文档介绍：第一章 材料的性能
神舟一号飞船
第一页，共四十页。
机械工程材料的常用性能
两方面
材料使用性能
材料工艺性能
力学性能（强度、塑性韧性等）
物理性能（光、热、电、磁等）
化学性能（氧化、腐蚀等）
生物
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三、冲击韧性
是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。
指标为冲击韧性值ak(通过冲击实验测得)。
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ak = Ak / F
第十六页，共四十页。
韧脆转变温度
材料的冲击韧性随温度下降而下降。
在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降现象称韧脆转变。
发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。
材料的使用温度应高于韧脆转变温度。
体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面心立方金属没有。
韧
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-59℃
-12℃
4℃
16℃
24℃
79℃
低强度铁素体钢冲击断口照片
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TITANIC
建造中的Titanic 号
TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关
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Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果
Titanic
近代船用钢板
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四、疲劳
材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。用-1表示。
钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。
疲劳应力示意图
疲劳曲线示意图
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2）循环次数（N）
断裂
不断裂
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材料的纯度及组织状态对疲劳抗力有显著影响
组织状态
σb /MPa
σ-1 /MPa
退火（铁素体＋珠光体）
650
314
淬火（马氏体）
2080
775
40Cr钢组织类型对疲劳极限的影响
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疲劳断口
通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。
轴的疲劳断口
疲劳辉纹（扫描电镜照片）
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五、硬度
材料抵抗表面局部塑性变形的能力。
布氏硬度HB
布氏硬度计
布氏硬度计
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HBS：为钢球压头，适用于布氏硬度值在450以下的材料。
HBW：为硬质合金球压头，适用于布氏硬度在650以下的材料。
表示方法：120HBS
布氏硬度压痕
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布氏硬度的优点：
测量误差小，数据稳定，b与HB之间有关系：如、低碳钢b≈；
高碳钢b≈；铸铁 b≈1HB。
缺点：
压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
HB
b(MPa)
钢
黄铜
球墨铸铁
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布氏硬度的应用：
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。
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洛氏硬度HR
根据压头类型：A、B、C。
钢球压头与金刚石压头
洛氏硬度压痕
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洛氏硬度用符号HR表示：
HR=k-(h1-h0)/
h1-h0
洛氏硬度测试示意图
洛氏硬度计
表示方法：数字 + 符号，如45HRC。
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HRA：用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB：用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。
HRC：用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
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洛氏硬度的优点：
操作简便，压痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
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维氏硬度
维氏硬度计
维氏硬度试验原理
维氏硬度压痕
第三十三页，共四十页。
维氏硬度用符号HV表示，符号前的数字为硬度值。
用于第二相硬度的测量。
小负荷维氏硬度计
显微维氏硬度计
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硬度的特点与实用性
1）设备简单，操作方便，不破坏工件，且与抗拉强度之间存在一定对应关系。
2）是综合性力学指标：
（1）说明强度（σ）与塑性（δ）的匹配关系；
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（2）使用性能指标，说明零件的耐磨性；
（3）可作为评价工艺制定合理程度的重要指标。
例如、当材料的硬度在HB150~220间时，其切削性较好。
3）零件图纸上往往只标注硬度值。
4）产品质量检查