標。測得材料的各種力學(xué)性能指標。常用的力學(xué)性能指標有：強度、塑性、硬度、沖擊韌度、常用的力學(xué)性能指標有：強度、塑性、硬度、沖擊韌度、疲勞強度等。疲勞強度等。l 應(yīng)力：材料在任一時刻所受的力除以橫截面積之商。應(yīng)力：材料在任一時刻所受的力除以橫截面積之商。用用 ( (sigm

12、a) )表示表示，即：即： = F/A。 l 變形：金屬在外力的作用下尺寸和形狀的變化。變形：金屬在外力的作用下尺寸和形狀的變化。l 彈性變形：去除外力后，物體能完全恢復(fù)原狀的變化。彈性變形：去除外力后，物體能完全恢復(fù)原狀的變化。l 塑性變形：當外力取消后，物體的變形不能完全恢復(fù)，塑性變形：當外力取消后，物體的變形不能完全恢復(fù)，而產(chǎn)生的永久變形。而產(chǎn)生的永久變形。11sbep 1、強度強度(strength) 材料的強度是指材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能材料的強度是指材料抵抗外加載荷而不致失效破壞的能力。力。按照載荷作用方式的不同，強度可分為抗拉強度、按照載荷作用方式的不同，強度可分為抗拉

13、強度、抗壓強度、抗彎強度和抗剪強度。工程上常用的金屬材抗壓強度、抗彎強度和抗剪強度。工程上常用的金屬材料的強度指標有屈服強度料的強度指標有屈服強度( ( s) )和抗拉強度和抗拉強度( ( b) ) 。 載荷載荷- -伸長量示意圖伸長量示意圖 應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變示意圖應(yīng)變示意圖p 比例極限比例極限e 彈性極限彈性極限s 屈服極限屈服極限b 強度極限強度極限12(1) 拉伸曲線拉伸曲線材料性質(zhì)不同，拉伸曲線形狀也不盡相同。以上圖為例：材料性質(zhì)不同，拉伸曲線形狀也不盡相同。以上圖為例：OPE彈性變形階段彈性變形階段：試樣的伸長量與載荷成正比增：試樣的伸長量與載荷成正比增加，卸載可完全復(fù)原。加，卸載

14、可完全復(fù)原。Fe是彈性變形的最大拉力。是彈性變形的最大拉力。ES屈服階段屈服階段：當載荷：當載荷Fe時，彈性變形時，彈性變形+塑性變形，塑性變形，若卸載，試樣部分恢復(fù)；當載荷若卸載，試樣部分恢復(fù)；當載荷=Fe時，圖形上出現(xiàn)平臺，時，圖形上出現(xiàn)平臺，即載荷不增加而試樣繼續(xù)伸長，材料喪失了抵抗變形的即載荷不增加而試樣繼續(xù)伸長，材料喪失了抵抗變形的能力，此現(xiàn)象即稱為屈服。能力，此現(xiàn)象即稱為屈服。Fs稱為屈服載荷。稱為屈服載荷。SB均勻塑性變形階段均勻塑性變形階段：載荷：載荷Fs時，試樣明顯塑性時，試樣明顯塑性變形，伸長量隨載荷增加而增大。變形，伸長量隨載荷增加而增大。Fb是最大載荷。是最大載荷。BK

15、縮頸階段縮頸階段：載荷達到最大值：載荷達到最大值Fb后，試樣局部開始后，試樣局部開始急劇縮小，出現(xiàn)急劇縮小，出現(xiàn)“縮頸縮頸”現(xiàn)象，由于截面積減小，試樣現(xiàn)象，由于截面積減小，試樣變形所需的載荷也隨之降低，至變形所需的載荷也隨之降低，至K點發(fā)生斷裂。點發(fā)生斷裂。13拉伸試樣的頸縮拉伸試樣的頸縮拉伸試樣拉伸試樣萬能材料試驗機萬能材料試驗機 14低碳鋼拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線低碳鋼拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線 15低碳鋼拉伸低碳鋼拉伸試樣試樣 16(2) 彈性極限彈性極限 e和彈性模量和彈性模量E在拉伸曲線上，在拉伸曲線上，E點之前產(chǎn)生的變形是可以恢復(fù)的，稱點之前產(chǎn)生的變形是可以恢復(fù)的，稱為彈性變形。為彈性變形。

16、E點所對應(yīng)彈性變形的最大應(yīng)力稱為彈性點所對應(yīng)彈性變形的最大應(yīng)力稱為彈性極限，用極限，用 e表示，單位為表示，單位為MPa。彈性極限彈性極限 e：(elastic limit) Fe對應(yīng)于對應(yīng)于E點的外力，點的外力，N。 A0材料的原始橫截面面積，材料的原始橫截面面積，mm2。彈性模量彈性模量E (elastic modulus)材料在彈性變形范圍內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模材料在彈性變形范圍內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模量，用量，用E表示，單位為表示，單位為GPa。彈性模量表征材料產(chǎn)生彈性變形的難易程度，其在工程彈性模量表征材料產(chǎn)生彈性變形的難易程度，其在工程上稱為材料的剛度。主要取決于材料

17、內(nèi)部原子間作用力。上稱為材料的剛度。主要取決于材料內(nèi)部原子間作用力。0AFeeE17(3) 強度強度指標指標金屬材料的強度是用應(yīng)力來衡量的，單位截面積上的內(nèi)金屬材料的強度是用應(yīng)力來衡量的，單位截面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，用力稱為應(yīng)力，用 表示。常用的強度指標有屈服強度和抗表示。常用的強度指標有屈服強度和抗拉強度。拉強度。屈服點屈服點 s：(yield strength) 材料產(chǎn)生屈服時的最小應(yīng)力，單位為材料產(chǎn)生屈服時的最小應(yīng)力，單位為Mpa。 Fs材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的力。材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的力。 A0材料的原始橫截面面積。材料的原始橫截面面積。對于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料（如鑄鐵、高碳鋼等）對于無

