工程材料機(jī)械性能

1、工程材料1金屬材料的力學(xué)性能靜載時(shí)材料的力學(xué)性能靜拉伸試驗(yàn)（彈性和剛度、強(qiáng)度、塑性）硬度（布氏硬度、洛氏硬度）動(dòng)載時(shí)材料的力學(xué)性能沖擊韌性（KU）疲勞強(qiáng)度高溫力學(xué)性能（蠕變、其它力學(xué)性能）斷裂韌性2彈性和剛度標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能3拉伸試驗(yàn)1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能4彈性 E=/強(qiáng)度 s、 b塑性 =(L1-L0)/L0 =(F0-F1)/F01靜載時(shí)材料的力學(xué)性能5冷作強(qiáng)化的應(yīng)用 （加工硬化）建筑鋼筋冷扎鋼板預(yù)應(yīng)力鋼絲1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能6布氏硬度試驗(yàn)1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能71靜載時(shí)材料的力學(xué)性能81靜載時(shí)材料的力學(xué)性能9洛氏硬度試驗(yàn)1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能10其它硬度 維氏硬度HV

2、 主要用于薄工件或薄表面硬化層的硬度測(cè)試，參照GB4340-84金屬維氏硬度試驗(yàn)方法進(jìn)行。1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能11顯微硬度HV 用于材料微區(qū)硬度(如單個(gè)晶粒、夾雜物、某種組成相等)的測(cè)試，可參照GB4342-84金屬顯微維氏硬度試驗(yàn)方法進(jìn)行。其它硬度 1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能12莫氏硬度 一種刻劃硬度，用于陶瓷和礦物的硬度測(cè)定，該硬度的標(biāo)尺是選定十種不同的礦物，從軟到硬將莫氏硬度分為十級(jí)，如金剛石硬度對(duì)應(yīng)于莫氏硬度10級(jí)。其它硬度 1靜載時(shí)材料的力學(xué)性能13沖擊韌度（KU）試驗(yàn)2 動(dòng)載時(shí)材料的力學(xué)性能14KUA/FA=(GH1-GH2)9.8 J/cm2其中：KU （J/cm2） H（m） A

3、（m2） G（kg）2 動(dòng)載時(shí)材料的力學(xué)性能15圖1-4 疲勞曲線-1Nn21N1N2NnNc鋼鐵材料：107次非鐵合金：108次2 動(dòng)載時(shí)材料的力學(xué)性能16部分工程材料的疲勞極限-1（MPa）2 動(dòng)載時(shí)材料的力學(xué)性能17高溫下材料的力學(xué)性能高溫下：b 、 s 、 E、HRC 降低、 、 KU 升高發(fā)生蠕變現(xiàn)象 3 高溫下的力學(xué)性能18K1=Ya1/2 式中：Y_裂紋的幾何形狀因子; _外加應(yīng)力（N/mm2）； a_裂紋的半長(zhǎng)（mm）； K1_ 強(qiáng)度因子（MPam1/2或MNm-3/2）當(dāng)K1達(dá)到臨界值K1C時(shí)，零件內(nèi)裂紋將發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展而出現(xiàn)低應(yīng)力脆性斷裂，而K1K1C時(shí)，零件安全可靠。K1C

4、即為斷裂韌度。4 斷裂韌性19常見工程材料的斷裂韌度K1C值（MNm-3/2） 4 斷裂韌性20 根據(jù)K1=Ya1/2K1C的臨界判據(jù)知： 為使零件不發(fā)生脆斷，設(shè)計(jì)者可以控制三個(gè)參數(shù)：材料的斷裂韌度K1C 、名義工作應(yīng)力和零件內(nèi)的裂紋長(zhǎng)度a，它們之間的定量關(guān)系能直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算，可以解決以下三方面的工程實(shí)際問題： 4 斷裂韌性211）根據(jù)零件的實(shí)際工作應(yīng)力和其內(nèi)可能的裂紋尺寸a，確定材料應(yīng)有的斷裂韌度K1C，為正確選材提供依據(jù)；2）根據(jù)零件所使用的材料斷裂韌度K1C及已探傷出的零件內(nèi)存在的裂紋尺寸a，確定零件的臨界斷裂應(yīng)力C，為零件最大承載能力設(shè)計(jì)提供依據(jù)；3）根據(jù)已知材料的斷裂韌度K1C和零

5、件的實(shí)際工作應(yīng)力，估算斷裂時(shí)的臨界裂紋長(zhǎng)度aC，為零件的裂紋探傷提供依據(jù)。 4 斷裂韌性22物理性能: 物理性能，不僅對(duì)工程材料的選用來說，有著重要的意義；而且也會(huì)對(duì)材料的加工工藝產(chǎn)生一定的影響。（一）密度（二）熱學(xué)性能 熔點(diǎn)； 熱容； 熱膨脹；熱傳導(dǎo)（三）電學(xué)性能 電阻率； 電阻溫度系數(shù)； 介電性（四）磁學(xué)性能 磁導(dǎo)率； 飽和磁化強(qiáng)度Ms和磁矯頑力c5 材料的物理化學(xué)性能23化學(xué)性能： 材料在生產(chǎn)、加工和使用時(shí)，均會(huì)與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使其性能惡化或功能喪失。（一）化學(xué)腐蝕（二）電化學(xué)腐蝕 (三）提高零件耐蝕性的主要措施鋁5 材料的物理化學(xué)性能24 材料的工藝性能：本課程則主要解決材料本身與其工藝性能的關(guān)系，主要加工工藝性能是：一鑄造性能二鍛造性能三焊接性能四切削加工性能五熱處理性能6 材料的工藝性能25課后作業(yè)： 1、解釋概念： b 、 s 、 E、HRC、 、 KU2、將鐘表發(fā)條拉成一直線后，將力釋放，鐘表發(fā)條可能發(fā)生什么變形？261.某室溫下使用的一緊固螺栓在工作時(shí)發(fā)現(xiàn)緊固力下降，試分析材料的何種性能指標(biāo)沒有達(dá)到要求？提出主要的可能解決措施。2.對(duì)自行車座位彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)和選材，應(yīng)涉及到材料的哪些主要性能指標(biāo)？3.實(shí)際生