机械工程材料 主讲徐连双 轨道交通技术学院
机 械 工 程 材 料 主 讲 徐 连 双 轨 道 交 通 技 术 学 院
绪论 机械工程材料的定义和分类 1、定义 机械工程材料主要指用于机械工程、 电器工程、建筑工程、化工工程、航空 航天工程等领域的材料
机械工程材料的定义和分类 1 、 定义 机械工程材料主要指用于机械工程、 电器工程、建筑工程、化工工程、航空 航天工程等领域的材料。 绪 论
2、分类(按化学成分分类) 金属材料:(综合性能好,用量最大、应用范围最广,最 多,约占整个用材的80-90%。) 非金属材料: 高分子材料(质轻、耐腐蚀,常用于化工、机械、航空航天等) 陶瓷材料(高强、高硬度、耐腐蚀、绝缘,用于电器、化 工、航空航天等等) 复合材料:(轻、高的比强度、比刚度,结合两种 料的性能优点,用于航空航天等领域) 后两种材料是当前发展最迅速的材料
2、 分类 （按化学成分分类） 金属材料：(综合性能好，用量最大、应用范围最广，最 多，约占整个用材的80-90%。） 非金属材料： 高分子材料 (质轻、 耐腐蚀，常用于化工、机械、航空航天等) 陶瓷材料 （高强、高硬度、耐腐蚀、绝缘，用于电器、化 工、航空航天等等） 复合材料： （轻、高的比强度、比刚度，结合两种 料的性能优点，用于航空航天等领域） 后两种材料是当前发展最迅速的材料
机械工程材料的常用性能 金属材料:纯金属与合金属统称 力学性能(强度、塑性韧性等) 材料使用性能 物理性能(光、热、电、磁等) 包括两方面 化学性能(氧化、腐蚀等) 生物性能(相容性、自恢复性等 加工性能(切削、锻造等) 材料工艺性能 铸造性能(适合铸造与否) 焊接性能(容易焊接与否) 热处理性能(可热处理强化)
机械工程材料的常用性能 包 括 两 方 面 材料使用性能 材料工艺性能 力学性能（强度、塑性韧性等） 物理性能（光、热、电、磁等） 化学性能（氧化、腐蚀等） 生物性能（相容性、自恢复性等） 加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化） 金属材料：纯金属与合金属统称
金属材料的力学性能 力学性能的概念:力学性能是指金属在外力作用 下所表现出来的性能。 载荷的概念及分类 金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷 分类 按载荷作用性质分: 1静载荷:是指大小不变或变化过程缓慢的载荷 2冲击载荷:在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷 3交变载荷:是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载 荷
一、金属材料的力学性能 力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用 下所表现出来的性能。 载荷的概念及分类： 金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。 分类 按载荷作用性质分： 1静载荷：是指大小不变或变化过程缓慢的载荷 。 2冲击载荷：在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。 3交变载荷 ：是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载 荷
金属材料的力学性能 按载荷作用形式分 拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等 了变形的概念及分类 金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。 变形分为:弹性变形和塑性变形两种 了应力、内力 内力:金属材料受外力作用时,为保持其不变形,在材料内部作 用作与外力相对抗的力,称为内力 应力:单位面积上的内力称为应力 金属材料受拉伸载荷或压缩载荷作用时,其面积上的应力按下式 计算:=F/S
按载荷作用形式分： 拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等 变形的概念及分类 金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。 变形分为：弹性变形和塑性变形两种 应力、内力 内力：金属材料受外力作用时，为保持其不变形，在材料内部作 用作与外力相对抗的力，称为内力。 应力：单位面积上的内力称为应力。 金属材料受拉伸载荷或压缩载荷作用时，其面积上的应力按下式 计算：σ=F/S 一、金属材料的力学性能
金属材料的力学性 1、强度:材料抵抗变形或者断裂的能力 比例极限σ 求团中 弹性极限σ Rae 书 屈服强度σ 抗拉强度 断裂强度k 应变e 图11低碳钢拉伸时的 强度指标单位:MPa 应力应变曲线
1、强度：材料抵抗变形或者断裂的能力 比例极限sp 弹性极限se 屈服强度ss 抗拉强度sb 断裂强度sk 强度指标单位：MPa 一、金属材料的力学性能
低碳钢拉伸力学性能 oe:弹性变形阶段 试样变形完全是弹性的,这F 种随载荷的存在而产生,随 载荷的去除而消失的变形称 Z 为弹性变形。Fe为试样能恢 复到原始形状和尺寸的最大e 拉伸力。es:屈服阶段: b 不能随载荷的去除而消失的 变形称为。在载荷不增加或 , 略有减小的情况下,试样还 继续伸长的现象叫做屈服。 屈服后,材料开始出现明显0 的塑性变形。F称为屈服载 何
低碳钢拉伸力学性能 b e s b z 0 F σp σs σb oe：弹性变形阶段： 试样变形完全是弹性的，这 种随载荷的存在而产生，随 载荷的去除而消失的变形称 为弹性变形。Fe为试样能恢 复到原始形状和尺寸的最大 拉伸力。es：屈服阶段： 不能随载荷的去除而消失的 变形称为。在载荷不增加或 略有减小的情况下，试样还 继续伸长的现象叫做屈服。 屈服后，材料开始出现明显 的塑性变形。Fs称为屈服载 荷
低碳钢拉钟力学性能 sb:强化阶段 随塑性变形增大,试样变形抗力也逐渐增加,这种现象称 为形变强化(或称加工硬化)。Fb:试样拉伸的最大载荷。 bz:缩颈阶段(局部塑性变形阶段) 当载荷达到最大值Fb后,试样的直径发生局部收缩 称为“缩颈”。 工程上使用的金属材料,多数没有明显的屈服现象,有些 脆性材料,不但没有屈服现象,而且也不产生“缩颈”。 如铸铁等
低碳钢拉伸力学性能 sb：强化阶段： 随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称 为形变强化（或称加工硬化）。Fb：试样拉伸的最大载荷。 bz：缩颈阶段（局部塑性变形阶段） 当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩， 称为“缩颈” 。 工程上使用的金属材料，多数没有明显的屈服现象，有些 脆性材料，不但没有屈服现象，而且也不产生“缩颈” 。 如铸铁等
2、塑性指标 塑性:材料断裂前发生塑性变形的能力。 塑性指标:断后伸长率8 断面收缩v 测定材料的强度和塑 性,通常是将材料制 成标准试样,在材料 万能试验机上进行测 定
2、塑性指标 塑性：材料断裂前发生塑性变形的能力。 塑性指标：断后伸长率d 断面收缩 测定材料的强度和塑 性，通常是将材料制 成标准试样，在材料 万能试验机上进行测 定