18、明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料（如鑄鐵、高碳鋼等）測定測定 s很困難，通常規(guī)定產(chǎn)生很困難，通常規(guī)定產(chǎn)生0.2%塑性變形時的應(yīng)力作塑性變形時的應(yīng)力作為條件屈服點，用為條件屈服點，用 0.2表示：表示： 0.2=F0.2/ /A0 0AFss018屈服強度的測定屈服強度的測定19抗拉強度抗拉強度 b (tensile strength) 表示材料抵抗外力而不致斷裂的最大應(yīng)力表示材料抵抗外力而不致斷裂的最大應(yīng)力，單位為，單位為Mpa Fb最大的載荷。最大的載荷。 A0材料的原始截面面積。材料的原始截面面積。應(yīng)用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機車的牽引等。應(yīng)用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機車的牽引等。強度意義：強度

19、意義：l 一般機械零件或工具使用時，不允許發(fā)生塑性變形，一般機械零件或工具使用時，不允許發(fā)生塑性變形，故屈服點故屈服點 s是機械設(shè)計強度計算的主要依據(jù)。是機械設(shè)計強度計算的主要依據(jù)。l 抗拉強度代表材料抵抗拉斷的能力，若應(yīng)力大于抗拉抗拉強度代表材料抵抗拉斷的能力，若應(yīng)力大于抗拉強度，則會發(fā)生斷裂而造成事故。強度，則會發(fā)生斷裂而造成事故。 l s/ / b屈強比：越小屈強比：越小, ,可靠性越高；越大可靠性越高；越大, ,可靠性越低?？煽啃栽降?。 AFbb020蠕變極限蠕變極限 n金屬材料在高溫長期工作時，在一定應(yīng)力下，會隨著時金屬材料在高溫長期工作時，在一定應(yīng)力下，會隨著時間的延長緩慢地不斷發(fā)

20、生塑性變化的現(xiàn)象，稱為間的延長緩慢地不斷發(fā)生塑性變化的現(xiàn)象，稱為“蠕變?nèi)渥儭爆F(xiàn)象?，F(xiàn)象。例如，高溫高壓蒸汽管道雖然其承受的應(yīng)力遠小于工作例如，高溫高壓蒸汽管道雖然其承受的應(yīng)力遠小于工作溫度下材料的屈服點，但在長期的使用中則會產(chǎn)生緩慢溫度下材料的屈服點，但在長期的使用中則會產(chǎn)生緩慢而連續(xù)的變形使管徑日趨增大，最后可能導(dǎo)致破裂。而連續(xù)的變形使管徑日趨增大，最后可能導(dǎo)致破裂。l 材料在高溫條件下抵抗這種緩慢塑性變形的能力，用材料在高溫條件下抵抗這種緩慢塑性變形的能力，用蠕變極限蠕變極限n表示。表示。l 蠕變極限是指試樣在一定溫度下和在規(guī)定的持續(xù)時間蠕變極限是指試樣在一定溫度下和在規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，產(chǎn)

21、生的蠕變變形量（總的或殘余的）或第內(nèi)，產(chǎn)生的蠕變變形量（總的或殘余的）或第階段的階段的蠕變速度等于某規(guī)定值時的最大應(yīng)力。蠕變速度等于某規(guī)定值時的最大應(yīng)力。 212、塑性塑性(plasticity)金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不斷裂的能力稱金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不斷裂的能力稱為塑性。表示材料的塑性指標是：延伸率為塑性。表示材料的塑性指標是：延伸率 ( (delta) )和斷面和斷面收縮率收縮率( (psi) )；對于塑性差的材料，用；對于塑性差的材料，用 0.2來代替來代替 s；塑；塑性指標也是通過拉伸試驗測定的。性指標也是通過拉伸試驗測定的。斷后伸長率斷后伸長率 ：(spec

22、ific elongation)試樣拉斷后，標距長度的相對伸長值。試樣拉斷后，標距長度的相對伸長值。 L Lk拉斷后的長度。拉斷后的長度。 L L0原來的試樣長度。原來的試樣長度。注意：注意：長、短試樣測出的長、短試樣測出的 值不相同的，斷后伸長率分別值不相同的，斷后伸長率分別用用 10和和 5表示，通常表示，通常 10也寫為也寫為 。L L0=5d0 5= ；L L0=10d0 10= 55%塑性材料、塑性材料、 55脆性材料。脆性材料。%10000LLLk22斷面收縮率斷面收縮率：(percentage reduction in area)拉伸試樣拉斷后試樣截面積的收縮率。拉伸試樣拉斷后試

23、樣截面積的收縮率。 A0原截面面積。原截面面積。 Ak斷口處斷面面積。斷口處斷面面積。斷面收縮率不受試樣盡寸的影響，可更可靠的反映材料斷面收縮率不受試樣盡寸的影響，可更可靠的反映材料的塑性大小。的塑性大小。塑性的意義：塑性的意義：和和的數(shù)值越大，表明材料的塑性越好。的數(shù)值越大，表明材料的塑性越好。塑性良好的金屬可進行各種塑性加工。塑性良好的金屬可進行各種塑性加工。 10% 屬塑性材料屬塑性材料總結(jié)：總結(jié)： 和和越大，塑性越好，越易變形還不會斷裂。越大，塑性越好，越易變形還不會斷裂。 %10000AAAk23新標準新標準（GB/T228-2002）舊標準舊標準（GB/T228-1987）性能名稱

