2021年机械工程材料知识点.docx

2021年机械工程材料知识点 2021年机械工程材料知识点 PAGE / NUMPAGES 2021年机械工程材料知识点 机械工程材料知识点 第一章 金属材料力学性能及其测定 金属材料力学性能是指材料在外加载荷作用下所体现出来性能。任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力作用。如起重机上钢索，受到悬吊物拉力作用；柴油机上连杆，在传递动力时，不但受到拉力作用，并且还受到冲击力作用；轴类零件要受到弯矩、扭力作用等等。这就规定金属材料必要具备一种承受机械载荷而不超过允许变形或不破坏能力。这种能力就是材料力学性能。 载荷分为静载荷（力大小方向不变或变化很慢）和交变载荷（力大小方向周期性变化） 金属体现来诸如疲脑强度、强度、硬度、塑性和韧性等特性就是用来衡量金属材料材料在外力作用下体现出力学性能指标。1.1?强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂能力。强度指标普通用单位面积所承受载荷即力表达，符号为σ，单位为MPa。工程中惯用强度指标有（1）弹性极限（公式：σe=FeA0)、（2）屈服点（公式：σs=F 屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时应 1.1 拉伸曲线图 力，或开始浮现塑性变形时最低应力值，用σs表达。抗拉强度是指金属材料在拉力作用下，被拉断前所能承受最大应力值，用σb表达。对于大多数机械零件，工作时不容许产生塑性变形，因此屈服强度是零件强度设计根据；对于因断裂而失效零件，而用抗拉强度作为其强度设计根据。1.2?塑性塑性是指材料在断裂前产生永久变形能力。 工程中惯用塑性指标有断后伸长率（公式：δ=l1-l0l 测量优缺陷： 断后伸长率：长处测量办法简朴，数据精确、计算简朴。缺陷材料必要规格一致。 断面收缩率：不受规格限制。缺陷测量和实验数据不精确。 试件分类：长试件（Ld=10）、短试件（Ld=5 ⑴晶体：构造具备周期性和对称性固体，原子或分子排列规则。 ⑵晶格：用假想直线将原子中心连接起来所形成三维空间格架。 ⑶液态金属在理论结晶温度如下开始结晶现象称过冷。 ⑷理论结晶温度与实际结晶温度差?T称过冷度 ?T= T0 –T1 1.3硬度及其测量硬度是指材料表面抵抗比它更硬物体压入能力。硬度是材料重要力学性能指标。普通材料硬度越高，其耐磨性越好。材料强度越高，塑性变形抗力越大，硬度值也越高。 布氏硬度是用单位压痕面积力作为布氏硬度值计量即实验力除以压痕表面积，符号用HBS（用淬火钢球压头测量范畴450HBS如下）或HBW（用硬质合金压头测量范畴650如下）表达，即： 洛氏硬度是用压痕深度作为洛氏硬度值计量即，符号用HR表达，其计算公式为： 洛氏硬度值=K-h 布氏硬度实验优缺陷： 长处：是测定数据精确、稳定、数据重复性强，惯用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属硬度。 缺陷：是对不同材料需要更换压头和变化载荷，且压痕较大，压痕直径测量也较麻烦，易损坏成品表面，故不适当在成品上进行实验。 洛氏硬度实验优缺陷： 长处：是操作迅速、简便，硬度值可从表盘上直接读出；压痕较小，可在工件表面实验；可测量较薄工件硬度，因而广泛用于热解决质量检查。 缺陷：是精准性较低，硬度值重复性差、分散度大，普通需要在材料不同部位测试多次，取其平均值来代表材料硬度。此外，用不同标尺测得硬度值彼此之间没有联系，也不能直接进行比较。 维氏硬度也是以单位压痕面积力作为硬度值计量。实验力较小，压头是锥面夹角为136°金刚石正四棱锥体，见图所示。维氏硬度用符号HV表达。 维氏硬度表达办法： 在符号HV前方标出硬度值，在HV背面按实验力大小和实验力保持时间（10～15s不标出）顺序用数字表达实验条件。 例如：640HV300。 维氏硬度实验优缺陷： 长处：是可测软、硬金属，特别是极薄零件和渗碳层、渗氮层硬度，其测得数值较精确，并且不存在布氏硬度实验那种载荷与压头直径比例关系约束。此外，维氏硬度也不存在洛氏硬度那样不同标尺硬度无法统一问题，并且比洛氏硬度能更好地测定薄件或薄层硬度。 缺陷：是硬度值测定较为麻烦，工作效率不如洛氏硬度，因而不太适合成批生产常规检查。 1.4冲击韧性、疲劳强度 冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不破坏能力。工程上惯用一次摆锤冲击弯曲实验来测定材料抵抗冲击载荷能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗冲击功Ak，单位为焦耳（J）。Ak=G（ 疲劳强度：材料在循环应力作用下，在一处或几处产生局部永久性积累损伤，经一定循环次数后或突然发生完全断裂过程称为疲劳。疲劳强度用σ-1 第二章 铁碳合金 ⑴合金是由两种或两种以上金属元素或金属和非金属构成具备金属特性物质 ⑵合金中凡成分相似、构造相似、汇集态相似