第一章 材料性能及应用意义
合集下载
工程材料的分类、性能及应用范围
工程材料的分类、性能及应用范围第一章一、工程材料分类、性能及应用范围；工程材料可分为金属材料（黑色金属及有色金属）、非金属材料（高分子材料及无机非金属材料）和复合材料等。
（一）金属材料1 ．黑色金属（ 1 ）生铁、铁合金。
生铁分炼钢生铁和铸造生铁。
铁与任何一种金属或非金属合金都叫做铁合金。
（2 ）铸铁。
具有优良铸造性能和良好耐磨性、消震性及低缺口敏感性。
还具有良好耐热性和耐腐蚀性。
铸铁包括：灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。
（ 3 ）钢。
①钢分类如下：A ．按化学成分分类，可将钢分为碳素钢和合金钢。
B ．按冶炼质量分类，可将钢分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
C ．按用途分类，可将钢分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等。
D ．按冶炼方法分类，可将钢分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。
E ．按脱氧程度分类，可将钢分为镇静金刚、半镇静钢和沸腾钢。
F ．按金相组织分类，在退火状态下，可将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；在正火状态下，可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢。
G ．按供应时保证条件分类，可将钢分为甲类钢、乙类钢和特类钢。
②钢牌号表示方法。
根据牌号可以看出钢类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备性能和用途。
例如甲类钢牌号用“A”字加上阿拉伯数字0 、1 、2 、 3 、4 、5 、6 、7 表示。
又如20 号钢号，表示平均含碳量为0.20% 钢。
再如9Cr18 表示平均含碳量为0.9% 、含Cr 量为18% 不锈钢。
③国外钢牌号主要特点方（略）。
④几种常用钢主要特点及用途。
A ．普通碳素钢分甲类钢和乙类钢两种。
甲类钢多用于建筑工业使用钢筋，机械制造中使用普通螺钉、螺母、垫圈、轴套等，也能轧成板材、型材（如工字钢、槽钢、角钢等）；乙类钢用途与相同数字甲类钢相同。
B ．普通低合金钢是在普通碳素钢基础上。
加入了少量合金元素，不仅具有耐腐蚀性、耐磨损等优良性能，还具有更高强度和良好力学性能。
材料力学性能
非理想弹性
一、滞弹性（ 滞弹性（弹性后效） 弹性后效） 材料在快速加载或卸 载后， 载后，随 时间的延长而产生附加弹 性应变的性能。 性应变的性能。其应力－ 其应力－ 应变曲线与时间的关系如 应变曲线与时间的关系如 图5所示。 所示。
特点： 在弹性应力范围内， 在弹性应力范围内，与所加应力对 应一个初始应变， 应一个初始应变，在保持应 力 时，产生附加应变。（ 产生附加应变。（常见于金 。（常见于金 属和高分子材料中， 属和高分子材料中，原因： 原因：化学 成分， 成分，温度， 温度，切应力大小， 切应力大小，组织 均匀性等， 均匀性等，会影响测力弹簧， 会影响测力弹簧，薄 膜传感器的精度。） 膜传感器的精度。）
图7 伪弹性示意图
应用： 应用：形状记忆合金。 形状记忆合金。
包申格效应
四、包申格效应 包申格（ 包申格（Bauschinger）效应是指 效应是指， 是指，金属材料经预先加载 金属材料经预先加载 产生少量塑性变形（ 产生少量塑性变形（残余变形小于4％），然后再反 ％），然后再反 向加载时， 向加载时，弹性极限或屈服极限降低的现象， 弹性极限或屈服极限降低的现象，特别是 弹性极限几乎下降到0。 现象： 现象： a 材料单向拉伸时的起始屈服应力为 材料单向拉伸时的起始屈服应力为A，同样， 同样，压缩时的 起始屈服应力B大致与A相同。 相同。 b 材料先拉伸至 卸载，然后再反向压缩则反向屈服 然后再反向压缩则反向屈服 材料先拉伸至C点，卸载， 点降低到E 点。
