《机械制造基础》课程PPT教学课件（机械工程材料）第一章 材料的性能

第一章材料的性能使用性能：材料在使用过程神舟一号包船中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削中国彩性能等。eopla.com.cn

第一章 材料的性能 ⚫ 使用性能：材料在使用过程 中所表现的性能。包括力学 性能、物理性能和化学性能。 ⚫ 工艺性能：材料在加工过程 中所表现的性能。包括铸造、 锻压、焊接、热处理和切削 性能等。 神 舟 一 号 飞 船

材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形MESTA五万吨水压机

⚫ 材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称 为变形。 ⚫ 外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。 ⚫ 外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。 五万吨水压机

应力α=PIF应力C应变=(l-lo)/lo:C应变拉伸试验机009900低碳钢的应力-应变曲线0(h)42拉伸试样(a）拉伸前：（h）拉断后

低碳钢的应力-应变曲线 拉伸试样 拉 伸 试 验 机 应力 = P/F0 应变 = (l-l0 )/l0

弹性和刚度一-弹性：指标为弹性极限e即材料承受最大弹性变形时的应力。刚度：材料受力时抵抗弹性应变心变形的能力。指标为弹性模E= tgα =-(MPa)量E。8弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度

一、弹性和刚度 ⚫ 弹性：指标为弹性极限e， 即材料承受最大弹性变形时 的应力。 ⚫ 刚度：材料受力时抵抗弹性 变形的能力。指标为弹性模 量E。 E tg （MPa）   =  =  e 弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升 高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷 热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过 增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度

强度与塑性二、强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。应变屈服强度：材料发生微量塑性变形时的应力值。00.2残余变条件屈服强度00.2：形量为0.2%时的应力值。0抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大应力值。840.002

二、强度与塑性 ⚫ 强度：材料在外力作用下 抵抗变形和破坏的能力。 屈服强度s：材料发生微量 塑性变形时的应力值。 条件屈服强度0.2：残余变 形量为0.2%时的应力值。 抗拉强度b：材料断裂前所 承受的最大应力值。 s 0.2 

塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。指标为：8=1-lo伸长率：×100%loF-F×100%断面收缩率：:拉伸试样的颈缩现象Fo拉伸前Lod断裂后F)L1

塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。 指标为： 伸长率： 100% 0 1 0  − = l l l  100% 0 0 1  − = F F F 断面收缩率：  断裂后 拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象

说明：1用面缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。直径d,相同时，l,个，α。只有当lo/do为常数时，塑性值才有可比性。当l=10d时，伸长率用8表示；当l=5d时，伸长率用S表示。显然S>S③S>y时，无颈缩，为脆性材料表征S<y时，有颈缩，为塑性材料表征

⚫ 说明： ⚫ ① 用面缩率表示塑性比伸长率更接近真 实变形。 ⚫ ② 直径d0 相同时，l0，。只有当l0 /d0 为常数时，塑性值才有可比性。 ⚫ 当l0=10d0 时，伸长率用 表示； ⚫ 当l0=5d0 时，伸长率用5 表示。显然 5>  ⚫ ③  > 时，无颈缩，为脆性材料表征  < 时，有颈缩，为塑性材料表征

三、冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。净试排指标为冲击韧性值a通过冲击实验测得)。冲击试样和冲击试验示意图冲击试验机

三、冲击韧性 ⚫ 是指材料抵抗冲击载荷 作用而不破坏的能力。 ⚫ 指标为冲击 韧性值ak (通 过冲击实验 测得)

韧脆转变温度高冲击值部分材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某冲击值波动一温度范围内冲击韧的中间部分低冲击值部分性值急剧下降的现象韧脆转变温度范围称韧脆转变。发生韧温度卡脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面心立的使用温度应高于韧方金属没有。脆转变温度

韧脆转变温度 ⚫ 材料的冲击韧性随温 度下降而下降。在某 一温度范围内冲击韧 性值急剧下降的现象 称韧脆转变。发生韧 脆转变的温度范围称 韧脆转变温度。材料 的使用温度应高于韧 脆转变温度。 韧 体心立方金属具有韧脆转 变温度，而大多数面心立 方金属没有

建造中的Titanic号TITANICTITANICE的沉没与船体材料的质量直接有关

TITANIC 建造中的Titanic 号 TITANIC的沉没 与船体材料的质量 直接有关