24、性能名稱符號符號性能名稱性能名稱符號符號屈服強度屈服強度屈服強度屈服強度s上屈服強度上屈服強度ReH下屈服強度下屈服強度ReL規(guī)定殘余延伸強度規(guī)定殘余延伸強度Rr例如例如Rr0.2屈服強度屈服強度0.2抗拉強度抗拉強度Rm抗拉強度抗拉強度b斷后伸長率斷后伸長率 A斷后伸長率斷后伸長率5 A11.310斷面收縮率斷面收縮率 Z斷面收縮率斷面收縮率金屬材料強度與塑性的新、舊標準名詞和符號對照表金屬材料強度與塑性的新、舊標準名詞和符號對照表 243、硬度硬度(hardness) 定義：定義：金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力。的能力。l 衡量：

25、布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。衡量：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。l 硬度測量的應(yīng)用：硬度測量具有簡便、快捷；不破壞硬度測量的應(yīng)用：硬度測量具有簡便、快捷；不破壞試樣試樣( (非破壞性試驗非破壞性試驗) )；硬度能綜合反映材料的強度等其；硬度能綜合反映材料的強度等其他力學(xué)性能；硬度與耐磨性具有直接關(guān)系，硬度越高，他力學(xué)性能；硬度與耐磨性具有直接關(guān)系，硬度越高，耐磨性越好。所以硬度測量應(yīng)用極為廣泛，常把硬度標耐磨性越好。所以硬度測量應(yīng)用極為廣泛，常把硬度標注于圖紙上，作為零件檢驗、驗收的主要依據(jù)。注于圖紙上，作為零件檢驗、驗收的主要依據(jù)。 l 測量方法：可采用壓入法、加彈法、劃痕法等測量方測

26、量方法：可采用壓入法、加彈法、劃痕法等測量方法。生產(chǎn)中常用壓入法法。生產(chǎn)中常用壓入法( (有布氏硬度法、洛氏硬度法、維有布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法等氏硬度法等) )。 25布氏硬度：布氏硬度：HB(Brinell-hardness)(HBS、HBW) 試驗：試驗：GB84。一定直徑的淬火鋼球。一定直徑的淬火鋼球(HBS)或硬質(zhì)合金球或硬質(zhì)合金球(HBW)，規(guī)定的載荷及時間后。，規(guī)定的載荷及時間后。 當載荷當載荷F，壓頭球體直徑，壓頭球體直徑D一定時，布氏硬度值僅與壓痕一定時，布氏硬度值僅與壓痕直徑直徑d有關(guān)。有關(guān)。d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。越小，布氏硬度值越大，硬度越高。在實際

27、測量中，布氏硬度值可以通過測量壓痕平均直徑在實際測量中，布氏硬度值可以通過測量壓痕平均直徑d查表得到。查表得到。l 應(yīng)用：淬火鋼球用以測定硬度應(yīng)用：淬火鋼球用以測定硬度450的金屬材料，其硬的金屬材料，其硬度值以度值以HBS表示。布氏硬度在表示。布氏硬度在450650之間的材料，壓之間的材料，壓頭用硬質(zhì)合金球，其硬度值用頭用硬質(zhì)合金球，其硬度值用HBW表示。表示。)(2102. 0102. 0102. 0)(22dDDDFDhFSFHBWHBS26l 布氏硬度特點：布氏硬度特點：優(yōu)點：測量數(shù)值穩(wěn)定，準確，能較真實地反映材料的平優(yōu)點：測量數(shù)值穩(wěn)定，準確，能較真實地反映材料的平均硬度。缺點：壓痕較

28、大，操作慢，不適用批量生產(chǎn)的均硬度。缺點：壓痕較大，操作慢，不適用批量生產(chǎn)的成品件和薄形件。成品件和薄形件。l 布氏硬度的書寫方式：布氏硬度的書寫方式：硬度符號硬度符號HBS或或HBW之前的數(shù)字表示硬度值，符號后面之前的數(shù)字表示硬度值，符號后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。、載荷及載荷保持時間。120HBS10/1000/30，表示直徑為表示直徑為10mm的鋼球，在的鋼球，在1000kgf載荷作用下保持載荷作用下保持30s，測得的布氏硬度值為，測得的布氏硬度值為120。l 布氏硬度測量范圍：用于原材料與半成品硬度測量，布氏硬度測量范圍：用于原材料

29、與半成品硬度測量，可用于測量未經(jīng)淬火的鋼、鑄鐵、有色金屬、硬度較低可用于測量未經(jīng)淬火的鋼、鑄鐵、有色金屬、硬度較低的鋼（如退火、正火、調(diào)質(zhì)處理的鋼）。的鋼（如退火、正火、調(diào)質(zhì)處理的鋼）。27布氏硬度計布氏硬度計洛氏硬度計洛氏硬度計維氏硬度計維氏硬度計2829HB3000型布氏硬度試驗機簡圖型布氏硬度試驗機簡圖 1-小杠桿；小杠桿；2-彈簧；彈簧；3-壓軸；壓軸；4-主軸襯套；主軸襯套；5-壓頭；壓頭；6-可更換工作臺；可更換工作臺；7-工作工作臺立柱；臺立柱；8-螺桿；螺桿；9-升降手輪；升降手輪；10螺母；螺母；11-套筒；套筒；12-電動機；電動機；13-減速器；減速器；14-換向開關(guān)；換

