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课件网) 第一章 工程材料 理解金属材料的常用机械性能指标。 了解常用金属材料的种类和用途。 熟悉材料选用的基本原则。 熟悉热处理的目的和意义。 熟悉热处理的分类和用途。 熟悉常用热处理方法的工艺特点。 1.1 材料的机械性能 1.1.1 材料载荷的形式 1．拉伸 拉伸是物体最常见的一种受力形式。其特点为受力方向沿着物体轴线，且受力方向相背离。桥式起重机上的钢丝绳在吊起重物时主要承受拉伸作用。 2．压缩 压缩与拉伸一样，受力方向沿着物体轴线，但是受力方向相对。大型零件的底座在工作中都要承受自身重量带来的压力。万吨水压机就是通过压力来使工件成形的。 3．弯曲 当物体受到垂直于其轴线的横向外力作用时，轴线将由直线变为曲线，这就是弯曲。起重机的起重臂、车床上加工的轴都是承受弯曲变形的实例。 4．剪切 剪切的物体受到大小相等、方向相反、不在同一直线上并且作用距离很近的一对力的作用。剪切力将使物体沿着剪切面发生错动而导致物体破坏。 例如，螺栓连接或铆钉连接的两个零件在工作时都要承受剪切力。 5．扭转 扭转的物体受到一对大小相等、方向相反、作用面垂直于轴心线的外力偶的作用。转动汽车转向盘、攻丝都是扭转的实例。 在实际应用中，零件的受力情况都比较复杂，通常要同时承受多种力的作用。汽车传动轴，在工作时要同时承受拉伸、弯曲和扭转等作用。这就要求该轴具有良好的结构设计、较高的强度。 1.1.1 材料的常用机械性能 1．材料的强度 （1）强度的概念。强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形（不可恢复变形）和断裂的能力。 （2）强度的测定。一般以抗拉强度作为最基本的强度指标。低碳钢材料的强度大小通过拉伸试验来测定。试验时，按国家标准规定，将试样两端夹在试验机的两个夹头上，随着负荷P的缓慢增加，试样逐步变形并伸长，直至被拉断为止。 （3）应力的概念。在载荷P作用下，试样内部产生的大小与外力相等的抵抗力称为内力。单位横截面积上的内力称为应力，用 表示，单位为Pa（或Mpa，1Mpa=106Pa） （4）抗拉强度。钢材拉伸到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，抵抗变形能力重新提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏 （5）屈服强度。材料拉伸时，当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到某一数值后，塑性应变急剧增加，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此它被作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度，用 s表示。 2．材料的硬度 （1）硬度的概念。硬度是指金属材料抵抗硬物体压入的能力，或者说金属表面对局部塑性变形的抵抗能力。 （2）布氏硬度（HB）。将一定直径的淬火钢球以规定的载荷P压入被测材料表面，保持一定时间后，卸除载荷，测出压痕直径d，求出压痕面积S，计算出平均应力值，以此作为布氏硬度值的计量指标，并用符号HB表示，单位为N/mm2。 （3）洛氏硬度（HR）。测量洛氏硬度时，将压头（金刚石圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定时间后，卸除主试验力，由测量的原残余压痕深度增量来计算硬度值，以符号HR表示。 洛氏硬度的优点是操作简便，压痕小，可用于成品和薄形件；缺点是测量数值分散，不如布氏硬度测量准确。 3．材料的冲击韧性 （1）认识冲击载荷。金属材料的强度、硬度、塑性都是在静载荷情况下测定金属材料承受变形和破坏的能力。静载荷是指被测金属所受的载荷从零逐渐增加到最大值。 （2）冲击韧性的概念。冲击韧性是指金属材料在冲击载荷作用 ... ...
