机械工程材料ppt课件 金属材料的力学性能.ppt

第一章 金属材料的力学性能 2.塑性 塑性：金属材料产生永久变形而不破坏的能力称为塑性。 衡量塑性好与差的指标主要是伸长率和断面收缩率，它们也是通过金属试样拉伸试验测得的。 伸长率（A） 试样拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比称为伸长率。 式中 L1──试样拉断后的标距（mm）； L0──试样的原始标距（mm）； A──伸长率。 A 第一章 金属材料的力学性能 2.塑性 塑性：金属材料产生永久变形而不破坏的能力称为塑性。 衡量塑性好与差的指标主要是伸长率和断面收缩率，它们也是通过金属试样拉伸试验测得的。 断面收缩率（Z）：试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。 式中 SO──试样原始横截面积（mm2）； S1──试样拉断处的最小横截面积（mm2）； Z──断面收缩率。 Z 第一章 金属材料的力学性能 2.塑性 金属材料的A、Z值越大，表示材料的塑性越好。 塑性好的金属的实用意义： 塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏，便于通过塑性变形加工，制成形状复杂的零件； 塑性好的金属在受力过大时，由于首先产生塑性变形而不致发生突然断裂，使用比较安全。 第一章 金属材料的力学性能 超塑性金属材料 超塑性金属材料是指伸长率大于300%的金属材料。它是1920年德国材料专家罗森汉在研究锌－铝－铜合金时发现的。超塑性是在特定条件下的一种奇特现象，超塑性金属材料能像软糖一样伸长10倍、20倍甚至上百倍，既不出现缩颈，也不会断裂。最常用的铝、镍、铜、铁、钛合金，它们的伸长率在200~6000%之间。如碳钢和不锈钢在150~800%之间，铝锌合金为1000%纯铝高达6000%。 超塑性材料加工具有很大的实用价值。难变形的合金因超塑性变成了软糖状，从而可以像玻璃和塑料一样，用吹塑和可挤压加工方法制造零件，从而大大节省能源和设备。超塑性材料制造零件的另一优点是可以一次成形，省掉了机械加工、铆焊等工序，达到节约原材料和降低成本的目的。据专家展望，未来超塑性材料将在航天、汽车、车厢制造等部门中广泛采用。 【拓展视野】 第一章 金属材料的力学性能 力学性能 屈服强度 抗拉强度 伸长率 断面收缩率 符号 【复习上次课内容】 1．填写下列力学性能名称或符号： 2．上题中哪些是强度指标？哪些是塑性指标？ 【新课导入】金属材料的软硬是我们经常关注的问题，请问常见的金属材料中哪些是比较软的？哪些是比较硬的？ 在工业生产中，我们仅仅知道金属材料软和硬是远远不够的，还必须精确知道其硬度值的大小。本节课我们来深入学习第四个力学性能硬度的有关知识。 Rr Rm A Z 第一章 金属材料的力学性能 4.硬度 定义：材料抵抗表面局部弹塑性变形的能力。 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标。各种不同的机械零件对硬度都有不同的要求，尤其是机械制造业所用的刀具、量具、模具等，都应具备足够的硬度，才能保证使用性能和寿命，因此硬度是金属材料重要的力学性能之一。 硬度试验设备简单，操作方便，能在零件上进行试验而不破坏。硬度值还可以间接地反映金属材料的强度和金属的化学成分、金相组织和热处理工艺上的差异，因而硬度试验在机械工程中得到普遍应用。硬度试验方法很多，生产中常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等试验方法。 第一章 金属材料的力学性能 4.硬度 定义：材料抵抗表面局部弹塑性变形的能力。 布氏硬度计 1)布氏硬度HB 压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。 压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。 120HBS10/1000/30 表示直径为10mm的钢球在1000kgf载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。 布氏硬度压痕 表示方法：硬度值+HBS(HBW)+D+F+t 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。 应用：适于测量退火、正火、调质钢, 铸铁及有色金属的硬度。 第一章 金属材料的力学性能 2) 洛氏硬度 洛氏硬度用符号HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002 根据压头类型和主载荷不同，分为11个标尺，常用的标尺为A、B、C。 h1-h0 洛氏硬度测试示意图 洛氏硬度计 符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。 HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。 HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。 HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。 缺点：测量结果分散度大。 钢球压头与金刚石压