武汉理工大学：《材料物理学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 材料强化 4.1概述 4.2力学实验与材料性能

第4章材料强化 本章提要 本章介绍了有关材料力学性能的实验方法, 影响材料力学性能的因素以及强化材料力 学性能的机制。首先,本章介绍了各种有 关材料力学性能的实验方法,解释了引入 这些实验方法的原因和目的。然后,详细 介绍了一些主要的材料强化手段,对这些 强化手段的特点进行了分析

第4章 材料强化 本章介绍了有关材料力学性能的实验方法， 影响材料力学性能的因素以及强化材料力 学性能的机制。首先，本章介绍了各种有 关材料力学性能的实验方法，解释了引入 这些实验方法的原因和目的。然后，详细 介绍了一些主要的材料强化手段，对这些 强化手段的特点进行了分析。 本章提要

第4章材料强化 4.1概述 4.2力学实验与材料性能 个学时 4.3加工硬化 2个学时 4.4固溶强化 4.5弥散强化 2个学时 4.6固态相变强化

第4章 材料强化 4.1概述 4.2力学实验与材料性能 4.4固 溶 强 化 4.3加 工 硬 化 4.5弥 散 强 化 4.6固态相变强化 2个学时 2个学时 2个学时

4.1概述 4.1概述 人类最早利用的材料性质就是力学性 质 材料的强度是材料性能中最重要的 项 对于结构材料来说,材料的强度更是 决定该材料是否胜任实际要求的关键

4.1概述 •材料的强度是材料性能中最重要的 一项 •人类最早利用的材料性质就是力学性 质。 •对于结构材料来说，材料的强度更是 决定该材料是否胜任实际要求的关键。 4.1概述

4.1概述 决定材料强度的关键因素 1.原子之间的结合力 我们对原子之间的键合类型和结合力难以施加什么 影响,难以去改变键合类型和结合力来强化材料。 在这方面,一般常见的方法就是形成新的相(因为 新相中的原子键合类型和结合力自然不同)。 2.位错 我们有很多方法来影响材料中的位错,通过影响位 错的运动来达到强化材料的目的。所以可以说,近 代金属物理领域中的最大成果就是关于材料中的位 错的研究

4.1概述 •决定材料强度的关键因素 1. 原子之间的结合力 2. 位错 我们对原子之间的键合类型和结合力难以施加什么 影响，难以去改变键合类型和结合力来强化材料。 在这方面，一般常见的方法就是形成新的相（因为 新相中的原子键合类型和结合力自然不同）。 我们有很多方法来影响材料中的位错，通过影响位 错的运动来达到强化材料的目的。所以可以说，近 代金属物理领域中的最大成果就是关于材料中的位 错的研究

4.1概述 强化的方式 1.合金化和冷加工 构件处于高应力的塑性形变状态。 2.热处理 固态下要发生相变有序强化

•强化的方式 1. 合金化和冷加工 2. 热处理 构件处于高应力的塑性形变状态。 固态下要发生相变 有序强化 4.1概述

4.1概述 这些强化方式的实现,是需要一定 的条件的。 不能说对于任何一种材料,都可以采用上述 某种强化方法来增加其强度。 如果在该材料的相图中没有共析相变反应, 自然不可能采用共析分解强化。 对于那些没有塑性变形的脆性材料,也无法 利用冷加工的方法来进一步强化材料

对于那些没有塑性变形的脆性材料，也无法 利用冷加工的方法来进一步强化材料。 •这些强化方式的实现，是需要一定 的条件的。 不能说对于任何一种材料，都可以采用上述 某种强化方法来增加其强度。 如果在该材料的相图中没有共析相变反应， 自然不可能采用共析分解强化。 4.1概述

4.2力学实验与材料性能 选择材料的一个基本原则→力学性能 首先必须分析材料使用的环境,以便判断什 么是材料应该具有的最重要的性能。 研究材料的力学性能,可以了解这些缺陷的 本质

4.2力学实验与材料性能 •选择材料的一个基本原则 力学性能 首先必须分析材料使用的环境，以便判断什 么是材料应该具有的最重要的性能。 •研究材料的力学性能，可以了解这些缺陷的 本质

4.2力学实验与材料性能 表征材料力学性能的最常用的参数是拉伸试验所 得到的屈服强度和断裂强度。弯曲试验常用来表 示脆性材料的拉伸性能。硬度试验也可在一定程 度上表示材料的拉伸强度。但是,即使材料工作 的应力低于断裂强度或屈服强度,也并不意味着 材料的使用就一定安全。如果材料所受的负载是 动态而不是静态的,就要用冲击韧性来表示它的 抗断裂性能

表征材料力学性能的最常用的参数是拉伸试验所 得到的屈服强度和断裂强度。弯曲试验常用来表 示脆性材料的拉伸性能。硬度试验也可在一定程 度上表示材料的拉伸强度。但是，即使材料工作 的应力低于断裂强度或屈服强度，也并不意味着 材料的使用就一定安全。如果材料所受的负载是 动态而不是静态的，就要用冲击韧性来表示它的 抗断裂性能。 4.2力学实验与材料性能

4.2力学实验与材料性能 由于材料中总是免不了有裂纹产生,此时要用断 裂韧性来表示这些裂纹在材料中的扩展行为。如 果材料在高温下使用,即使它所受应力远远低于 屈服应力,也可能发生塑性形变。此时要用蠕变 强度来表示材料的性能。还有,如果所受应力为 循环状态,那么材料的安全性也会打折扣。此时 要用到疲劳强度的概念

由于材料中总是免不了有裂纹产生，此时要用断 裂韧性来表示这些裂纹在材料中的扩展行为。如 果材料在高温下使用，即使它所受应力远远低于 屈服应力，也可能发生塑性形变。此时要用蠕变 强度来表示材料的性能。还有，如果所受应力为 循环状态，那么材料的安全性也会打折扣。此时 要用到疲劳强度的概念。 4.2力学实验与材料性能

4.2力学实验与材料性能 421拉伸试验 422弯曲试验 42.3硬度试验 424冲击试验 425断裂韧性 426蠕变 427疲劳

4.2.1拉伸试验 4.2.2弯曲试验 4.2.3硬度试验 4.2.4冲击试验 4.2.5断裂韧性 4.2.6蠕变 4.2.7疲劳 4.2力学实验与材料性能