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1、,第二局部,工程材料,2024/12/11,工程材料,工程材料的分類和性能,1,金屬材料及其熱處理,2,工程塑料、特種陶瓷、復(fù)合材料,3,2024/12/11,工程材料的分類和性能,2.1.1,工程,材料的分類,工程材料學(xué)：材料學(xué)的有用局部，主要闡述結(jié)構(gòu)材料的成分、組織、性能及應(yīng)用等方面的一般規(guī)律。,結(jié)構(gòu)材料：工程上要求強(qiáng)度、韌性、塑性、硬度等機(jī)械性能的材料。,功能材料：具有光、電、磁、熱等特殊物理性能的材料。,2024/12/11,金屬材料,：,黑色金屬,鐵和以鐵為基的合金,(,鋼、鑄鐵等,),有色金屬,黑色金屬以外的所有金屬及其合金,高分子材料,：,塑料,主要指工程塑料,合成纖維,由單體聚

2、合而成再經(jīng)過(guò)機(jī)械處理成纖維材料,橡膠,經(jīng)硫化處理，彈性優(yōu)良的聚合物，分通用和特種橡膠。,膠粘劑,分樹(shù)脂型、橡膠型和混合型,2024/12/11,陶瓷材料：,一般陶瓷,主要為硅、鋁氧化物的硅酸鹽材料,特種陶瓷,高熔點(diǎn)的氧化物、碳化物、氮化物等燒結(jié)材料,金屬陶瓷,用生產(chǎn)陶瓷的工藝來(lái)制取的金屬與碳化物或其它化合物的粉末制品,復(fù)合材料：由兩種或兩種以上的材料組合而成的材料,按基體相種類分：聚合物基、金屬基、陶瓷基、石墨基等,按用途分：結(jié)構(gòu)、功能、智能復(fù)合材料,2024/12/11,2.1.2,工程,材料的性能,力學(xué)性能,金屬材料在外力作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性能。,外力形式：拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)等。,

3、載荷形式：靜載荷、沖擊載荷、交變載荷等。,指標(biāo)：硬度、強(qiáng)度、剛度、塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度等。,2024/12/11,強(qiáng)度,金屬材料抵抗塑性變形或斷裂的能力。,分：抗拉強(qiáng)度,b,、抗壓,bc,、抗彎,bb,、抗剪,b,、抗扭,t,。,ob,彈性變形階段,bcd,屈服階段,dB,強(qiáng)化階段,Bk,縮頸階段,k,試樣斷裂,2024/12/11,彈性極限,e,（,elastic limit,）,材料拉伸時(shí)保持彈性變形，不發(fā)生永久變形的最大應(yīng)力。,e,=P,e,/F,o,工程上,p,、,e,視為同一值,剛度,表示材料彈性變形抗力的大小。,彈性模量,E,是衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)。,E,愈大，使其產(chǎn)

4、生一定量彈性變形的應(yīng)力也應(yīng)愈大。,E=/,應(yīng)力應(yīng)變的比值。單位,MPa,2024/12/11,屈服極限,s,（屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)）,金屬材料開(kāi)始發(fā)生明顯塑性變形的抗力。,s,=P,s,/F,o,0.02,產(chǎn)生,0.02%,剩余塑性變形的抗力的極限應(yīng)力值。,用于無(wú)屈服點(diǎn)的中高碳鋼。,脆性材料：,b,=,s,灰口鑄鐵,抗拉強(qiáng)度,b,（強(qiáng)度極限）,試樣被拉斷前的最大承載能力,材料抵抗外力而不致斷裂的極限應(yīng)力值,2024/12/11,塑性,材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。,伸長(zhǎng)率和斷面收縮率表示，兩個(gè)值越大塑性越好。,硬度,金屬材料外表在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力。,按試驗(yàn)方法不同

5、分布氏硬度（,HB,）、洛式硬度（,HR,）、維氏硬度（,HV,）和肖氏硬度（,HS,）。,布氏硬度與抗拉強(qiáng)度存在一定線性關(guān)系。,2024/12/11,沖擊韌度：沖擊載荷下材料抵抗變形和斷裂的能力。,焦耳,/,厘米,（,J/cm,）,a,k,=,沖擊破壞所消耗的功,A,k,/,標(biāo)準(zhǔn)試樣斷口截面積,F,a,k,值低的材料叫做脆性材料，斷裂時(shí)無(wú)明顯變形，金屬光澤，呈結(jié)晶狀。,a,k,值高，明顯塑變，斷口呈灰色纖維狀，無(wú)光澤，韌性材料。,A,k,=,mg,(,H,1,-,H,2,),2024/12/11,A,k,=,h,1,-,h,2,2024/12/11,疲勞強(qiáng)度,-1,80%,的斷裂由疲勞造成,經(jīng)受無(wú)數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不致斷裂的最大應(yīng)力值。,陶瓷、高分子材料的疲勞抗力很低，金屬材料疲勞強(qiáng)度較高，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料也有較好的抗疲勞性能。,影響因素：循環(huán)應(yīng)力特征、溫度、材料成分和組織、夾雜物、外表狀態(tài)、剩余應(yīng)力等。,2024/12/11,Thank You!,2024/12/11,演講完畢，謝謝觀看！,