工程材料 材料的性能

工程材料材料的性能第1頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、彈性和剛度彈性：指標(biāo)為彈性極限e，即材料承受最大彈性變形時(shí)的應(yīng)力。剛度：材料受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。指標(biāo)為彈性模量E。e

一、金屬材料的使用性能（一）金屬材料的力學(xué)性能第2頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線拉伸試樣拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)力

=P/F0應(yīng)變

=(l-l0)/l0第3頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。

屈服強(qiáng)度s：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。

條件屈服強(qiáng)度0.2：殘余變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力值。

抗拉強(qiáng)度b：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。s0.2第4頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一塑性：材料受力破壞前可承受最大塑性變形的能力。

指標(biāo)為：

伸長(zhǎng)率：斷面收縮率：拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象說明：用面縮率表示塑性比伸長(zhǎng)率更接近真實(shí)變形。第5頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、硬度材料抵抗表面局部塑性變形壓痕、劃痕的能力。（1）布氏硬度HB第6頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件、成品件?！駢侯^為鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料。●壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。布氏硬度壓痕適測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度。第7頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）洛氏硬度h1-h0洛氏硬度測(cè)試示意圖洛氏硬度計(jì)洛氏硬度用符號(hào)HR表示根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。

第8頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一HRA用于測(cè)量高硬度材料,如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。HRB用于測(cè)量低硬度材料,如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，壓痕小，適用范圍廣。缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕第9頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）維氏硬度維氏硬度計(jì)維氏硬度試驗(yàn)原理維氏硬度壓痕維氏硬度用符號(hào)HV表示第10頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）、沖擊韌性是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。指標(biāo)為沖擊韌性值ak(通過沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得)。4、韌性第11頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（2）斷裂韌性TITANIC的沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)應(yīng)力強(qiáng)度因子：描述裂紋尖端附近應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度的指標(biāo)。斷裂韌性：材料抵抗內(nèi)部裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。C為斷裂應(yīng)力，aC為臨界裂紋半長(zhǎng)，單位為第12頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5、疲勞材料在低于s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。用-1表示。鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為107，有色金屬合金為108。疲勞應(yīng)力示意圖疲勞曲線示意圖第13頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一疲勞斷口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(jìn)行表面強(qiáng)化等方法可提高材料疲勞抗力。軸的疲勞斷口疲勞輝紋（掃描電鏡照片）第14頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(二)金屬材料的物理性能1.密度

2.熔點(diǎn)

3.導(dǎo)熱性4.導(dǎo)電性5.熱膨脹性6.磁性

1.耐腐蝕性

2.抗氧化性

(三)金屬材料的化學(xué)性能第15頁(yè)，共16頁(yè)，202