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1、材料的种类与性能,第 一 章,机 械 制 造 基 础,基本内容,1,2,3,材料的种类,基本概念,金属材料的力学性能,材料的种类,1,基本内容,1,2,3,材料的种类,基本概念,金属材料的力学性能,基本概念,金属：,合金：,由一种金属元素所组成。如Cu，Al，Mg，Zn,由一种金属元素为主，加入其他金属（或非金属）元素所组成，例,Fe C 铁碳合金(钢、铸铁),Cu Zn 铜锌合金(黄铜),2,基本内容,1,2,3,材料的种类,基本概念,金属材料的力学性能,金属材料的性能,金属材料的力学性能,3,外力作用下的变形与失效材料的力学性能指标失效形式与力学性能之间的关系,金属材料的力学性能,力学性能
2、：材料在外力作用下所表现出来的性能,3,外力作用下的变形与失效,3,外加载荷,拉伸实验,两种变形,弹性变形：塑性变形：,加力产生，去力消失,加力产生，去力保留,特点：有力才有变形 去力见分晓,外力作用下的变形与失效,三个阶段,弹性变形阶段(F Fe)弹塑性变形阶段(F Fb)断裂阶段,3,外力作用下的变形与失效,四种常见的失效形式,断裂（轴）塑性变形（发动机气缸上的螺钉）过量的弹性变形磨损（凸轮）,3,材料的力学性能指标静载荷作用,延伸率,一般，5%，满足要求,塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力,表征材料抵抗断裂的能力。，不易断裂,表征材料抵抗塑性变形的能力。，不易产生塑性变形,
3、名义屈服强度,强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂 的能力,3,抗拉强度,材料产生0.2%的塑性变形时所具有的应力值,材料弹性变形阶段的最大应力值,弹性极限,屈服强度,材料的力学性能指标静载荷作用,E，刚度,布氏硬度 HB（布氏硬度实验原理）洛氏硬度 HRC，HRA，HRB，HRF维氏硬度和显微硬度HV,硬度：材料抵抗硬物压入其表面的能力,弹性模量(刚度)E：,3,材料受力时抵抗弹性变形的能力，表征材料产生弹性变形的难易程度,材料的力学性能指标静载荷作用,3,返回,3,返回,Figure 2.12 General characteristics of hardness-testing me
4、thods and formulas for calculating hardness.The quantity P is the load applied.Source:H.W.Hayden,et al.,The Structure and Properties of Materials,Vol.III(John Wiley&Sons,1965).,Hardness Tests,Hardness Conversion Chart,Figure 2.14 Chart for converting various hardness scales.Note the limited range of
5、 most scales.Because of the many factors involved,these conversions are approximate.,材料的力学性能指标动载荷作用,冲击韧性,材料抵抗冲击载荷的能力,3,材料的力学性能指标动载荷作用,3,返回,材料的力学性能指标交变载荷作用,疲劳强度,材料抵抗交变载荷的能力,作用载荷不变时，材料变形量随时间延长而缓慢增加,在给定温度、规定时间内，试样产生的蠕变量不超过规定值时的最大应力,3,蠕变强度,材料经受无数次（108）交变载荷而不破坏所承受的最大应力,材料的力学性能指标其他载荷作用,磨损 机器运转时，任何零件在接触状态下的相对运动都会产生摩擦，导致零件磨损，最后失效。按磨损的破坏机理，磨损可分为：（1）黏着磨损（2）磨粒磨损（3）腐蚀磨损,3,失效形式与力学性能之间的关系,3,低碳钢拉伸,布氏硬度实验原理,冲击实验,思 考 题,1、金属材料的性能包括哪些？2、什么是金属的力学性能？它包括哪些主要力学性能指标？,