30、向開關(guān)；15-砝碼；砝碼；16-大杠桿；大杠桿；17-吊環(huán)；吊環(huán)；18-機體；機體；19-電源開關(guān)；電源開關(guān)； 3031布氏硬度試驗規(guī)范布氏硬度試驗規(guī)范32洛氏硬度：洛氏硬度：HR (Rockwll hardnes)(HRA、HRB、HRC)試驗：試驗：壓頭為壓頭為1.588mm的淬火鋼球和頂角為的淬火鋼球和頂角為120的金的金剛石錐，在規(guī)定載荷和時間后，測出的壓痕深度差即硬剛石錐，在規(guī)定載荷和時間后，測出的壓痕深度差即硬度的大小。度的大小。 HR=Kbd/0.002 K常數(shù)（金剛石常數(shù)（金剛石K=100，鋼球，鋼球K=130） bd壓頭壓頭受主載荷后實際壓入表面的深度。實際應(yīng)用受主載荷后實際

31、壓入表面的深度。實際應(yīng)用時直接從表盤中讀數(shù)即可。時直接從表盤中讀數(shù)即可。l 洛氏硬度計采用洛氏硬度計采用A、B、C三種標度對不同材料進行試三種標度對不同材料進行試驗，硬度分別用驗，硬度分別用HRA、HRB、HRC表示。表示。l 應(yīng)用范圍：鋼及合金鋼。應(yīng)用范圍：鋼及合金鋼。HRAHRA主測硬質(zhì)合金、表面淬火主測硬質(zhì)合金、表面淬火鋼等；鋼等；HRBHRB主測軟鋼、退火鋼等；主測軟鋼、退火鋼等；HRCHRC主測一般淬火鋼件。主測一般淬火鋼件。l 優(yōu)點：測量迅速、簡便、壓痕小、硬度測量范圍大；優(yōu)點：測量迅速、簡便、壓痕小、硬度測量范圍大；l 缺點：數(shù)據(jù)準確性、穩(wěn)定性、重復(fù)性不如布氏硬度。缺點：數(shù)據(jù)準確

32、性、穩(wěn)定性、重復(fù)性不如布氏硬度。33HR150型洛氏硬度試驗機簡圖型洛氏硬度試驗機簡圖1-調(diào)整塊；調(diào)整塊；2頂桿；頂桿；3-調(diào)整螺釘；調(diào)整螺釘；4-表盤；表盤；5-按鈕；按鈕；6-緊固螺母；緊固螺母；7-試樣；試樣；8-工作工作臺；臺；9-手輪；手輪；10-放油螺釘；放油螺釘；11-操縱手柄；操縱手柄；12-砝碼座；砝碼座；13-油針；油針；14、15-磁碼；磁碼；16-吊桿；吊桿；17-吊套；吊套；18-指示器指示器 3435洛氏硬度試驗圖洛氏硬度試驗圖洛氏硬度計洛氏硬度計36洛氏硬度指示盤洛氏硬度指示盤 37洛氏硬度指示盤洛氏硬度指示盤 38維氏硬度：維氏硬度：HV(diamond pen

33、etrator hardness)試驗：維氏硬度值用夾角為試驗：維氏硬度值用夾角為136金剛石正四面錐壓痕單金剛石正四面錐壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示，符號位面積上所承受的平均壓力表示，符號HV。 HV0.189F/d2 F作用在壓頭上試驗力作用在壓頭上試驗力(N)；d壓痕兩對角線長度的平均值壓痕兩對角線長度的平均值(mm)l 應(yīng)用范圍：測薄片和鍍層。應(yīng)用范圍：測薄片和鍍層。l 優(yōu)點：與布氏、洛氏硬度試驗比較，優(yōu)點：與布氏、洛氏硬度試驗比較，壓痕輪廓清晰，采用對角線長度計量，壓痕輪廓清晰，采用對角線長度計量，精確可靠，硬度值誤差較小。精確可靠，硬度值誤差較小。l 缺點：其硬度值需要先測量

34、對角線缺點：其硬度值需要先測量對角線長度，然后經(jīng)計算或查表確定，故效長度，然后經(jīng)計算或查表確定，故效率不如洛氏硬度試驗高。率不如洛氏硬度試驗高。3940硬度測試方法匯總硬度測試方法匯總41鋼球壓頭與金剛鋼球壓頭與金剛石壓頭石壓頭洛氏硬度壓痕洛氏硬度壓痕布氏硬度壓痕布氏硬度壓痕維氏硬度壓痕維氏硬度壓痕42硬度測定硬度測定方法方法表示方法表示方法特點特點應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍布氏硬度布氏硬度（HB）450HBW5/750/20表表示用直徑示用直徑5mm的硬質(zhì)的硬質(zhì)合金球，在合金球，在750kgf載載荷下保持荷下保持20s，測定的，測定的布氏硬度值為布氏硬度值為450測試值穩(wěn)定，準測試值穩(wěn)定，準確，但測量

35、費時，確，但測量費時，且壓痕較大且壓痕較大不適測薄件或成品；不適測薄件或成品；常用于測常用于測HBW值小于值小于650的材料，如灰鑄的材料，如灰鑄鐵、非鐵合金及退火、鐵、非鐵合金及退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼等正火、調(diào)質(zhì)鋼等洛氏硬度洛氏硬度（HR）5055HRC，數(shù)值越，數(shù)值越大，表示材料越硬大，表示材料越硬操作迅速簡便，操作迅速簡便，壓痕小，不如布壓痕小，不如布氏硬度精確，一氏硬度精確，一般需測不同部位般需測不同部位幾處，求其算術(shù)幾處，求其算術(shù)平均值平均值適宜大量生產(chǎn)成品檢適宜大量生產(chǎn)成品檢驗驗維氏硬度維氏硬度（HV）500Hv100/20表示在表示在試驗載荷試驗載荷100kgf下保下保持持20s測定

