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1、第一章 材料的性能,使用性能：材料在使用過程中所表現(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。,神舟一號(hào)飛船,材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為變形。 外力去處后能夠恢復(fù)的變形稱為彈性變形。 外力去處后不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。,五萬(wàn)噸水壓機(jī),應(yīng)力 = P/F0 應(yīng)變 = (l-l0)/l0,一、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。,彈性模量的大小主要取決于材料的本性，除隨溫度升高而逐漸降低外，其他強(qiáng)化材料的手段

2、如熱處理、冷熱加工、合金化等對(duì)彈性模量的影響很小?？梢酝ㄟ^增加橫截面積或改變截面形狀來提高零件的剛度。,二、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：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。指標(biāo)為：,伸長(zhǎng)率：,斷面收縮率：,斷裂后,拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象,說明： 用面縮率表示塑性比伸長(zhǎng)率更接近真實(shí)變形。 直徑d0 相同時(shí)，l0，。只有當(dāng)l0/d0 為常數(shù)時(shí)，塑性值才有可比性。 當(dāng)l0=10d0 時(shí)，伸長(zhǎng)率用 表示； 當(dāng)l0=5d0 時(shí)

3、，伸長(zhǎng)率用5 表示。顯然5 時(shí)，無(wú)頸縮，為脆性材料表征 < 時(shí)，有頸縮，為塑性材料表征,三、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(通過沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得)。,韌脆轉(zhuǎn)變溫度,材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。在某一溫度范圍內(nèi)沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱韌脆轉(zhuǎn)變。發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱韌脆轉(zhuǎn)變溫度。材料的使用溫度應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度。,韌,體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而大多數(shù)面心立方金屬?zèng)]有。,TITANIC,建造中的Titanic 號(hào),TITANIC的沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān),Titanic 號(hào)鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗(yàn)結(jié)果,四、疲勞,材

4、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。 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)力稱為疲勞極限。用-1表示。 鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為107，有色金屬合金為108。,疲勞斷口,通過改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進(jìn)行表面強(qiáng)化等方法可提高材料疲勞抗力。,五、硬度,材料抵抗表面局部塑性變形的能力。 布氏硬度HB,布氏硬度計(jì),,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。,符號(hào)HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值, 符號(hào)后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時(shí)間

5、。如 120HBS10/1000/30 表,示直徑為10mm的鋼球在1000kgf（9.807kN）載荷作用下保持30s測(cè)得的布氏硬度值為120。,布氏硬度壓痕,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、成品件及比壓頭還硬的材料。 適于測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼, 鑄鐵及有色金屬的硬度。 材料的b與HB之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系： 對(duì)于低碳鋼: b(MPa)3.6HB 對(duì)于高碳鋼：b(MPa)3.4HB 對(duì)于鑄鐵： b(MPa)1HB或 b(MPa) 0.6(HB-40),洛氏硬度,洛氏硬度用符號(hào)HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002 根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為

6、九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。,符號(hào)HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。,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。,維氏硬度,維氏硬度用符號(hào)HV表示，符號(hào)前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)字按順序分別表示載荷值及載荷保持時(shí)間。 根據(jù)載荷范圍不同，規(guī)定了三種測(cè)定方法維氏硬度試驗(yàn) 、小負(fù)荷維氏硬度試驗(yàn)、顯微維氏硬度試驗(yàn)。 維氏硬度保留了布氏硬度和 洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)。,六、斷裂韌性,油輪斷裂和北極星導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體爆炸與材料中存在缺陷有關(guān),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,