金属材料哈工大.doc

?绪论 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科. 主要内容：1 常用金属材料性能 ?????????2 各种工艺方法本身的规律性及应用. ?????????3 金属机件的加工工艺过程、结构工艺性。 热加工：金属材料、铸造、压力加工、焊接 目的、任务：使学生了解常用金属材料的性质及其加工工艺的基础知识，为学习其它相关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作奠定必要的金属工艺学的基础。 [以综合为基础，通过综合形成能力] 第一篇 金属材料 第一章 金属材料的主要性能 两大类：1 使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。 ??????????包括：机械性能、物理、化学性能 ????????2 工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。 第一节 金属材料的机械性能 指力学性能---受外力作用反映出来的性能。 一 弹性和塑性： ????1弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。 力和变形同时存在、同时消失。 如弹簧：弹簧靠弹性工作。 ????2 塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。（金属之间的连续性没破坏） 塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。 塑性变形：在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。 ????3 拉伸图：金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。 以低碳钢为例 σb σk σs σe ε（Δl） ???? 将金属材料制成标准式样。 ? ? ? ? ? ? 在材料试验机上对试件轴向施加静压力P，为消除试件尺寸对材料性能的影响，分别以应力σ（即单位面积上的拉力4P/πd2）和应变（单位长度上的伸长量Δl/l0 ）来代替P和Δl，得到应力——应变图 1）弹性阶段oe σe——弹性极限??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2）屈服阶段：过e点至水平段右端 ?? σs——塑性极限，s——屈服点 过s点水平段——说明载荷不增加，式样仍继续伸长。 （P一定，σ=P/F一定，但真实应力P/F1↑ 因为变形，F1↓） 发生永久变形 3）强化阶段：水平线右断至b点?? P↑? 变形↑ σb——强度极限，材料能承受的最大载荷时的应力。 4）局部变形阶段bk ? 过b点，试样某一局部范围内横向尺寸突然急剧缩小。 ?“缩颈”? （试样横截面变小，拉力↓） ???????? 4 延伸率和断面收缩率：——表示塑性大小的指针 1）延伸率：? δ= l0——式样原长，l1——拉深后长 2）断面收缩率： F0——原截面，F1—拉断后截面 * 1） δ、ψ越大，材料塑性越好 2）ε与δ区别：拉伸图中 ε=ε弹+ε塑 ， δ=εmas塑 3）一般δ〉5%为塑性材料，δ〈5%为脆性材料。 ??????? 5 条件屈服极限σ0。2 有些材料在拉伸图中没有明显的水平阶段。通常规定产生0.2塑性变形的应力作为屈服极限,称为条件屈服极限. ? ? ? ? ? 二 刚度 ?????? 金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力— ??? 1 材料本质 ????? 弹性模量—在弹性范围内,应力与应变的比值.其大小主要决定材料本身. 相当于单位元元变形所需要的应力. ??????????????? σ=Εε, Ε=σ/ε=tgα ?????2几何尺寸\形状\受力 ????? ?相同材料的E相同,但尺寸不同,则其刚度也不同.所以考虑材料刚度时要把E\形状\尺寸同时考虑.还要考虑受力情况. ???????????????????????????????????????????????????????? ? ????????? 三 强度 ????? 强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力. ?????? 按作用力性质的不同,可分为: 抗拉强度 σ+ ??抗压强度σ-??? 抗弯强度σw 抗剪强度τb?????? ?抗扭强度σn ? 常用来表示金属材料强度的指标: ??? 屈服强度: (Pa?? N/m2)? Ps-产生屈服时最大外力, F0-原截面 ??? 抗拉强度 (Pa N/m2) Pb-断裂前最大应力. ?? σs \σb在设计机械和选择评定材料时有重要意义.因金属材料不能在超过σs的条件下工作,否则会塑变.超过σb工作,机件会断裂. ???? σs--σb之间塑性变形,压力加工 ?????? 四 硬度 ????? 金属抵抗更硬的物体压入其内的能力— ???????? 是材料性能的综合物理量,表示金属材料在一个小的体积范围内的抵抗弹性变形\塑性变形或断裂的能力. ??????? 1布式硬度