36、的維氏硬度測定的維氏硬度值為值為500載荷小，壓痕淺載荷小，壓痕淺特適測軟、硬金屬及特適測軟、硬金屬及陶瓷等非金屬材料，陶瓷等非金屬材料，尤其是極薄的零件和尤其是極薄的零件和滲碳層的硬度；還可滲碳層的硬度；還可測顯微組織硬度測顯微組織硬度各種硬度表示方法、特點及應(yīng)用范圍各種硬度表示方法、特點及應(yīng)用范圍43注意：注意：l 上述各種硬度測量法，相互間沒有理論換算關(guān)系，故試上述各種硬度測量法，相互間沒有理論換算關(guān)系，故試驗結(jié)果不能直接進行比較，應(yīng)查閱硬度換算表進行比驗結(jié)果不能直接進行比較，應(yīng)查閱硬度換算表進行比較。較。 l 各種硬度的換算經(jīng)驗公式：各種硬度的換算經(jīng)驗公式： 硬度在硬度在200600H

37、BS時：時：1HRC相當于相當于10HBS； 硬度若小于硬度若小于450HBS時：時：1HBS相當于相當于1HV。利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度：根利用布氏硬度壓痕直徑直接換算出工件的洛氏硬度：根據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單據(jù)布氏硬度和洛氏硬度換算表，可歸納出一個計算簡單且容易記住的經(jīng)驗公式：且容易記住的經(jīng)驗公式：HRC=(479100D)/4，其中，其中D為為10mm鋼球壓頭在鋼球壓頭在30KN壓力下壓在工件上的壓痕直徑壓力下壓在工件上的壓痕直徑測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在測量值。該公式計算出的值與換算值的誤差在-10.5范范圍內(nèi)。圍內(nèi)。444、

38、沖擊韌度沖擊韌度(toughness) 定義：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。定義：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。沖擊韌度常用一次擺錘沖擊試驗來測定。沖擊韌度常用一次擺錘沖擊試驗來測定。擺錘式一次沖擊試驗擺錘式一次沖擊試驗 k=Ak/S0=G(H1-H2)/S0 k沖擊韌度；沖擊韌度；S0 0試樣缺口截面積。試樣缺口截面積。l 沖擊韌度沖擊韌度 k值越大，值越大，材料的沖擊韌度越好，材料的沖擊韌度越好，越不易斷裂。越不易斷裂。l 沖擊試樣有夏比沖擊試樣有夏比U型型缺口試樣和夏比缺口試樣和夏比V型缺型缺口試樣兩種?？谠嚇觾煞N。45沖擊試驗示意圖沖擊試驗示意圖沖擊試驗機沖擊試驗機

39、46沖擊韌性的金屬夏比試驗沖擊韌性的金屬夏比試驗47小能量多次沖擊能力小能量多次沖擊能力材料的多次沖擊抗力取決于材料強度和塑性的綜合指標。材料的多次沖擊抗力取決于材料強度和塑性的綜合指標。l 沖擊能量沖擊能量Ak低時，取決于強度低時，取決于強度( ( s、 b) )；沖擊能量；沖擊能量Ak高時，取決于塑性高時，取決于塑性( (、 ) )。多次沖擊彎曲試驗示意圖多次沖擊彎曲試驗示意圖48l k還和溫度有關(guān)：溫度越低，還和溫度有關(guān)：溫度越低， k越小越小( (低溫易沖斷低溫易沖斷) )。l 韌脆轉(zhuǎn)變溫度：材料在低于某溫度時，韌脆轉(zhuǎn)變溫度：材料在低于某溫度時， k值急劇下降，值急劇下降，使試樣的斷口

40、由韌性斷口過渡為脆性斷口。因此，這個使試樣的斷口由韌性斷口過渡為脆性斷口。因此，這個溫度范圍稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍。溫度范圍稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍。韌脆轉(zhuǎn)變溫度的高低是金屬材料質(zhì)量指標之一，韌脆轉(zhuǎn)韌脆轉(zhuǎn)變溫度的高低是金屬材料質(zhì)量指標之一，韌脆轉(zhuǎn)變溫度愈低，材料的低溫沖擊性能愈好。變溫度愈低，材料的低溫沖擊性能愈好。吸收能量與溫度的關(guān)系曲線吸收能量與溫度的關(guān)系曲線49Titanic號鋼板和號鋼板和現(xiàn)代船用鋼板的沖擊試驗結(jié)果現(xiàn)代船用鋼板的沖擊試驗結(jié)果Titanic鋼板鋼板現(xiàn)代船用鋼板現(xiàn)代船用鋼板建造中的建造中的Titanic早年的早年的Titanic 號采用了含硫號采用了含硫高的鋼板，韌高的鋼板，韌性

41、很差，特別性很差，特別是在低溫呈脆是在低溫呈脆性。性。505、疲勞強度疲勞強度l 疲勞概念：金屬材料在小于屈服強度極限的交變載荷疲勞概念：金屬材料在小于屈服強度極限的交變載荷長期作用下發(fā)生破壞的現(xiàn)象。長期作用下發(fā)生破壞的現(xiàn)象。 l 疲勞強度：工程上將材料經(jīng)無數(shù)次重復(fù)交變載荷作用疲勞強度：工程上將材料經(jīng)無數(shù)次重復(fù)交變載荷作用而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞極限，用而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞極限，用-1表示表示。l 試驗：試驗：疲勞強度常在旋轉(zhuǎn)對稱彎曲疲勞試驗機上測定。疲勞強度常在旋轉(zhuǎn)對稱彎曲疲勞試驗機上測定。 對稱循環(huán)交變應(yīng)力對稱循環(huán)交變應(yīng)力51無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)，對于鋼材為無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)，對于鋼