内耗
五、内耗 在非理想弹性的情况下， 在非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步， 由于应力和应变不同步，使加 载线和卸载线不重合而形成一封闭回线， 载线和卸载线不重合而形成一封闭回线，这个回线称 为弹性滞后环。 为弹性滞后环。 这一现象说明加载时材料吸收的变形功（ 这一现象说明加载时材料吸收的变形功（能）大于卸载 时材料释放的变形功， 时材料释放的变形功，有一部分变形功被材料吸收， 有一部分变形功被材料吸收， 储存在材料内部， 储存在材料内部，称为内耗 称为内耗（ 又叫消振性），用回线 内耗（又叫消振性）， ），用回线 的面积大小度量。（ 的面积大小度量。（如图 。（如图9） 工程应用： 工程应用： 音叉在真空中做弹性振动， 音叉在真空中做弹性振动，但是由于内耗的作用， 但是由于内耗的作用， 振幅逐渐衰减， 振幅逐渐衰减，最后停止。 最后停止。
材料性能及应用意义
二、 物 理 性 能
固体材料中，由原子、离子、电子及它们之 间的相互作用所反映出现的物理性能，不仅对工 程材料的选用有着重要的意义，而且也会对材料 的加工工艺产生一定的影响。这里简单介绍工程 上常用物理性能的一般概念。
物 理 性 能
（一）密 度
3
单位体积的物质质量称为密度（单位g/cm 或 3 t/m ）。一般而言，金属材料具有较高的密度（如 3 钢铁密度为7.8t/m ），陶瓷材料次之，高分子材料 3 最低。金属材料中，密度在4.5t/m 之下的称为轻金 3 属，其中铝（2.7t/m ）为典型代表。
三、 焊 接 性 能
焊接是材料的连接成形方法之一，广泛地用 于连接金属材料。材料的焊接性能是指被焊材料 在一定的焊接条件下获得优质焊接接头的难易程 度，它包括两个主要方面：其一是焊接接头产生 缺陷的倾向性（如各种焊接裂纹、气孔等），其 二是焊接接头的使用可靠性（如强度、韧性等）。
四、 切削加工性能
第三节
材料的工艺性能
一、 铸 造 性 能
将熔炼好的液态金属浇注到与零件形状相适 应的铸型空腔中，冷却后获得铸件的方法称为铸 造。铸造性能通常包括流动性、收缩、疏松、成 分偏析、吸气性、铸造应力及冷热裂纹倾向等。
二、 锻 造 性 能
锻造性能又称塑性加工性能，它是指利用材 料的可塑性，借助外力的作用产生变形从而获得 所需形状、尺寸和一定组织性能的零件，通常用 材料的塑性（塑性变形能力）和强度（塑性变形 抗力）及形变强化能力来综合衡量。金属材料一 般具有良好的塑性，故可通过各种塑性加工方法 制成所需形状、尺寸的零件，这是金属材料应用 最广泛的重要原因。
第二节
材料的使用性能
ห้องสมุดไป่ตู้
一、 力 学 性 能
材料物理性能
材料物理性能
测试弹性模数的必要性
材料物理性能
几种材料在常温下的弹性模数
材料物理性能
比弹性模数
定义：指材料的弹性模数与其单位体积质 量的比值。
陶瓷的比弹性模数一般都比金属材料的大。 在金属材料中，大多数金属的比弹性模数 相差不大。
材料物理性能
材料物理性能
2.3 影响弹性模数的因素
材料的弹性模数是构成材料的离子或分子 之间键合强度的主要标志。
材料物理性能
④ 微观结构
金属材料，在合金成分不变的情况下，显 微组织对弹性模数的影响较小，晶粒大小 对弹性模数无影响。
冷加工可以降低金属及合金的弹性模数 （5%以下），只有形成强的织构才有明显 的影响，并出现弹性各项异性。 作为金属材料刚度代表的弹性模数，是一 个组织不敏感的力学性能指标。
材料物理性能
材料物理性能
真应力—真应变曲线
工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据. 在材料科学研究中，真应力与真应变将具有重要意义.
