中职高一高教版《机械基础》2.1金属材料课件

机械基础 金属材料总论 材料、能源、信息组成物质世界的三大要素， 也是现代文明的三大支柱。 机械工程材料的分类： 金属材料： 黑色金属、有色金属； 高分子材料：塑料、橡胶、合成纤维； 陶瓷材料： 工业陶瓷； 复合材料： 金属基复合材料、高分子复合材 料、陶瓷基复合材料。 机械设备中所用材料以金属材料为主，其中又以钢 铁材料占绝大多数。 金属材料总论 金属材料分类： 铸铁 黑色金属 碳钢 合金钢 金属材料 铝合金 有色金属 铜合金 其他有色金属 金属材料总论 金属材料满足产品使用需要的特性: 使用性能——材料满足产品使用需要的特性，包括力学性能、物理性能和化学性能； 工艺性能——金属材料从冶炼到成品的生产过程中，在各种加工条件下表现出来的性能(加工工艺的适应能力)，包括铸造性能、塑性加工性能、切削加工性能、焊接性能和热处理性能等。 金属材料总论 金属材料的性能 1 物理性能 金属的物理性能是金属固有的属性，它包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。 密度：单位体积的金属重量（千克每立方米） 熔点：金属从固态转化为液态的临界温度 导热性：传导热量的能力 导电性：传导电流的能力 金属材料总论 2 金属材料的化学性能 金属的化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。它包括耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧化、水蒸气及其他化学介质腐蚀破 坏作用的能力。 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。 金属材料总论 3 金属材料的力学性能 力学性能:金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。 力学性能指标：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 ①强度 强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称 为强度。常用的强度有：抗拉强度（σb）和屈服点（σs）。抗 拉强度和屈服点可以通过拉伸试验测定。（抵抗变形和破坏的能力） ②塑性 金属材料在静载荷作用下，产生永久变形而不破坏的能力称为塑 性。常用的塑性指标：延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。 ③硬度 金属材料抵抗局部变形（特别是塑性变形）、压痕或划痕的能力 称为硬度。硬度是衡量金属材料软硬的一个重要指标。常用测量 硬度的试验方法有压入硬度试验法。常用的硬度指标有布氏硬度 （HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）。 金属材料总论 1.拉伸试样 GB6397-86规定《金属拉伸试样》有： 圆形、矩形、异型及全截面． 常用标准圆截面试样。 长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0 金属材料总论 拉伸试验平台 拉伸试验机 金属材料总论 op段：比例弹性变形阶段； pe段：非比例弹性变形阶段； 平台或锯齿（s段）：屈服阶段； sb段：均匀塑性变形阶段，是强化阶段。 b点：形成了“缩颈”。 bk段：非均匀变形阶段，承载下降，到k点断裂。 断裂总伸长为Of，其中塑形变形Og(试样断后测得的伸长)，弹性伸长gf。 Δl F Δl b Δl u Δl Fb b k Fs s o g f e Fe p Fp 塑性材料拉伸曲线 金属材料总论 金属材料总论 应力与应变曲线 应力σ ：单位面积上试样承受的载荷。这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积S 0表示: F 载荷( N ) σ= —— ( M pa ) S 0 原始横截面积( mm2) 应变ε：单位长度的伸长量。这里用试样的伸长量除以试样的原始标距表示: Δl 伸长量(mm ) ε = —— l 0 原始长度( mm) 应力－应变曲线（ σ- ε曲线）: 形状和拉伸曲线相同，单位不同 σb σs σe ε σ 金属材料总论 区别：塑性材料和脆性材料 退火低碳钢 低、中回火钢 淬火钢及铸铁 中碳调质钢 金属材料总论 不同材料的拉伸曲线 金属材料总论 船用钢板断口图 金属材料总论 金属材料总论 ②塑性 金属材料在静载荷作用下，产生永