材料的性能教学课件PPT.ppt

十五863子课题验收汇报
铸造性能
可锻性能
可焊性能
切削加工性能
热处理性工艺性
工程材料的性能
使用性能
力学性能
物理性能
化学性能
工艺性能
第一章材料的性能
使用性能:材料在使用过程中所表现的性能。
工艺性能:材料在加工过程中所表现的性能。
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十五863子课题验收汇报
金属材料的力学性能
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。
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。
第一章材料的性能
十五863子课题验收汇报
材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化,称为变形。
外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。
外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。
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第一章材料的性能
十五863子课题验收汇报
1. 强度
定义:外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力。
(1)弹性极限和弹性模量
弹性极限——弹性变形阶段所对应的最大应力,用,单位为MPa;
弹性模量——材料在弹性变形范围内的应力与应变的比值称为弹性模量,以E表示,单位为GPa,表达式为:
刚度:将材料抵抗弹性变形的能力。零件的刚度主要决定于E,也与形状、截面等有关。
退火低碳钢的拉伸曲线(a)
和应力-应变曲线(b)
第一章材料的性能
弹性模量的大小主要取决于材料的本性,除随温度升高而逐渐降低外,其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。
十五863子课题验收汇报
第一章材料的性能
(2)屈服强度(屈服极限)
定义:材料在外力作用下开始发生塑性变形的最低应力值,用表示,单位为MPa,表达式为:
由于有很多材料的拉伸曲线上没有明显的屈服点,无法确定屈服极限,%塑性变形时的应力值为该材料的屈服极限,称为条件屈服极限,以表示,。
条件屈服极限
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(3)抗拉强度
定义:试样拉断前最大载荷所决定的应力值,即试样所能承受的最大载荷除以原始截面积,以表示,单位为MPa,表达式为:
它是零件设计和选材的主要依据之一,也是评定金属强度的重要指标之一。
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第一章材料的性能
拉伸试样的颈缩现象
十五863子课题验收汇报
注意:工程上延伸率和选取试样的关系
2. 塑性
定义:断裂前材料发生塑性变形的能力叫塑性,塑性以材料断裂后塑性变形的大小来表示。拉伸时用延伸率或伸长率(δ)和断面收缩率( )表示,两者均无单位量纲。
(1)伸长率(δ)表示试样拉伸断裂后的相对伸长量:


—拉伸试样原始标距长度;
—拉伸试样拉断后的标距长度。
(2)断面收缩率( )表示试样断裂后截面的相对收缩量:
   —拉伸试样原始截面面积;
—拉伸试样拉断处的截面积。
第一章材料的性能
十五863子课题验收汇报
δ< 2 ~ 5% 属脆性材科
δ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ> 10% 属塑性材料
思考:同一材料δ5 > δ10?
塑性指标不直接用于计算,但任何零件都需要一定塑性。
防止过载断裂;塑性变形可以缓解应力集中、削减应力峰值。
第一章材料的性能
十五863子课题验收汇报
拉力试样的原标距长度为50mm,直径为10mm,经拉力试验后,将已断裂的试样对接起来测量,若最后的标距长度为71mm,,试求该材料的伸长率和断面收缩率的值?
解:
δ5=[(71-50)/50]x100%=42%
S0=(10/2)2=(mm2)
S1=()2=(mm2)
Ψ=[(S0-S1)/S0]x100%=24%
练****题一
第一章材料的性能
十五863子课题验收汇报
练****题二
某工厂买回一批材料(要求:бs≥230MPa;бb≥410MPa;δ5≥23%;ψ≥50%).做短试样(l0=5d0;d0=10mm)拉伸试验,结果如下:Fs=19KN,Fb=;l1=;d1=;问买回的材料合格吗?
解: 根据试验结果计算如下:
бs=Fs/s0=(19x1000)/( )=242 >230MPa
бb =Fb/ s0=()/( )= >410MPa
δ5 = [Δl /l 0]x100% =[(-50)/50]x100%=% >23%
ψ= [ΔS /S 0]x100% =% >50%