材料物理性能
第二节 弹性变形及其性能指标
2.1 弹性变形的本质
材料产生弹性变形的本质，概括来说，都是构成 材料的原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆 位置的反映。
材料物理性能
第一节 力-伸长曲线和应力-应变曲线
1.1 力—伸长曲线
材料物理性能
应力： P
FN
FN A
----胡克定律
Fl FN l l EA EA
其中：E----弹性模量，单位为Pa;
EA----杆的抗拉（压）刚度。 可得胡克定律 的另一种形式
l 规定线应变 l
小学科学《常见材料》教案
小学科学《常见材料》优秀教案第一章：认识材料教学目标：1. 让学生了解和认识材料的分类和性质。
2. 培养学生对常见材料的观察和分析能力。
教学重点：1. 材料的分类和性质。
2. 观察和分析常见材料的能力。
教学难点：1. 材料的分类和性质的理解。
2. 观察和分析能力的培养。
教学准备：1. 各种常见材料样品。
2. 材料分类和性质的资料。
教学过程：1. 引入新课：引导学生观察周围的物品，了解它们是由什么材料制成的。
2. 讲解材料的分类和性质：介绍材料的分类和性质，如有机材料、无机材料、金属材料、塑料材料等。
3. 学生观察和分析常见材料：让学生观察各种常见材料样品，分析它们的性质和用途。
第二章：材料的性质和用途教学目标：1. 让学生了解和认识材料的性质和用途。
2. 培养学生对常见材料的观察和分析能力。
教学重点：1. 材料的性质和用途。
2. 观察和分析常见材料的能力。
教学难点：1. 材料的性质和用途的理解。
2. 观察和分析能力的培养。
教学准备：1. 各种常见材料样品。
2. 材料性质和用途的资料。
教学过程：1. 引入新课：引导学生回顾上一节课所学的材料的分类，了解不同材料的性质和用途。
2. 讲解材料的性质和用途：介绍不同材料的性质和用途，如木头的性质和用途，金属的性质和用途等。
3. 学生观察和分析常见材料：让学生观察各种常见材料样品，分析它们的性质和用途。
第三章：材料的分类和性质教学目标：1. 让学生了解和认识材料的分类和性质。
2. 培养学生对常见材料的观察和分析能力。
1. 材料的分类和性质。
2. 观察和分析常见材料的能力。
教学难点：1. 材料的分类和性质的理解。
2. 观察和分析能力的培养。
教学准备：1. 各种常见材料样品。
2. 材料分类和性质的资料。
教学过程：1. 引入新课：引导学生观察周围的物品，了解它们是由什么材料制成的。
2. 讲解材料的分类和性质：介绍材料的分类和性质，如有机材料、无机材料、金属材料、塑料材料等。
《材料力学性能01》PPT课件
塑性材料在拉伸时的力学性能： 对于没有明显屈服
阶段的塑性材料，用 名义屈服极限Rr0.2来 表示。
s
Rr 0.2
o 0.2%
3.塑性:k、k
0
两个塑性指标:
伸长率:
Al1
l0 l0
10% 0
断面收缩率:
ZA0A110% 0 A0
A5%为塑性材料 A5%为脆性材料
塑性材料和脆性材料力学性能比较:
(3)了解正确评价与改善材料力学性能的 方法与途径。
三、先修课程
(1)材料力学： 应力应变状态、弹性变形与本构关系、 强度理论等。 (2)材料科学基础： 晶体学、晶体缺陷、位错理论、变形与 再结晶等。
四、教学内容及要求
材料 力学 性能
力学行
为与物 理本质
基本力学行为(简单加载)：弹性变形、塑性变形、断裂 与环境相关的力学行为：疲劳、蠕变、磨损、应力腐蚀等
塑性材料
延伸率 δ > 5%
断裂前有很大塑性变形
抗压能力与抗拉能力相近 可承受冲击载荷，适合于 锻压和冷加工
脆性材料
延伸率 δ < 5%
断裂前变形很小 抗压能力远大于抗拉能力 适合于做基础构件或外壳
注意： 新、旧标准断后伸长率符号表示的差异
为避免混乱，建议加注旧标准符号：
感谢下 载
晶体取向：部分晶体取向发生演化。
试样II上标记圆环区域变形前后的晶体取向成像图 (a)变形前 ；(b)变形后
矩形框内晶粒晶体取向演化 (a),(c)变形前；(b),(d)变形后
双相多晶钛合金微观塑性变形机制之二
滑移系的开动
• 试样I(2.4%)：滑移开动不均，滑移穿过,协调变形
试样I(2.4%)上滑移系的开动及滑移线的形貌和分布
工程材料 第一章 材料的性能及应用意义
4. 硬度与工艺性能之间有联系，可作为评定材料工艺性能的参考。
5. 硬度能较敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和 控制冷热加工质量。
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
硬度测试方法：
1. 布氏硬度 GB231-1984 2. 洛氏硬度 GB230-1991 3. 维氏硬度 GB4342-1984
2）磨粒磨损：是指滑动摩擦时，在零件表面摩擦区内存在硬质磨粒， 使磨面发生局部塑性变形、磨料嵌入和被磨料切割等过程，以致磨面材 料逐步磨耗。
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
粘着磨损示意图
2020/12/11
粘着磨损磨痕
