金属材料与热处理(金属材料的力学性能).ppt

1、金属材料的性能金属材料的性能力力学学性性能能物物理理性性能能化化学学性性能能化化学学性性能能第二章金属材料的性能金属材料的性能力学性能力学性能 力学性能 指金属在力的作用指金属在力的作用下所显示出的与弹性和非弹性反下所显示出的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力应相关或涉及应力-应变关系的应变关系的性能，如弹性、强度、硬度、塑性能，如弹性、强度、硬度、塑性、韧性等性、韧性等硬度引言：引言：1 1、定义定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。有关。2

2、2、硬度的测试方法硬度的测试方法 布氏硬度布氏硬度 洛氏硬度洛氏硬度 维氏硬度维氏硬度 肖氏硬度肖氏硬度韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。常用一次摆锤冲击弯曲，试验来测定金属材料的冲击韧性。u冲击试样u冲击试样的原理及方法：冲击韧度越大，表示材料的冲击韧性越好。u小能量多次冲击试验疲劳强度 疲劳概念：在交变应力作用下，零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形，断裂前没有预 兆，而是突然破坏；引起疲劳断裂的应力很低，常常低于材料的屈服点；疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。疲劳破坏的特

3、征疲劳曲线是指交变应力与循环次数的关系曲线。疲劳曲线和疲劳极限物理性能密度熔点导热性导电性热膨胀性磁性化学性能耐蚀性抗氧化性化学稳定性金属的工艺性能金属的工艺性能工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的应能力。金属（材料）及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。1、流动性：熔融金属的流动能力称为流动性。主要受金属化学成份和浇注温度等的影响。2、收缩性：铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为引缩性。3、偏析倾向：金属凝固后，内部化学成分和组织的不均匀现象称为偏析。铸造性能：锻造性能：用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性能。铸铁不能锻压。焊接性能：大量接性能是指金属

4、材料对焊接加工的适应性。切削加性能：切削加工（性能）金属材料的难易程度称为切削加工性能。金属材料与热处理金属材料的损坏与塑性变形机械零件的失效机械零件由于某些原因丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。机械零件的失效并不是单纯意味着破坏，可归纳为三种情况：完全不能工作虽然能工作，但性能恶劣，超过规定指标有严重损伤，失去安全工作能力机械零件常见的失效形式断裂过大残余变形表面损伤失效材质变化失效破坏正常工作条件而引起的失效机械零件常见的损坏形式弹性变形与塑性变形变形分为弹性变形与塑性变形。弹性变形是指外力消除后能够恢复的变形。如弹簧的工作压缩、桌面支撑物品的变形等。塑性变形是指外力消除后无法

5、恢复的永久性变形。造成零件损坏的变形，通常是指塑性变形。如钢筋的弯折、零件的冲压等。塑性变形的应用轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料 截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。有热轧和冷轧两种。轧制轧制的应用MacBookMacBook机体加工机体加工麻花钻的轧制成形麻花钻的轧制成形塑性变形的应用挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。可制作长杆、深孔、薄壁、异型断面零件，是重要的少无切削加工工艺。挤压及其应用活塞销的挤压成形活塞

6、销的挤压成形塑性变形的应用冷拔：用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，使其断面减小而长度增加的方法。冷拔的产品较之于热成型有：尺寸精度高和表面光洁度好的优点。塑性变形的应用锻压：对金属坯料（不含板材）施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。塑性变形的应用冷冲压：借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。载荷金属材料的变形通常是在外力作用下发生的，金属材料在加工及使用过程中所受的外力成为载荷。根据载荷作用性质的不同，可分为：静

7、载荷：大小不变或变化过程缓慢；冲击载荷：在短时间内以较高速度作用于零件；交变载荷：大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化。载荷的作用形式拉伸载荷压缩载荷弯曲载荷剪切载荷扭转载荷拉伸载荷拉伸载荷压缩载荷压缩载荷弯曲载荷弯曲载荷弯曲载荷剪切载荷扭转载荷内力工件或材料在受到外部作用时，为使其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力。内力=外力（大小）应力假设作用在零件横截面上的内力大小是均匀分布的情况下，采用横截面单位面积上的内力-应力来加以判定。材料受拉伸或压缩载荷作用时，应力计算R=F/S看书20页，应力公式。金属的变形金属在外部载荷作用下，首先发生弹性变形，载荷增加到一定值后，除了发生弹性变形外，还发生塑性变形。继续增加载荷，塑性变形也将逐渐增大，直至金属发生断裂。在一定体积内，晶粒的数目越多，晶界就越多，晶粒就越细，并且不同位向的晶粒也越多，因而塑性变形抗力也越大。冷作硬化金属材料的冷塑性变形，在外形变化的同时，晶粒的形状也会发生变化，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变形量的增加，其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为“形变强化”或“加工硬化”。较常使用的方式有压筋、翻边等。