文档介绍：1
机械工程材料
Materials For Mechanical Engineering
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第2章材料的性能与力学行为
本章目录
材料的静态力学性能
材料的动态力学性能
材料的物理、化学性能
材料的工艺性能
金属的塑性变形及强化
金属的再结晶与变形加工
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材料的性能
使用性能
工艺性能
力学性能
物理性能
化学性能
铸造性能
可锻性能
可焊性能
切削加工性能
热处理性工艺性
工程材料的性能
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使用性能:为保证机械零件或工具正常工作,材料应具备的性能,它包括物理性能(如导电性、导热性、热膨胀性等)、化学性能(如抗腐蚀性、抗氧化性等)和力学性能。
工艺性能:在制造机械零件或工具的过程中,材料适应各种冷、热加工和热处理的性能,它包括铸造、锻造、焊接、切削加工等工艺性能以及热处理工艺性等。
力学性能:材料在外力作用下所显示的性能,又称机械性能,如强度、硬度、塑性、韧性、抗疲劳性等。
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材料的静态力学性能
材料的强度与塑性
拉伸实验
拉伸试样:GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》,规定有圆形、矩形、多边形、环形等试样。常用标准圆截面试样。
长试样:L0=10d0
短试样:L0=5d0
圆形标准拉伸试样
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拉伸试验机
拉伸试样的颈缩现象
将标准圆形拉伸试样装夹在拉伸试验机上,缓慢地加载(静载荷),随着载荷的增加,试样逐渐伸长,直至拉断。在试验过程中,试验机自动记录每一瞬间载荷和伸长量,并绘出它们之间的关系曲线,称为拉伸曲线。
拉伸试验
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拉伸曲线
op段:比例弹性变形阶段
pe段:非比例弹性变形阶段
s段:屈服阶段,呈平台或锯齿状
sb段:均匀塑性变形阶段,是强化
阶段
b点:形成了“缩颈”
bk段:非均匀变形阶段,承载下降,
到k点断裂
ΔL
F
o
p
e
s
b
k
(σ)
(ε)
低碳钢的拉伸曲线
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强度:金属抵抗永久变形和断裂的能力。
比例极限:是应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力值,用σp表示,单位为MPa。
弹性极限:是材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值,用σe表示,单位为MPa。
屈服强度:是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值。常以下屈服强度ReL作为屈服强度的值,单位为MPa。对于高碳钢、铸铁等材料,% 残余延伸率所对应的应力为规定残余延伸强度,,即所谓的“条件屈服强度”。
抗拉强度:是试样拉断前所能承受的最大应力值,用Rm 表示,单位为MPa。
强度
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刚度与塑性
刚度:是指材料受力时抵抗弹性变形的能力。
弹性模量:是指材料在弹性范围内的应力与应变的比值,用E 表示,单位为MPa。
塑性:是指材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。
断后伸长率:是指试样拉断后标距长度的残余伸长(断后标距Lu与原始标距L0之差)与原始标距长度L0的百分比,用符号A表示(相当于旧国家标准的δ5)。
断面收缩率:是指断裂后试样横截面积的最大缩减量(原始横截面积So与断后最小横截面积Su之差)与原始横截面积 So之比的百分率,用符号Z表示。
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材料的硬度
硬度:是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,它是衡量材料软硬程度的指标。
特点:硬度是通过硬度试验测得的。硬度试验方法简单、迅速、不需要专门的试样、不损坏工件,因此在生产和科研中得到广泛应用。
分类:测定硬度的方法很多,压入法