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
磨粒磨损示意图
2020/12/11
§1.2 材料的使用性能
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
（六）韧性——材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能 力，它是材料强度和塑性的综合表现。
韧性不足可用脆性来表达。 韧性高低决定是韧性断裂，还是脆性断裂。
2020/12/11
2020/12/11
§1.3 材料的工艺性能
金属材料零件的一般加工过程
2020/12/11
§1.3 材料的工艺性能
1. 铸造性能：包括流动性、收缩、疏松、成分偏析、铸造应力、冷热裂纹倾向。 2. 锻造性能：通常用材料的塑性和强度及形变强化能力来综合衡量。 3. 焊接性能：包括焊接接头产生缺陷的倾向性和焊接接头的使用可靠性。 4. 切削加工性能：一般用材料的切削的难易程度、切削后表面粗糙度和刀具寿 命等方面来衡量。 5. 热处理性能：包括淬透性、淬硬性、耐回火性、氧化与脱碳倾向及热处理变 形与开裂倾向。
5. 硬度能较敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和 控制冷热加工质量。
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
硬度测试方法：
1. 布氏硬度 GB231-1984 2. 洛氏硬度 GB230-1991 3. 维氏硬度 GB4342-1984
2）磨粒磨损：是指滑动摩擦时，在零件表面摩擦区内存在硬质磨粒， 使磨面发生局部塑性变形、磨料嵌入和被磨料切割等过程，以致磨面材 料逐步磨耗。
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
粘着磨损示意图
2020/12/11
粘着磨损磨痕
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
磨粒磨损示意图
2020/12/11
§1.2 材料的使用性能
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
2020/12/11
一、力学性能
§1.2 材料的使用性能
（六）韧性——材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能 力，它是材料强度和塑性的综合表现。
韧性不足可用脆性来表达。 韧性高低决定是韧性断裂，还是脆性断裂。
2020/12/11
2020/12/11
§1.3 材料的工艺性能
金属材料零件的一般加工过程
2020/12/11
§1.3 材料的工艺性能
1. 铸造性能：包括流动性、收缩、疏松、成分偏析、铸造应力、冷热裂纹倾向。 2. 锻造性能：通常用材料的塑性和强度及形变强化能力来综合衡量。 3. 焊接性能：包括焊接接头产生缺陷的倾向性和焊接接头的使用可靠性。 4. 切削加工性能：一般用材料的切削的难易程度、切削后表面粗糙度和刀具寿 命等方面来衡量。 5. 热处理性能：包括淬透性、淬硬性、耐回火性、氧化与脱碳倾向及热处理变 形与开裂倾向。
第一章 材料的热学性能
1.2.2 晶态固体热容的量子理论回顾
普朗克提出振子能量的量子化理论。质点的能量 都是以 hv 为最小单位.
式中,
＝普朗克常数，
＝普朗克常数， = 园频率。
根据麦克斯威—波尔兹曼分配定律可推导出， 在温度为T时，一个振子的平均能量为:
将上式中多项式展开各取前几项，化简得：
在高温时，
所以
即每个振子单向振动的总能量与经典理论一致。 由于1mol固体中有N个原子，每个原子的热振动自 由度是3，所以1mol固体的振动可看做3N个振子的 合成运动，则1mol固体的平均能量为：
1.1 概述
热学性能的主要应用：
（1）微波谐振腔、精密天平、标准尺、标准电容等 使用的材料要求的热膨胀系数低； （2）电真空封装材料要求具有一定的热膨胀系； （3）热敏元件要求尽可能有高的热膨胀系数； （4）工业炉衬、建筑材料、以及航天飞行器重返大 气层的隔热材料要求具有优良的隔热性能； （5）晶体管散热器等要求优良的导热性能„„
微分热分析：测定试样温度随时间的变化率。
1.2.6 热分析应用实例 1、建立合金的相图 2、热弹性马氏体相变 的研究 3、有序－无序转变的 研究 4、钢中临界点分析
本节重点掌握内容：
1、热容的德拜模型及其局限性 2、热容随温度的变化规律 3、热分析方法在相变、有序-无序转变的应用
1.3 材料的热膨胀
4、热分析测定法
热分析法分为普通热分析、示差热分析和微分热分析
普通热分析：利用加热或冷却过程中热效应所产生的 温度变化和时间关系的一种分析技术。
示差热分析：利用示差热电偶（由两对热电偶互相串 联、极性反接而成，取得热电偶两热端的温差电势） 测定待测试样和标准温差而得到的。（示差热分析仪 DTA和示差扫描量热计DSC）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
23
