文档介绍：机械工程材料课件10181
一、材料科学与社会发展
2. 材料科学发展与现代文明的联系
18世纪世界工业迅速发展，对材料提出了更高要求。
1863年光学显微镜，1912年X射线衍射技术和1932年电子显微镜等仪器出现
金属学日能量。
2. 失效的定义和形式：
定义：零件失去设计所要求的效能即为失效。
应用前、应用中、突发
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
学****失效的目的
机械设计者→→为了防止零件失效
↓
↓
设计正确
选材恰当
工艺合理
工作条件-对材料的性能要求→→正确选材→→制定工艺路线→→确定失效的抗力指标
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
失效的例子
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
失效的例子
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
失效的例子
断裂的大桥
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
失效的原因
结构设计
多方面因素
材料选择
加工制造
装配调整
使用与保养
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
失效的本质
1. 失效的本质：
外界载荷、温度、介质等损害作用超过了材料抵抗损害的能力。
2. 常见的失效形式：
过量变形、断裂、磨损和腐蚀
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
本章主要内容
过量变形
断裂
疲劳断裂
磨损失效
腐蚀失效
蠕变变形和断裂失效
第一节 零件在常温静载下的过量变形
变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
外力去除
变形恢复
？
弹性变形：变形能够恢复
塑性变形：变形不能够恢复
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
由
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
低碳钢拉伸试验
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
低碳钢拉伸试验
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
低碳钢拉伸时应力-应变曲线
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
oa段比例极限
ab段弹性极限
（一）四个阶段
1、弹性阶段ab
cc’应力不增加变形不断增加称为屈服，该段的最低应力称为屈服应力 ，在材料屈服后若卸载出现不能恢复的变形成为塑性变形。
2、屈服阶段cc’
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
（一）四个阶段
3、强化阶段ce
4、局部变形阶段ef
材料恢复抵抗变形的能力称为强化强度极限
变形集中于某一局部范围颈缩断裂
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
-应变行为
（一）四个阶段
低碳钢在拉伸应力作用下的变形过程分为：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形四个阶段。
第一节 零件在常温静载下的过量变形
一. 工程材料在静拉伸时的应力-应变行为
第一章 机械零件（或器件）的失效分析
低碳钢拉伸曲线的4个阶段、3个特征点
OB：弹性阶段（卸载可逆）
P
e
s
b
A
B
C
C’
D
E
O
A：比例极限P
B：弹性极限e
BC’：屈服阶段（出现塑性变形）
（两者很接近）
=E
=E
E=tan
C：屈服极限s
第一节 零件在常温静载下的过量变形
C’D:强化阶段
D：强度极限b
DE：缩颈阶段（局部收缩阶段）
0
p
e
t
e:弹性应变 ，p:塑性应变（不可逆的残余应变）