42、材為107，有色金屬和某些超高，有色金屬和某些超高強度鋼常取強度鋼常取108。疲勞曲線示意圖疲勞曲線示意圖52部分工程材料的疲勞極限部分工程材料的疲勞極限-1(Mpa)53產(chǎn)生疲勞破壞的原因，一般認為是由于材料有雜質(zhì)、表產(chǎn)生疲勞破壞的原因，一般認為是由于材料有雜質(zhì)、表面劃痕及其它能引起應(yīng)力集中的缺陷。面劃痕及其它能引起應(yīng)力集中的缺陷。 疲勞斷口示意圖疲勞斷口示意圖54通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進行表面強化等方法可提高材料疲勞抗力。潔度，進行表面強化等方法可提高材料疲勞抗力。軸的疲勞斷口軸的疲勞斷口疲勞輝紋（掃描電鏡照片

43、）疲勞輝紋（掃描電鏡照片）556、斷裂韌度、斷裂韌度斷裂韌度是材料抵抗裂紋擴展的能力，一般用斷裂韌度是材料抵抗裂紋擴展的能力，一般用KI IC表示，表示，單位為單位為MN/m3/2。材料中往往存在著一定的缺陷，這些缺。材料中往往存在著一定的缺陷，這些缺陷可看做裂紋，在外力作用下，這些裂紋擴展的難易程陷可看做裂紋，在外力作用下，這些裂紋擴展的難易程度用斷裂韌度表示。度用斷裂韌度表示。7、磨損、磨損磨損是零部件失效的一種基本類型。通常意義上來講，磨損是零部件失效的一種基本類型。通常意義上來講，磨損是指零部件幾何尺寸磨損是指零部件幾何尺寸(體積體積)變小。變小。 零部件失去原有零部件失去原有設(shè)計所規(guī)

44、定的功能稱為失效。設(shè)計所規(guī)定的功能稱為失效。按照表面破壞機理特征，磨損可以分為磨料磨損、粘著按照表面破壞機理特征，磨損可以分為磨料磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損等。前三種磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損等。前三種是磨損的基本類型，后兩種只在某些特定條件下才會發(fā)是磨損的基本類型，后兩種只在某些特定條件下才會發(fā)生。生。 56(1) 磨料磨損：物體表面與硬質(zhì)顆?；蛴操|(zhì)凸出物磨料磨損：物體表面與硬質(zhì)顆?；蛴操|(zhì)凸出物(包括包括硬金屬硬金屬)相互摩擦引起表面材料損失。相互摩擦引起表面材料損失。(2) 粘著磨損：摩擦副相對運動時，由于固相焊合作用的粘著磨損：摩擦副相對運動時，由于固相

45、焊合作用的結(jié)果，造成接觸面金屬損耗。結(jié)果，造成接觸面金屬損耗。(3) 表面疲勞磨損：兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用表面疲勞磨損：兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用下，材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失。下，材料表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失。(4) 腐蝕磨損：零件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周腐蝕磨損：零件表面在摩擦的過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，因而出現(xiàn)的物質(zhì)損失。圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，因而出現(xiàn)的物質(zhì)損失。(5) 微動磨損：兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外微動磨損：兩接觸表面間沒有宏觀相對運動，但在外界變動負荷影響下界變動負荷影響下，有小振幅的相對振動，有小振幅的相對振動(

46、100m)，此，此時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造時接觸表面間產(chǎn)生大量的微小氧化物磨損粉末，因此造成的磨損稱為微動磨損成的磨損稱為微動磨損。5758一、物理性能一、物理性能1、密度、密度：指在一定溫度下單位體積物質(zhì)的質(zhì)量，一般用指在一定溫度下單位體積物質(zhì)的質(zhì)量，一般用 (gamma)表示。密度表達式如下：表示。密度表達式如下： = m/V密度意義：密度的大小很大程度上決定了工件的自重。密度意義：密度的大小很大程度上決定了工件的自重。 5g/cm3重金屬。重金屬。應(yīng)用：飛機制造業(yè)、子彈頭、檢驗材料、煉鐵、煉鋼、應(yīng)用：飛機制造業(yè)、子彈頭、檢驗材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。鉛球等。592

47、、熔點、熔點：是材料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度，金屬等晶體是材料從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的溫度，金屬等晶體材料一般具有固定的熔點，而高分子材料等非晶體材料材料一般具有固定的熔點，而高分子材料等非晶體材料一般沒有固定的熔點。一般沒有固定的熔點。 凝固點：液體凝固點：液體固體的溫度點。固體的溫度點。l 熔點意義：金屬的熔點是熱加工的重要工藝參數(shù)；對選熔點意義：金屬的熔點是熱加工的重要工藝參數(shù)；對選材有影響，不同熔點的金屬具有不同的應(yīng)用場合。材有影響，不同熔點的金屬具有不同的應(yīng)用場合。l 應(yīng)用：應(yīng)用：高的熔點金屬（如鎢、鉬等）可用于制造耐高高的熔點金屬（如鎢、鉬等）可用于制造耐高溫的零件（如火箭、導(dǎo)彈、燃氣輪機

48、零件，電火花加工、溫的零件（如火箭、導(dǎo)彈、燃氣輪機零件，電火花加工、焊接電極等），低的熔點金屬（如鉛、鉍、錫等）可用焊接電極等），低的熔點金屬（如鉛、鉍、錫等）可用于制造熔絲、焊接釬料等。于制造熔絲、焊接釬料等。603、導(dǎo)熱性：一般用導(dǎo)熱性：一般用導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率表示，其含義是在單位厚度表示，其含義是在單位厚度金屬，溫差為金屬，溫差為1時，每秒鐘從單位斷面通過的熱量。時，每秒鐘從單位斷面通過的熱量。金屬具有良好的導(dǎo)熱性，尤其是銀、銅、鋁的導(dǎo)熱性很金屬具有良好的導(dǎo)熱性，尤其是銀、銅、鋁的導(dǎo)熱性很好；一般純金屬具有良好的導(dǎo)熱性，合金的成分越復(fù)雜，好；一般純金屬具有良好的導(dǎo)熱性，合金的成分越復(fù)雜，其導(dǎo)熱