(六)韧性
韧性 ： 评定材料韧性的力学性能指标 ： 1、冲击韧度 (1)概念 (2)应用意义 (3)局限性——多冲抗力 （T1-4) 2、断裂韧度(KⅠC) 临界断裂判据 ：KⅠ=Yσα1/2≤ KⅠC
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 24
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 6
第一节 材料性能依据
材料科学与工程是依据“工艺→结构→性能
”
这条思路去控制或改变材料的性能，即工艺 影响结构、结构决定性能。 工艺”主要是指材料的制备和加工工艺 。 改变结构时，应注意它的可变性以及因这种 改变对于性能改变的敏感性。 结构不敏感性能 结构敏感性能
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 36
三、化学性能
(一)化学腐蚀 化学腐蚀 氧化膜 (二)电化学腐蚀 电化学腐蚀 电化学腐蚀的条件 (三)提高零件耐蚀性的主要措施 提高耐化学腐蚀性(主要指抗氧化性)的措施 提高耐电化学腐蚀的措施
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 37
2．影响因素
金属材料而言，其弹性模量E(刚度)主要取决于基体金 属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、 冷热加工等方法使之改变，即E是结构不敏感性参数。 陶瓷材料、高分子材料、复合材料的弹性模量对其成分 和组织结构是敏感的，可以通过不同的方法使其改变。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
2013-7-11
16
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
17
(四)塑性
1、概念
塑性是指材料在外力作用下产生塑性变 形而不破坏的能力，即材料断裂前的塑性变 形的能力 。 材料的塑性，常用试样拉断后的伸长程 度(伸长率δ)和断面的收缩程度(断面收缩率ψ) 来表示。
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 18
第三节
材料的工艺性能
材料的工艺目的——在于最经济地满足产品的要求，包括材 料内部的成分、组织、结构和材料外部形状、尺寸、表面质 量等。 工艺性能——是指材料对各种加工工艺的适应能力，即加工 工艺性能，它表示了材料加工的难易程度。 工艺性能 的影响： 一方面材料的工艺性能影响了零件的性能和外观，还影响到 零件的生产率和成本；另一方面，材料的工艺性能不仅取决 于材料本身(即成分、组织、结构)，而且还受各种加工工艺 条件的影响(如加工方式、设备、工具、温度等)。
机械工程材料 第一章 材料性能
27
2、疲劳基本过程
疲劳断口的三个典型区域（图1-5
疲劳过程
）
： (1)裂纹萌生 (2)裂纹扩展 (3)最后断裂
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
28
3．疲劳抗力指标
疲劳类型不同则其疲劳抗力指标也不一样 应力疲劳或高周疲劳（主要疲劳） 应变疲劳或低周疲劳 用以评定材料疲劳性能的疲劳抗力指标很多，主要 有疲劳极限(或疲劳强度)σ-1。 最常用的疲劳试验是旋转弯曲疲劳试验。 部分工程材料的疲劳极限表（B1-4）
(2)磨粒磨损
改善其耐磨性的具体措施有：
①提高材料的硬度，可通过合理选用高硬度
材料如高碳钢、耐磨铸铁、陶瓷等，采用表 面强化处理来实现。 ②设计时合理采用减小接触压力的措施，工 作时改进润滑油过滤装置以及时清除磨屑。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
33
二、物理性能
固体材料中，由原子、离子、电子及它们之间的相互作用所 反映出现的物理性能，不仅对工程材料的选用有着重要的意 义，而且也会对材料的加工工艺产生一定的影响。
(一)强度 (二)刚度 (三)弹性 (四)塑性 (五) 硬度 (六)韧性 (七)疲劳性能 (八)耐磨性
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 11
(一)强度
强度的定义： 静拉伸试验(T1-1): 强度指标： 1、比例极限(σp) 2、弹性极限(σe) 3、屈服点和屈服强度(σs、σ0.2) 4、抗拉强度(σb) 从强度指标派生出来的指标： ①比强度 ②屈强比。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
38
第三节
一、铸造性能 二、锻造性能 三、焊接性能
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 12
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
13
(一)强度
材料强度指标是其组织结构敏感性参数，合
