《材料化学》课程教学课件（讲稿）第三章 材料的性能

第三章材料的性能

第三章 材料的性能

目录CONTENTS化学性能01力学性能02热性能03电性能04磁性01光学性能06

01 02 力学性能 化学性能 C O N T E N T S 目 录 04 电性能 03 热性能 01 磁性 06 光学性能

材料的力学性能一一强度应力stress=F / A单位面积上的法向力，应变strain=(l -l.) / lo无量纲应力与应变的关系α=()泰勒展开do =0() ~(8dedoK :K8=0, 。= 0,a=80de

0  = F A/ 材料的力学性能——强度 • 应力stress • 应变strain 0 0  = − ( ) / l l l  =  ( ) • 应力与应变的关系 ( ) ( ) ( ) 0 0 0          =  +  − d d • 泰勒展开 0,  0 = 0,  0 =  = K 0    d d K = 单位面积上的法向力 无量纲

材料的力学性能一一拉伸试验拉伸试验是研究材料力学性能最基本最常用的试验方式可测定材料的弹性、强度、塑性、应变、硬化及韧性等性能指标，统称为拉伸性能拉伸试验机通过自动记录或是绘图装置，记录试件所受载荷和伸长量之间的关系曲线拉伸图

材料的力学性能——拉伸试验 拉伸试验是研究材料力学性能最基本最常用的试验方式， 可测定材料的弹性、强度、塑性、应变、硬化及韧性等 性能指标，统称为拉伸性能 拉伸试验机通过自动记录或是 绘图装置，记录试件所受载荷 和伸长量之间的关系曲线—— 拉伸图

材料的力学性能一一强度F夹具移动横杆直径标距长度夹具应变片万能试验机拉伸试验加载速率比较低一一静拉伸试验

材料的力学性能——强度 万能试验机 拉伸试验加载速率比较低— —静拉伸试验 应变片

材料的力学性能一一强度do①弹性阶段K=α=Ks60de弹性变形，卸载后变形恢复ultimate tensile strength②屈服阶段yield strength极限强度屈服强度 Os斯裂点屈服强度弹塑性变形阶段弹性极限SSeS③应变强化阶段屈服强度塑性变形弹性极限④颈缩与断裂阶段①'②强度极限pStrain偏移量（0.002）工程应力-应变曲线断裂应力 Ok

材料的力学性能——强度  = K 0    d d K = 工程应力-应变曲线 ultimate tensile strength yield strength ① ② ③ ④ ①弹性阶段 弹性变形，卸载后变形恢复 ②屈服阶段 屈服强度 σs 弹塑性变形阶段 ③应变强化阶段 塑性变形 ④颈缩与断裂阶段 强度极限 σb 断裂应力 σk

材料的力学性能一一强度初始阶段Oa为直线，满足：9=Ec(Hooke's LawE：弹性模量、杨氏模量a直线部分的最高点a比例极限0Gp:9对应的应力弹性极限，保证只出现弹性变形Qe:0的最高应力弹性阶段

材料的力学性能——强度 初始阶段Oa为直线，满足：   = E (Hooke's Law) σp：比例极限，直线部分的最高点a 对应的应力 σe：弹性极限，保证只出现弹性变形 的最高应力 E：弹性模量、杨氏模量 弹性阶段 e

材料的力学性能一一强度屈服阶段bc：应力超过弹性极限增加到某O一数值时，会突然下降，然后基本不变只做微小的波动，但是应变却有明显的增4a大，在应力应变曲线上形成近似水平的锯齿形线段，称为屈服（位错启动）g屈服极限。：屈服阶段内，波动应力中aOd'比较稳定的最低点，又称为屈服强度屈服阶段

材料的力学性能——强度 屈服阶段 屈服阶段bc：应力超过弹性极限增加到某 一数值时，会突然下降，然后基本不变， 只做微小的波动，但是应变却有明显的增 大，在应力应变曲线上形成近似水平的锯 齿形线段，称为屈服（位错启动） 屈服极限σs：屈服阶段内，波动应力中 比较稳定的最低点，又称为屈服强度

材料的力学性能一一强度强化阶段ce：屈服阶段后，继续增加变形就必须增加拉力，材料增强了抵抗变形的能力，称为强化阶段位错的运动6b强度极限o：强化阶段的最高点e所对应的应力，是材料能承受的最高应力g强化阶段

材料的力学性能——强度 强化阶段 强化阶段ce：屈服阶段后，继续增加变形 就必须增加拉力，材料增强了抵抗变形的 能力，称为强化阶段 强度极限σb：强化阶段的最高点e所对应 的应力，是材料能承受的最高应力 位错的运动

材料的力学性能一一强度颈缩阶段ef：强度极限后，试样在某一局2部范围内横向尺寸突然缩宿小，形成颈缩现象。颈缩部分的局部变形导致试样总伸长迅Ob速加大，同时由于颈缩部分横截面面积的快速减小，试样承受的拉力明显减小h8颈缩阶段

材料的力学性能——强度 颈缩阶段 颈缩阶段ef：强度极限后，试样在某一局 部范围内横向尺寸突然缩小，形成颈缩现 象。 颈缩部分的局部变形导致试样总伸长迅 速加大，同时由于颈缩部分横截面面积的 快速减小，试样承受的拉力明显减小