材料学基础 课件 2-2材料的力学性能.ppt

导入 建造中的泰坦尼克 号 泰坦尼克号的沉没与船体材料的质量直接有关 导入 冲击试验 Titanic 近代船用钢板 冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力 试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak）等于摆锤冲击试样前后的势能差 冲击韧度（αk）：冲击吸收功除以试样缺口处截面积 * * * * * * * * * 高性能机械装备的发展，物理性能越来越受到重视 * 材料的力学性能-塑性 一、塑性 塑性：金属材料断裂前发生永久变形的能力 衡量指标 （1）伸长率 （2）断面收缩率 试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比 试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比 二、塑性的两项指标 （1）伸长率 （2）断面收缩率 l1——试样拉断后的标距 , mm l0——试样的原始标距 , mm A0——试样原始横截面积 , mm2 A1——颈缩处的横截面积 , mm2 三、脆性材料与塑性材料 塑性材料： 脆性材料： 低碳钢： 为塑性材料 铸铁： 为脆性材料 练一练 1.低碳钢拉伸过程中，伸长率是材料的( )指标。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.冲击韧性 2.就大多数金属而言，温度对塑性变形的总的影响趋势是：随着温度的升高，（ ）。 A.塑性降低，变形抗力升高 B.塑性升高，变形抗力升高 C.塑性升高，变形抗力降低 D.塑性降低，变形抗力降低 四、铸铁的拉伸试验 微弯曲线，没有屈服和缩紧阶段 在较小的拉力下，试件突然拉断 断后伸长率约为0.5%，典型的脆性材料 σb：拉伸强度极限（约为140MPa） 衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标 五、低碳钢（塑性材料）的压缩试验 低碳钢压缩时不会破坏，越压越扁 五、低碳钢（塑性材料）的压缩试验 超过屈服阶段以后，试样越压越扁，试样抗压能力继续增加 得不到材料压缩时的强度极限 六、铸铁（脆性材料）的压缩试验 试件压断前，出现明显的屈服现象（鼓形），并沿着与轴线呈45°—55°的斜面压断。 六、铸铁（脆性材料）的压缩试验 σb—压缩强度极限（约为800MPa） 衡量脆性材料（铸铁）压缩的 唯一强度指标 远大于拉伸时的强度极限 σb压缩 >> σb拉伸 铸铁压缩时的力学性能与拉伸时的力学性能有明显差别 试件仍然在较小的变形情况下突然断裂 铸铁的抗压强度极限比抗拉强度极限高 3 ～ 5 倍 六、铸铁（脆性材料）的压缩试验 工程中常用铸铁作为受压构件 六、铸铁（脆性材料）的压缩试验 练一练 1.脆性材料的抗压性能比抗拉性能好。 （ ） 2.工程材料的塑性指标一般用伸长率和断面收缩率来评定。（ ） 3.铸铁拉断时的总变形很小，没有明显的塑性变形。 （ ） 4.低碳钢在拉伸时其应力应变曲线分为三个阶段。 （ ） 练一练 5.拉伸实验曲线中，试样被拉断前所能承受的最大拉应力，称为（ ）。 A.弹性极限 B.屈服极限 C.比例极限 D.抗拉强度 6.机器中形状复杂的箱体、缸体、床身、机架等往往都是（ ）。 A.铸铁件 B.锻件 C.焊接件 D.粉末冶金件 小结 1.什么是塑性？其衡量指标是什么？用什么符号表示？ 2.什么是塑性材料？典型的塑性材料有什么？什么是脆性材料？典型的脆性材料有什么？ 3.低碳钢受拉时的强度指标什么？铸铁受拉时的强度指标什么？ 复习 2.什么是塑性？其衡量指标是什么？用什么符号表示？ 3.什么是塑性材料？典型的塑性材料有什么？什么是脆性材料？典型的脆性材料有什么？ 1.什么是强度？其评价指标是什么？用什么符号表示？ 材料的力学性能-硬度 一、什么是硬度 硬度：工程材料抵抗其他物体压入其表面的性能 工程材料硬度越高，其他物体压入其表面越困难 工程材料的重要力学性能指标之一 布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度 二、布氏硬度 1.原理 在直径为D的钢珠上施加一定载荷P，使其压入工程材料表层，载荷保持规定时间后卸载，产生一压痕，测量压痕直径d 二、布氏硬度 2.符号 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。 HB 二、布氏硬度 3.表示方法 符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间 120HBS10/1000/30 硬度值： 120 压头： 钢球，直径为10mm 载荷： 1000kgf（9.807kN） 载荷保持时间： 30s 二、布氏硬度 4.优缺点 优点：测量误差小，数据稳定 缺点：