《机械制造工程》 第一章 金属材料的性能

发布日期:[13-09-01 17:40:00] 浏览人次:[]

第一篇 工程材料

材料是人类生产和生活的物质基础,是人类社会发展水平的一个重要标志,人类社会经历了石器时代、青铜器时代,进入当今社会。我们的祖先曾为人类社会的发展,特别是在材料学科的研究和实践方面做出过卓越的贡献。21世纪以来,随着现代科学技术的进步和生产的发展,对材料又提出了更高的要求,材料已成为现代经济发展的三大支柱之一。

材料科学经历了由天然材料、加工材料、高分子材料到复合材料的革命性进展,发展异常迅速。金属材料、非金属材料、复合材料等都得到飞速发展,形成了一个种类繁多的现代工程材料体系。随着人类科技水平的提高和对宏观、微观世界研究的深入,必将发现和研制出更多性能优异的新型工程材料。

工程材料是制造系统的加工对象,也是材料流程的主体。正确认识各种材料的性能及其在加工过程中的变化,是合理选用材料、确定毛坯成型工艺方法、合理编制工艺过程、保证产品质量和提高企业技术经济效益的重要前提。

《机械制造工程》 第一章 金属材料的性能

图Ⅰ-1 工程材料分类

工程材料分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类,如图Ⅰ-1所示。其中,金属材料仍是当前应用最广和用量最大的工程材料,因此本篇将着重讨论金属材料中的钢、铸铁、常用有色金属及其合金。同时,对日益发展并用于机械制造的非金属材料及复合材料也作简要介绍。

第一章 金属材料的性能

根据机械零件的工作条件(主要包括受力条件、工作温度和工作环境三个方面)和失效形式(主要有腐蚀、磨损和断裂三种形式),对制造机械零件的材料提出相应的性能要求,也就是说,用于制造机械零件的材料应满足工作条件所提出的各种性能要求,以保证机械零件在一定的工作条件下能够正常工作而不会失效,而且能保证一定的使用寿命。

金属材料的性能分为使用性能和工艺性能两大类。所谓使用性能是指材料在工作中为发挥正常工效和能够达到预定的使用寿命所具有的性能,包括机械性能、物理性能和化学性能。材料的工艺性能是指材料对某种加工工艺的适应能力,它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。

本章仅对金属材料的使用性能进行简单阐述,而工艺性能将在以后各章中分别讨论。

第一节 金属材料的机械性能

金属材料的机械性能又称为力学性能,表示材料承受外力作用的能力。为满足机械零件的受力条件要求,应对制造零件的材料做各种相应的机械性能实验来测定材料的各种机械性能指标。所测得的实际机械性能指标应满足设计中对零件材料提出的机械性能指标要求。

金属材料的机械性能实验有:拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切、硬度、疲劳和冲击等,通过这些实验可以测出相应的机械性能指标,其中最常见的是拉伸实验、硬度实验和冲击实验。

机械性能指标包括四大项:强度、硬度、塑性和韧性。

一、强度

金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。由于零件材料大多是在受拉时产生变形或破坏的,所以通常用受拉时的强度来代表材料的强度指标。

(一)拉伸实验

在做材料的拉伸实验前,须从欲测材料中取出一部分,并按标准规定制成标准试样。拉伸试样又分圆试样与扁试样两种。图1-1为标准圆截面拉伸试样示意图。图中d0和L0分别为试样在拉伸前的计算直径和计算长度,d和L分别为试样在拉断后的断口直径和计算长度。

测试时将试样夹持在拉伸实验机的上下夹头间,随着加于试样的拉力P不断增大,试样不断被拉长,直至被拉断。加于试样的拉力P与变形量(即伸长量)△L之间的关系可以用图1-2所示的P—△L拉伸曲线表示,这就是拉伸实验所获得的原始曲线。

《机械制造工程》 第一章 金属材料的性能

图1-1 标准拉伸试样示意图

若将图1-2中纵坐标拉力P变换为试样单位横截面积上的力,即应力σ=P/F0(F0=π d0²/4),横坐标△L变换成试样单位长度上的变形量,即应变ε=△L/L0,则P—

|<< << < 1 2 3 4 5 > >> >>|
www.mapeng.net 马棚网
www.mapeng.net
文章作者:王金凤 | 文章来源:郑州航空工业管理学院 | 责任编辑:admin | 发送至邮箱: | 加入收藏:
本文关键字:机械制造工程  金属材料  性能
本文所属专题:机械制造工程 
相关资讯
热点资讯
推荐资讯

关于我们 | 站点导航 | 使用帮助 | 友情链接 | 广告服务 | 免责声明 | 新手上路
设为首页 | 加入收藏 | 在线留言 | 马棚网QQ群:{92562572}{102901272}{333259257} | 交流QQ: 客户服务 客户服务 客户服务