工程材料學(xué)1章 材料的性能

1、l使用性能使用性能: 材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能。包括包括力學(xué)性能、物理性能力學(xué)性能、物理性能和和化學(xué)性化學(xué)性能。能。l工藝性能：工藝性能： 材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。材料在加工過程中所表現(xiàn)的性能。包括包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和和切削性能等切削性能等。神舟一號(hào)飛船l材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為變形變形。l外力去除后能夠恢復(fù)的變形稱為，外力去除后能夠恢復(fù)的變形稱為，彈性變形彈性變形。l外力去除后不能恢復(fù)的變形稱為，外力去除后不能恢復(fù)的變形稱為，塑性變形塑性變形。 五萬噸水壓

2、機(jī)五萬噸水壓機(jī)低碳鋼的應(yīng)力低碳鋼的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線拉伸試樣拉伸試樣拉伸試驗(yàn)機(jī)拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)力應(yīng)力 = P/F0應(yīng)變應(yīng)變 = (l-l0)/l0l彈性：彈性：指標(biāo)為彈性極限指標(biāo)為彈性極限 e e，即，即材料承受最大彈性變形材料承受最大彈性變形時(shí)的應(yīng)力。時(shí)的應(yīng)力。l剛度：剛度：材料受力時(shí)抵抗材料受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。彈性變形的能力。指標(biāo)為彈指標(biāo)為彈性模量性模量E= E= /=tg /=tg。 ）（MPatgE 彈性模量的大小取決于材料的本性，彈性模量的大小取決于材料的本性，除隨溫度升高而逐漸降低外，可以通過增加橫截面積或除隨溫度升高而逐漸降低外，可以通過增加橫截面積或改變截面形狀來提高

3、零件的剛度。改變截面形狀來提高零件的剛度。 其他強(qiáng)化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對(duì)其他強(qiáng)化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對(duì)彈性模量的影響很小。彈性模量的影響很小。比例極限比例極限 p彈性極限彈性極限 e屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 s抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度 k零構(gòu)件發(fā)生過彈性變形的原因：零構(gòu)件發(fā)生過彈性變形的原因：剛度不足剛度不足抗力指標(biāo)：抗力指標(biāo)：彈性模量彈性模量E或者切變模量或者切變模量G強(qiáng)強(qiáng) 調(diào)！調(diào)！金屬和合金的彈性模量不能通過合金化和熱金屬和合金的彈性模量不能通過合金化和熱處理、冷變形等方法改變處理、冷變形等方法改變 強(qiáng)度：強(qiáng)度：材料在外力作用下材料在外力作用下抵抗

4、變形和破壞的能力。抵抗變形和破壞的能力。 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 s： 材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。力值。 條件屈服強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度 0.2： 殘余變形量為殘余變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力時(shí)的應(yīng)力值。值。 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。值。s0.2 伸長率：伸長率：%100001 lll %100010 FFF 斷面收縮率：斷面收縮率：斷裂后拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象說明：說明： 用面縮率表示塑性比伸長率更接近用面縮率表示塑性比伸長率更接近真實(shí)變形。真實(shí)變形。 直徑直徑d0 相同時(shí)，相同時(shí)，l0 ， 。只有當(dāng)。只有當(dāng)

5、l0/d0 為常數(shù)時(shí)，塑性值才有可比性。為常數(shù)時(shí)，塑性值才有可比性。當(dāng)當(dāng)l0=10d0 時(shí)，伸長率用時(shí)，伸長率用 表示；表示；當(dāng)當(dāng)l0=5d0 時(shí)，伸長率用時(shí)，伸長率用 5 表示。顯然表示。顯然 5 時(shí)，無頸縮，為脆性材料表征時(shí)，無頸縮，為脆性材料表征 鑄鐵（灰口）鑄鋼（共晶點(diǎn)附近最好）2.鍛造性能（塑性、變形抗力）低碳鋼中碳鋼（低合金鋼）高碳鋼（高合金鋼）鑄鐵不可鍛壓3.焊接性能（可焊性、焊后開裂的傾向、焊區(qū)硬度）低碳鋼中碳鋼（低合金鋼）高碳鋼（高合金鋼）銅、鋁合金4.切削性能（切削難易程度、加工表面質(zhì)量）5.熱處理工藝性能（熱處理難易程度及產(chǎn)生缺陷的傾向）淬透性、變形和開裂、過熱敏感性、回火脆化和氧化脫碳等本節(jié)中本節(jié)中所講的所講的材料的材料的力學(xué)性力學(xué)性能指標(biāo)能指標(biāo)及應(yīng)用及應(yīng)用剛度剛度：剛度設(shè)計(jì)中，考慮構(gòu)件剛度設(shè)計(jì)中，考慮構(gòu)件在受力時(shí)發(fā)生的彈性變形量。在受力時(shí)發(fā)生的彈性變形量。主要力學(xué)性能是材料的彈性模主要力學(xué)性能是材料的彈性模量。如精密機(jī)床主軸等零構(gòu)件量。如精密機(jī)床主軸等零構(gòu)件彈性指標(biāo)彈性指標(biāo)：彈性極限和彈性彈性極限和彈性模量是設(shè)計(jì)彈性零件考慮的模量是設(shè)計(jì)彈性零件考慮的性能指標(biāo)。如汽車板簧和各性能指標(biāo)。如汽車板簧和各類彈簧等類