金化、热处理及各种冷热加工可在很大程度 上改变它的大小。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
14
(二) 刚度
1．概念
材料对弹性变形的抵抗能力——刚度(或刚性)。 在应力—应变曲线上的弹性变形阶段，应力与应变的比 值即为材料刚度。常用的有正弹性模量E。
机械工程材料 第一章 材料性能
35
三、化学性能
腐蚀：
是指材料表面与周围介质发生化学反应、电 化学反应或物理溶解而引起的表面损伤现象， 并分别称为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐 蚀三大类。 其中物理腐蚀(如钢铁在液态锌中的溶解)因在 工程上较少见，不很重要，故这里主要介绍 化学腐蚀和电化学腐蚀的概念与防腐措施。
(一)密度 (二)热学性能
1、熔点 2、热容 3、热膨胀 4、热传导
机械工程材料 第一章 材料性能 34
2013-7-11
二、物理性能
(三)电学性能
1、电阻率 2、电阻温度系数 3、介电性
(四)磁学性能
1、磁导率 2、饱和磁化强度和磁矫顽力
2013-7-11
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 31
(1)粘着磨损
提高其耐磨性的具体措施有：
①减小表面摩擦因数或提高材料表面硬度，
采用各种表面处理 ②减小接触压力 ③合理选配摩擦副材料 ④减小表面粗糙度值以增大实际接触面积， 从而降低接触压应力 ⑤改善润滑状况。
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 32
机械工程材料 第一章 材料性能
20
(四)塑性
辅助说明：
材料的塑性与其强度指标一样，也是结构敏
感性参数，可通过各种方法使之改变。 金属材料之所以在过去、现在乃至将来都有 广泛的应用，其主要原因之一并不是它的强 度，而恰恰在于其良好的塑性
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
21
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 7
第二节 材料的使用性能
材料的使用性能:
力学性能、物理性能和化学性能 由于工程结构与机器零件以传递力和能、实 现规定的机械运动为主要功能，因此力学性 能是最主要的。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
8
第二节 材料的使用性能
(六)韧性
1)根据零件的实际名义工作应力σ和其内可能的裂纹 尺寸α，确定材料应有的断裂韧度Kic，为正确选材 提供依据。 2)根据零件所使用的材料断裂韧度尺Kic及已探伤出 的零件内存在的裂纹尺寸α，确定零件的临界断裂 应力σc，为零件最大承载能力设计提供依据。 3)根据已知材料的断裂韧度置Kic，和零件的实际工 作应力σ，估算断裂时的临界裂纹长度α，为零件的 裂纹探伤提供依据。
一、力学性能
二、物理性能 三、化学性能
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
9
一、力学性能
力ห้องสมุดไป่ตู้性能
材料在载荷(外力)作用下所表现出的行为。 常用的力学性能 强度、塑性、刚度、弹性、硬度、韧性、疲 劳性能和耐磨性等。
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
10
一、力学性能
15
(三) 弹性
材料的弹性 用来描述在外力作用下材料发生弹性行为的综 合性能指标，前已述及的比例极限外σp、弹性极限 σe和弹性模量E等在一定的程度上均可用来说明材 料的弹性性能。 最直接的弹性性能指标(图1-2) ： 1、最大弹性变形量(εe) 2、弹性比功 3、滞弹性(弹性滞后)
机械工程材料 第一章 材料性能
(四)塑性
2、塑性指标的应用意义 材料的塑性指标一般不直接用于机械设计计算，但 设计师往往要对所用材料提出一定的塑性要求，这 是因为： (1)材料的塑性有保证通过此部位的局部塑性变形来 削减应力峰，缓和应力集中的作用，从而防止零件 出现未能预测的早期破坏； (2)发生塑性变形和因此而引起的形变强化可保证零件 的安全以避免断裂，即具有抵抗过载的能力；
第一章 材料的性能及应用意义
主讲老师：黄彩娥 教授
2013-7-11
机械工程材料 第一章 材料性能
1
第一章 材料的性能及应用意义
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——材料对其所涉及的加工工艺的 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。
(五) 硬度
硬度
定义： 硬度试验的优点： 硬度的种类
1、布氏硬度(HBW) 2、洛氏硬度(HRA HRB HRC) 3、其它硬度 ①维氏硬度HV ②显微硬度HV ③莫氏硬度
2013-7-11 机械工程材料 第一章 材料性能 22
(五) 硬度
由于各种硬度的试验条件不同，故相互
间无理论换算关系。但在一定条件下存 在着某种粗略的经验换算关系。