1、第一章 材料的結(jié)構(gòu)與性能,使用性能：材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能。包 括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。 工藝性能：材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)的性能。包 括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等。,第一篇 工程材料的基本理論,第一節(jié) 材料的性能,1、彈性和剛度,彈性：指標(biāo)為彈性極限e， 即材料承受最大彈性變形時(shí) 的應(yīng)力。 剛度：材料受力時(shí)抵抗彈性 變形的能力。指標(biāo)為彈性模 量E。,一、金屬材料的使用性能 （一）金屬材料的力學(xué)性能,應(yīng)力 = P/F0 應(yīng)變 = (l-l0)/l0,2、強(qiáng)度與塑性,強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。 屈服強(qiáng)度s：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。 條件屈服強(qiáng)度0.

2、2：殘余變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力值。 抗拉強(qiáng)度b：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力值。,塑性：材料受力破壞前可承受最大塑性變形的能力。,伸長(zhǎng)率：,斷面收縮率：,拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象,說(shuō)明： 用面縮率表示塑性比伸長(zhǎng)率更接近 真實(shí)變形。,指標(biāo)為：,3、硬度,材料抵抗表面局部塑性變形壓痕、劃痕的能力。 （1）布氏硬度HB,布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù) 據(jù)穩(wěn)定。 缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件、 成品件。, 壓頭為鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用于布 氏硬度值在450以下的材料。 壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)HBW表示，適用于布 氏硬度在650以下的材料。,布氏硬度壓痕,適測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有

3、色金屬的硬度。,（2）洛氏硬度,洛氏硬度用符號(hào)HR表示 根據(jù)壓頭類(lèi)型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺， 常用的標(biāo)尺為A、B、C。,HRA用于測(cè)量高硬度材料, 如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。 HRB用于測(cè)量低硬度材料, 如有色金屬和退火、正火鋼等。 HRC用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。 洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，壓痕小，適用范圍廣。 缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。,（3）維氏硬度,維氏硬度用符號(hào)HV表示,（1）、沖擊韌性,是指材料抵抗沖擊載荷 作用而不破壞的能力。,指標(biāo)為沖擊 韌性值ak(通過(guò) 沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得)。,4、韌性,1)擺錘式一次沖擊實(shí)驗(yàn)。,2)小能量多次沖擊實(shí)驗(yàn)。,使用不同類(lèi)型的試樣(U形

4、 缺口或V形缺口)，其沖擊 吸收功分別為AKU或AKV， 沖擊韌度則分別為aKU 或 aKV。,帶有雙沖點(diǎn)的錘頭以一定的頻率 沖擊式樣，直至沖斷。,（2）斷裂韌性,應(yīng)力強(qiáng)度因子：描述裂紋尖端附近應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度的指標(biāo)。,斷裂韌性：材料抵抗內(nèi)部裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。,C為斷裂應(yīng)力，aC為臨界裂紋半長(zhǎng)，單位為,5、疲 勞,材料在低于s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。,(1)疲勞曲線和疲勞強(qiáng)度 材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后 仍不發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng) 力稱(chēng)為疲勞強(qiáng)度。用r表示。,(2) 提高零件抗疲勞的方法 可通過(guò)合理的選材，細(xì)化晶粒、減少材料和零件的缺陷；改善 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免應(yīng)力集中，減少零件的表面粗糙度；對(duì) 零件表面進(jìn)行強(qiáng)化處理。,(二) 金屬材料的物理性能,1. 密度 2. 熔點(diǎn) 3. 導(dǎo)熱性 4. 導(dǎo)電性 5. 熱膨脹性 6. 磁性,1. 耐腐蝕性 2. 抗氧