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第一章工程材料導論

金屬工藝學

第一章 工程材料導論

重點與難點

(1)重點:鐵碳合金狀態圖、熱處理工藝及其應用。

(2)難點:鐵碳合金狀態圖的凝固過程分析。

第一節 金屬材料的主要性能

兩大類:1 使用性能:機械零件在正常工作情況下應具備的性能。

包括:力學性能、物理、化學性能

2 工藝性能:鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能、切削性能等。

Ⅰ、金屬材料的力學性能:

力學性能---受外力作用反映出來的性能。

一 彈性和塑性:

1彈性:金屬材料受外力作用時產生變形,當外力去掉后能恢復其原來形狀的性能。

力和變形同時存在、同時消失。 如彈簧:彈簧靠彈性工作。

2 塑性:金屬材料受外力作用時產生永久變形而不至于引起破壞的性能。(金屬之間的連續性沒破壞)塑性大小以斷裂后的塑性變形大小來表示。

塑性變形:在外力消失后留下的這部分不可恢復的變形。

3 拉伸圖:金屬材料在拉伸過程中彈性變形、塑性變形直到斷裂的全部力學性能可用拉伸圖形象地表示出來。

1)彈性階段σe

2)屈服階段:過e點至水平段右端 σs——塑性極限,s——屈服點,過s點水平段——說明載荷不增加,式樣仍繼續伸長。(P一定,σ=P/F一定,但真實應力P/F1↑ 因為變形,F1↓)發生永久變形

3)強化階段:水平線右斷至b點 P↑ 變形↑

σb——強度極限,材料能承受的最大載荷時的應力。

4)局部變形階段b k

過b點,試樣某一局部范圍內橫向尺寸突然急劇縮小。 “縮頸” (試樣橫截面變小,拉力↓)

4 延伸率和斷面收縮率:——表示塑性大小的指標

1)延伸率: δ= l0——試樣原長,l1——拉深后長

2)斷面收縮率: F0——原截面,F1—拉斷后截面

(1) δ、ψ越大,材料塑性越好

(2)ε與δ區別:拉伸圖中 ε=ε彈+ε塑 , δ=εmas塑

(3)一般δ〉5%為塑性材料,δ〈5%為脆性材料。

5 條件屈服極限σ0。2

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