49、性越差。其導(dǎo)熱性越差。 l 應(yīng)用：散熱器等傳熱元件應(yīng)采用導(dǎo)熱性好的材料制造；應(yīng)用：散熱器等傳熱元件應(yīng)采用導(dǎo)熱性好的材料制造；保溫器材應(yīng)采用導(dǎo)熱性差的材料制造。在熱處理、鑄造、保溫器材應(yīng)采用導(dǎo)熱性差的材料制造。在熱處理、鑄造、鍛造、焊接過程中，若材料的導(dǎo)熱性差，則會使工件內(nèi)鍛造、焊接過程中，若材料的導(dǎo)熱性差，則會使工件內(nèi)外產(chǎn)生大的溫差而出現(xiàn)較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致工件變形或外產(chǎn)生大的溫差而出現(xiàn)較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致工件變形或開裂。采用緩慢加熱和冷卻的方法可使零件內(nèi)外溫度均開裂。采用緩慢加熱和冷卻的方法可使零件內(nèi)外溫度均勻，防止變形和開裂。勻，防止變形和開裂。 614、導(dǎo)電性：一般用導(dǎo)電性：一般用電阻率電阻

50、率表示，電阻率是單位長度、表示，電阻率是單位長度、單位截面積的電阻值，其單位為單位截面積的電阻值，其單位為.m。l 電阻率的意義：是設(shè)計導(dǎo)電材料和絕緣材料的主要依據(jù)。電阻率的意義：是設(shè)計導(dǎo)電材料和絕緣材料的主要依據(jù)。材料的電阻率材料的電阻率越小，導(dǎo)電性能越好。金屬中銀的導(dǎo)電越小，導(dǎo)電性能越好。金屬中銀的導(dǎo)電性最好、銅與鋁次之。通常金屬的純度越高，其導(dǎo)電性性最好、銅與鋁次之。通常金屬的純度越高，其導(dǎo)電性越好，合金的導(dǎo)電性比純金屬差，高分子材料和陶瓷一越好，合金的導(dǎo)電性比純金屬差，高分子材料和陶瓷一般都是絕緣體。般都是絕緣體。l 應(yīng)用：導(dǎo)電器材常選用導(dǎo)電性良好的材料，以減少損耗；應(yīng)用：導(dǎo)電器材常選

51、用導(dǎo)電性良好的材料，以減少損耗；而加熱元件、電阻絲則選用導(dǎo)電性差的材料制作，以提而加熱元件、電阻絲則選用導(dǎo)電性差的材料制作，以提高功率。高功率。5、磁性磁性l 非鐵磁性物質(zhì)：不能被磁鐵所吸引，即不能被磁化，如非鐵磁性物質(zhì)：不能被磁鐵所吸引，即不能被磁化，如鋁、銅等?？捎糜谥谱饕蟊苊怆姶艌龈蓴_的零件和結(jié)鋁、銅等?？捎糜谥谱饕蟊苊怆姶艌龈蓴_的零件和結(jié)構(gòu)件。構(gòu)件。 62l 鐵磁性物質(zhì)：可以被磁鐵吸引，即能補磁化，如鐵磁性物質(zhì)：可以被磁鐵吸引，即能補磁化，如Fe、Ni、Co等?？捎糜谥圃熳儔浩鞯蔫F芯、發(fā)電機的轉(zhuǎn)子等；等。可用于制造變壓器的鐵芯、發(fā)電機的轉(zhuǎn)子等；表示磁性的物理量：表示磁性的物理量：

52、導(dǎo)磁率導(dǎo)磁率(=B/H)：表示鐵磁材料磁化曲線上某一點的磁：表示鐵磁材料磁化曲線上某一點的磁化強度化強度B與外磁場強度與外磁場強度H的比值；的比值；磁飽和強度磁飽和強度B1：表示材料能達到的最大磁化強度；：表示材料能達到的最大磁化強度；剩磁剩磁Br：表示外磁場降為零時，材料的剩余磁感應(yīng)強度；：表示外磁場降為零時，材料的剩余磁感應(yīng)強度；矯頑力矯頑力HC：表示要使磁感應(yīng)強度降為零時，必須加反方：表示要使磁感應(yīng)強度降為零時，必須加反方向的磁場向的磁場HC。 l 軟磁材料：指易于磁化并可反復(fù)磁化的材料，但當外磁場軟磁材料：指易于磁化并可反復(fù)磁化的材料，但當外磁場去除后磁性隨之消失。去除后磁性隨之消失。

53、l 硬磁材料：硬磁材料經(jīng)磁化后，當外磁場去除后仍保留磁硬磁材料：硬磁材料經(jīng)磁化后，當外磁場去除后仍保留磁性，并具有高的剩磁和矯頑力。性，并具有高的剩磁和矯頑力。636、熱膨脹性、熱膨脹性(線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù))：材料隨溫度的改變而出現(xiàn)體積：材料隨溫度的改變而出現(xiàn)體積變化的現(xiàn)象稱為熱膨脹性，用線膨脹系數(shù)變化的現(xiàn)象稱為熱膨脹性，用線膨脹系數(shù)a來表示，其含來表示，其含義是溫度上升義是溫度上升1時，單位長度的伸長量，單位為時，單位長度的伸長量，單位為1/。l 陶瓷的熱膨脹性小，金屬次之，高分子材料最大。陶瓷的熱膨脹性小，金屬次之，高分子材料最大。l 線膨脹系數(shù)的意義：影響工件的精度，精密量具、零件、線

