文档介绍：机械工程材料
任课教师：谢文玲
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绪论
一、学****本门课程的目的
1. 2008第29届奥林匹克运动会奖牌“金镶玉”
负荷概述
零件或构件在工作中所受三种负荷：
力学负荷---引起变形、断裂
热负荷---造成尺寸或体积改变，并产生热应力
环境介质---对零件表面造成化学腐蚀、电化腐蚀、摩擦磨损等
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载荷
动载荷
冲击载荷
交变载荷
静载荷
剪切
扭转
拉伸/压缩
弯曲
(a)拉伸    （b)压缩       （c)弯曲          （d)剪切     （e)扭转  
                                    静载荷的形式
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高温下,温度↑ 强度↓
高温下,加载时间↑ 材料的强度↓
金属材料在长时间恒温、恒应力作用下，即使应力低于屈服点也会缓慢产生塑性变形，这种现象称为蠕变
引起热应力
交变的热应力引起材料的热疲劳
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腐蚀作用
化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀
摩擦磨损作用
粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、麻点磨损(即接触疲劳)
老化作用
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工程设计与加工工艺所需要的材料性能
机器的整机性能除与机器构造、加工、制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能。
在合理而优质的设计与制造的基础上，机器的性能主要由零部件的强度及其他相关性能来决定。
机器零件的强度一般表现为短时承载能力和长期使用寿命，主要由三个主要因素决定，即结构因素、加工工艺因素、材料因素。
在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素(即主要由材料的强度及其他力学性能)所决定。
在设计机械产品时，主 要根据零件失效的方式正确选择材料。
、零部件性能与材料性能
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失效分类
变形失效：如果材料的变形量和变形特性超过原来规定的程度，而致影响构件的规定功能
断裂失效：断裂是金属材料在应力的作用下分为互不相连的两个部分或两个以上部分
表面损伤 ：主要指腐蚀失效及磨损失效
丧失其规定功能的现象称为失效
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失效列管照片图
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厚壁容器韧性断裂外观
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厚壁容器脆性断裂外观
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材料的力学性能(机械性能)是指材料在不同的环境因素(温度、介质)下，承受外加载荷作用时所表现的行为，通常表现为材料的变形和断裂。
室温下常用的力学性能：
强度、塑性、刚性、弹性、硬度、冲击韧性、断裂韧性、疲劳极限等
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1)拉伸试验与拉伸曲线
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弹性段
屈服段
强化段
三个阶段
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断裂阶段
σp、σe 、Ｅ
σs、
σb
δ、ψ
拉伸曲线相关指标
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a弹性模量 ---材料刚度
b弹性极限（σe） 表示材料保持弹性变形, 不产生永久变形的最大应力, 是弹性零件的设计依据。
2)弹性和刚度
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弹性阶段
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3)强度、塑性和粘弹性
a屈服强度（ σs）---金属开始发生明显塑性变形的抗力, 铸铁等材料没有明显的屈服现象, 则用条件屈服点（ ）来表示: %塑性变形时的应力值。
屈服强度是零件设计的主要依据，也是材料最重要的强度指标。
b强度极限(抗拉强度σb ) 表示金属抵抗均匀变形和断裂所能承受的最大应力—也是零件设计和评定材料的重要指标。
比强度---材料的强度指标与密度的比值σb/ρ
屈强比σs /σb表征材料强度潜力的发挥、利用程度以及和该种材料所制零件工作时的安全程度。
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屈服阶段
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c塑性  断裂前材料产生永久变形的能力称为塑性, 用伸长率和断面收缩率来表示。 ①伸长率（δ） 在拉伸试验中, 试样拉断后, 标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。 ②断面收缩率（ψ）  试样拉断后, 缩颈处截面积的最大缩减量与原横断面积的百分比称为断面收缩率。
d粘弹性
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塑性指标
l1
l0
F1
F0
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