《工程材料導論》ppt課件

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1、第一章工程材料導論第一節(jié)材料的性能第二節(jié)材料的微觀結構基礎第三節(jié)鐵碳合金相圖第四節(jié)常用鋼鐵材料第五節(jié)鋼的熱處理第六節(jié)常用有色金屬及其合金第七節(jié)金屬材料的微觀檢驗第一章工程材料導論掌握金屬材料的主要力學性能能畫出鐵碳合金相圖，并運用相圖判斷鐵碳合金的成分、組織與性能。熟悉熱處理“四把火”，工藝特點和應用。掌握常用鋼鐵和有色金屬合金的種類、牌號、性能及應用。本章基本要求工程材料的性能鑄造性能可鍛性能可焊性能切削加工性能熱處理性工藝性使用性能力學性能物理性能化學性能工藝性能金屬材料的主要性能1.使用性能――反映金屬材料在使用過

2、程中所表現(xiàn)出的特性。包括：力學性能：（強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等）物理性能：（密度、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性、磁性等）化學性能：（抗大氣、海水及其它介質(zhì)腐蝕、抗高溫氧化等2.工藝性能――反映金屬材料在加工制造過程中所表現(xiàn)出來的特性。包括：鑄造特性、壓力加工特性、焊接特性、熱處理特性、切削加工特性等。在選擇和應用金屬材料時，一般無特殊要求時，首先考慮金屬材料的使用性能，而在使用性能中，又主要以力學性能（機械性能）為主，因此作為本章討論的重點。力學性能：材料在外力（靜載荷、動載荷、交變載荷）作用下，所表現(xiàn)出的性

3、能。包括強度、塑性、硬度、沖擊韌度和疲勞強度等,是選擇、使用金屬材料的重要依據(jù)。第一節(jié)材料的性能第一章工程材料導論一、金屬材料的力學性能常用力學性能指標：第一章工程材料導論靜載強度抗拉抗壓抗彎硬度塑性韌性動載沖擊韌度疲勞強度1.1靜載荷下材料的力學性能第一章工程材料導論圖1.1拉伸試樣(a)拉斷前(b)拉斷后1）強度：材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力?？估瓘姸葴y試實驗FLF0d電子拉伸試驗機第一章工程材料導論工程應力：σ=F/A0工程應變：ε=(L-L0)/L0圖1.3低碳鋼應力-應變曲線σεσeσsσbesbk0低

4、碳鋼的應力-應變曲線e－最大彈性變形點s－屈服點b－最大外力點k－斷裂點σe－彈性極限σs－屈服極限σb－抗拉強度第一章工程材料導論四個階段1.彈性變形階段變形可逆變形量<1％2.屈服階段不需要進一步增加外力就可產(chǎn)生明顯的塑性變形發(fā)生塑性變形的標志3.塑性變形階段產(chǎn)生永久變形4.縮頸和斷裂階段超過b點后局部迅速變細，直至斷裂第一章工程材料導論ⅠⅡⅢⅣ低碳鋼應力－應變曲線彈性極限：對應最大彈性變形的應力抗拉強度：最大載荷所對應的應力伸長率：（恒量塑性變形的指標）斷面收縮率：斷口處第一章工程材料導論良好的塑性是塑性變形加工的

5、必要條件。拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象注意與斷裂強度的區(qū)別不同材料的拉伸曲線??s=?0.2?sεεε(a)脆性材料(b)塑性材料（塑性較低）(c)塑性材料舉例：(a)鑄鐵(b)鋁青銅(c)退火低碳鋼、有色金屬卸載后，恢復部分為彈性應變量；殘留部分為塑性應變量。第一章工程材料導論2）硬度材料抵抗更硬物體壓入的能力稱為硬度;表示材料在一個小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度等（1）布氏硬度（HBW）HBW＝試驗力／壓痕面積，單位N/mm2壓頭：硬質(zhì)合金球有效值：小于650HBW適用材料

6、：退火鋼、正火鋼、有色金屬、不銹鋼等。第一章工程材料導論布氏硬度計第一章工程材料導論用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球,在一定壓力P下,將鋼球垂直地壓入金屬表面,并保持壓力到規(guī)定的時間后卸荷,測壓痕直徑d，查表獲得硬度值.（一般不寫單位）圖1.4布氏硬度計及測試原理第一章工程材料導論（2）洛氏硬度HRC、HRA、HRB規(guī)范HRAHRBHRC壓頭120°金剛石圓錐Φ1.588淬火鋼球120°金剛石圓錐總試驗力/N60×9.8100×9.8150×9.8測量范圍60～8525～10020～67適用材料硬質(zhì)合金、表面淬火鋼軟的鋼材

7、、退火鋼、銅合金淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼表1.1三種洛氏硬度的特點及適用范圍第一章工程材料導論洛氏硬度計用金剛石圓錐作壓頭，在規(guī)定的預載荷和總載荷下壓入材料，卸載后測其深度h，由壓痕深度計算硬度，可在洛氏硬度計上直接讀出，無單位。圖1.5洛氏硬度計及測試原理第一章工程材料導論布氏硬度與洛氏硬度的特點比較布氏硬度：壓痕面積大；HB值的代表性較全面；實驗數(shù)據(jù)的重復性好；由于淬火鋼球本身易變形，不能試驗太硬的材料；由于壓痕較大，不能進行成品檢驗洛氏硬度：一般采用金剛石壓頭，因此可用于硬度很高的材料；壓痕很小，幾乎不損傷工件表面，故在鋼件

8、熱處理質(zhì)量檢查中應用最多；由于壓痕小，數(shù)據(jù)代表性、重復性差些；必須進行多點測試，取平均值。動畫洛氏硬度測量動畫布氏硬度測量第一章工程材料導論第一章工程材料導論1.2動載荷下材料的力學性能設計受沖擊載荷件時，必須考慮材料的抗沖擊性能；在某些條件下（如低溫）具有脆性傾向的材料，如鳥巢Q460E鋼，-40℃沖擊功≥27J。