54、膨脹系數(shù)的意義：影響工件的精度，精密量具、零件、儀表、機器等，應(yīng)選用線膨脹系數(shù)小的材料，以避免在不儀表、機器等，應(yīng)選用線膨脹系數(shù)小的材料，以避免在不同的溫度下使用影響其精度；機械加工和裝配中也應(yīng)考慮同的溫度下使用影響其精度；機械加工和裝配中也應(yīng)考慮材料的熱膨脹性材料的熱膨脹性,以保證構(gòu)件尺寸的準確性。以保證構(gòu)件尺寸的準確性。64二、化學(xué)性能二、化學(xué)性能1、耐腐蝕性：金屬材料在常溫下抵抗氧、水及其他化學(xué)、耐腐蝕性：金屬材料在常溫下抵抗氧、水及其他化學(xué)物質(zhì)腐蝕破壞的能力稱為耐腐蝕性。物質(zhì)腐蝕破壞的能力稱為耐腐蝕性。 材料的耐蝕性常用材料的耐蝕性常用每年腐蝕深度每年腐蝕深度(滲蝕度滲蝕度)Ka(mm

55、/年年)表示。表示。 l 金屬的腐蝕既造成表面金屬光澤的缺失和材料的損失，金屬的腐蝕既造成表面金屬光澤的缺失和材料的損失，也造成一些隱蔽性和突發(fā)性的事故。金屬材料中鉻鎳不也造成一些隱蔽性和突發(fā)性的事故。金屬材料中鉻鎳不銹鋼可以耐含氧酸的腐蝕；而銅及銅合金、鋁及鋁合金銹鋼可以耐含氧酸的腐蝕；而銅及銅合金、鋁及鋁合金能耐大氣的腐蝕；合成高分子材料和陶瓷材料一般都具能耐大氣的腐蝕；合成高分子材料和陶瓷材料一般都具有良好的耐腐蝕性。有良好的耐腐蝕性。 l 對金屬材料而言，其腐蝕形式主要有兩種：一種是化學(xué)對金屬材料而言，其腐蝕形式主要有兩種：一種是化學(xué)腐蝕，另一種是電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕是金屬直接與周腐蝕

56、，另一種是電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕是金屬直接與周圍介質(zhì)發(fā)生純化學(xué)作用，例如鋼的氧化反應(yīng)。電化學(xué)腐圍介質(zhì)發(fā)生純化學(xué)作用，例如鋼的氧化反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕是金屬在酸、堿、鹽等電介質(zhì)溶液中由于原電池的作蝕是金屬在酸、堿、鹽等電介質(zhì)溶液中由于原電池的作用而引起的腐蝕。提高材料的耐腐蝕性的方法很多，如用而引起的腐蝕。提高材料的耐腐蝕性的方法很多，如均勻化處理、表面處理等都可以提高材料的耐腐蝕性。均勻化處理、表面處理等都可以提高材料的耐腐蝕性。652、高溫抗氧化性高溫抗氧化性在高溫下金屬材料易與氧結(jié)合，形成氧化皮，造成金屬在高溫下金屬材料易與氧結(jié)合，形成氧化皮，造成金屬的損耗和浪費，因此高溫下使用的工件，要求材料

57、具有的損耗和浪費，因此高溫下使用的工件，要求材料具有高溫抗氧化的能力。如各種加熱爐、鍋爐等，要選用抗高溫抗氧化的能力。如各種加熱爐、鍋爐等，要選用抗氧化性良好的材料。氧化性良好的材料。l 材料中的耐熱鋼、高溫合金、鈦合金、陶瓷材料等都材料中的耐熱鋼、高溫合金、鈦合金、陶瓷材料等都具有好的高溫抗氧化性。具有好的高溫抗氧化性。 l 提高高溫抗氧化性的措施是：使材料在迅速氧化后能提高高溫抗氧化性的措施是：使材料在迅速氧化后能在表面形成一層連續(xù)而致密并與母體結(jié)合牢靠的膜，從在表面形成一層連續(xù)而致密并與母體結(jié)合牢靠的膜，從而阻止進一步氧化。而阻止進一步氧化。3、化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性金屬材料的耐腐蝕必和抗

58、氧化性的總稱。金屬材料的耐腐蝕必和抗氧化性的總稱。應(yīng)用：耐熱設(shè)備、高溫鍋爐等。應(yīng)用：耐熱設(shè)備、高溫鍋爐等。66三、工藝性能三、工藝性能材料的工藝性能是指在加工過程中對不同加工方法的適材料的工藝性能是指在加工過程中對不同加工方法的適應(yīng)性，材料工藝性能的好壞影響到加工的難易程度，從應(yīng)性，材料工藝性能的好壞影響到加工的難易程度，從而影響到零件加工后的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。而影響到零件加工后的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。金屬的工藝性能主要有鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、金屬的工藝性能主要有鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、切削加工性能、熱處理性能。切削加工性能、熱處理性能。 1、鑄造性能鑄造性能 鑄造是指將熔化后的金屬液澆入鑄型中，待凝固、冷卻鑄造是指將熔化后的金屬液澆入鑄型中，待凝固、冷卻后獲得具有一定形狀和性能鑄件的成形方法。鑄造是獲后獲得具有一定形狀和性能鑄件的成形方法。鑄造是獲得零件毛坯的主要方法之一。金屬的鑄造性能是指鑄造得零件毛坯的主要方法之一。金屬的鑄造性能是指鑄造成形過程中獲得外形準確、內(nèi)部健全鑄件的能力，即金成形過程中獲得外形準確、內(nèi)部健全鑄件的能力，即金屬獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力。鑄造性能通常用金屬液的流動屬獲得