上海交通大学：《低温系统》课程教学资源（课件讲义）第2章 工程材料的低温性能

第2章:工程材料的低温性能 ◆21机械强度 ◆22热性能 YB◆2.3电磁性能 ◆24低温液体的性质

第2章：工程材料的低温性能 Š 2.1 机械强度 Š 2.2 热性能 Š 2.3 电磁性能 Š 2.4 低温液体的性质

2.1机械强度 极限强度和屈服强度Om ◆疲劳强度0 冲击强度 ◆硬度和延展性 ◆弹性模量 返回

Š 极限强度σy和屈服强度σu Š 疲劳强度σf Š 冲击强度 Š 硬度和延展性 Š 弹性模量 2.1 机械强度 返回

2.1机械强度-σ、σ 极限强度o、和屈服强度on ◆1极限强度σ灬:在拉试验中,当应力增加 到某一定值时,应变会随应力增加而急剧上 冷YC升,该特定应力值定义为材料的屈服强度; ◆2屈服强度on:(对另一些材料,在应变-应 八学力曲线中不存在该特定应力,这时屈服强度 被定义为:在拉实验中使材料发生永久变 形02%(有时是0.1%)所需的应力)在拉伸 实验中加在材料上的最大的标称应力值。 当温度下降时,材料的屈服强度增加。 返回

2.1 机械强度-σy、σu 极限强度σy和屈服强度σu Š 1 极限强度σy：在拉伸试验中，当应力增加 到某一定值时，应变会随应力增加而急剧上 升，该特定应力值定义为材料的屈服强度； Š 2 屈服强度σu：（对另一些材料，在应变-应 力曲线中不存在该特定应力，这时屈服强度 被定义为：在拉伸实验中使材料发生永久变 形0.2%（有时是0.1%）所需的应力）在拉伸 实验中加在材料上的最大的标称应力值。 当温度下降时，材料的屈服强度增加。 返回

21机械强度-0r 疲劳强度σ 在某一给定的次数下,材料发生破振所需的 应力称为疲劳强度 ◆温度降低时,材料的疲劳强度将增加。 返回

2.1 机械强度-σf 疲劳强度σf Š 在某一给定的次数下，材料发生破损所需的 应力称为疲劳强度。 Š 温度降低时，材料的疲劳强度将增加。 返回

2.1机械强度 冲击强度 测试方法:摆锤式、悬臂式;提供了测量物 体抵抗冲击载荷的方法。 ◆定义:当材料被突然加上的力所折断时,材 料将吸收的量为冲击强度。(单位是能量 单位J ◆材料在低温下会变得很脆。 返回

2.1 机械强度 冲击强度 Š 测试方法：摆锤式、悬臂式；提供了测量物 体抵抗冲击载荷的方法。 Š 定义：当材料被突然加上的力所折断时，材 料将吸收的能量为冲击强度。（单位是能量 单位J） Š 材料在低温下会变得很脆。 返回

2.1机械强度 硬度和延展性 延展性:材料的延展性可用试件在简单拉伸实验 中被拉断时的伸长率或截面积减少率来描述。脆 性和塑性的分界为5%或0.05cm/cm 大多数材料在低温下延展性会急剧下降。 ◆硬度:金属材料的硬度可用标准硬度试验压头在 材料表面的刻痕来测量。 硬度随温度的降低而增大。 返回

2.1 机械强度 硬度和延展性 Š 延展性：材料的延展性可用试件在简单拉伸实验 中被拉断时的伸长率或截面积减少率来描述。脆 性和塑性的分界为5%或0.05cm/cm。 大多数材料在低温下延展性会急剧下降。 Š 硬度：金属材料的硬度可用标准硬度试验压头在 材料表面的刻痕来测量。 硬度随温度的降低而增大。 返回

2.1机械强度 弹性模量 ◆杨氏模量E:等温时,弹性限度内拉伸应力的变 化量与应变的变化量之比值 ◆剪切模量G:等温时,弹性限度内剪切应力的变 化量与应交的变化量之比值。 体模量B:等温时,压力的变化量与体积的变化 量之比值。 温度下降时,弹性模量增大。 返回

2.1 机械强度 弹性模量 Š 杨氏模量E：等温时，弹性限度内拉伸应力的变 化量与应变的变化量之比值。 Š 剪切模量G：等温时，弹性限度内剪切应力的变 化量与应变的变化量之比值。 Š 体模量B：等温时，压力的变化量与体积的变化 量之比值。 温度下降时，弹性模量增大。 返回

22热性能 热导率 单位面积的传热速率除以传热方向上的温 度梯度 ◆比热容 为使单位质量的物体温度上升1度所需的能 量 返回

2.2 热性能 Š 热导率 单位面积的传热速率除以传热方向上的温 度梯度。 Š 比热容 为使单位质量的物体温度上升1度所需的能 量。 返回

23电磁性能 ◆电导率 单位截面上的电流除以电流方向上的电压梯 度 电阻率是电导率的倒数 A·超导电性 超导电性是指电阻很低,由于电阻极低,将 会衍生出一些独特的现象(见超流氦)。 某些材料只有在极低温度下才具有超导电性, 即电阻降为零并具有完全抗磁性。 返回

2.3 电磁性能 Š 电导率 单位截面上的电流除以电流方向上的电压梯 度。 电阻率是电导率的倒数。 Š 超导电性 超导电性是指电阻很低，由于电阻极低，将 会衍生出一些独特的现象（见超流氦）。 某些材料只有在极低温度下才具有超导电性， 即电阻降为零并具有完全抗磁性。 返回

24低温液体的性质 ◆氢、氧、氩、氖、氟、甲烷(天然气) 氢 Ys◆氢4 返回

2.4 低温液体的性质 Š 氮、氧、氩、氖、氟、甲烷（天然气） Š 氢 Š 氦4 返回