汽车机械基础-金属材料的性能-配套幻灯片
20页1、项目12 金属材料的性能,引言:汽车材料的发展是汽车技术发展的重要方面,是汽车质量保障的基础,在当今研制经济、安全和轻便汽车中更是关键的一环。汽车材料与汽车制造成本和耐用程度密切相关,现代汽车的技术进步,很大程度就是材料技术的进步。,金属材料的性能,使用性能:,指材料在使用过程中所表现的性质和适应能力,主要包括机械性能、物理性能和化学性能。,工艺性能:,在制造机械零件的过程中,材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。,所有性能中,机械性能最为基本和重要,因为它是产品设计和材料选择的主要依据。,12.1 金属材料的力学性能,材料按其成分、特点可分为金属材料、非金属材料和复合材料,其中,金属材料以其优良的性能获得广泛的使用。 金属材料的机械性能指材料在外力作用下表现出来的性能,即金属材料抵抗外力引起的变形和破坏的能力,主要有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。 这些性能指标是选择机械零件材料的主要依据,也是材料性能评定的依据之一,其中强度、刚度、弹性及塑性一般可通过金属拉伸试验来测定。拉伸试验是应用最为广泛的力学
2、性能试验方法之一。,一、 强度,图8-1 拉伸试样,金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。 强度指标一般可通过金属拉伸试验来测定。拉伸试验采用标准拉伸试样,在拉伸试验机上缓慢施加静载荷,同时连续测量力和相应的伸长,直至把试样拉断为止,依据测出的拉伸曲线,求出相应的力学性能指标。,图8-2 万能材料试验机简图,一、材料的拉伸曲线,1、oe段:直线、弹性变形阶段。,2、es段:曲线、弹性变形+塑性变形即屈服阶段。,5、bd段曲线:颈缩阶段。b点:出现缩颈现象,即试样局部截面明显缩小,试样承载能力降低,拉伸力达到最大值;当拉到d点时,试样断裂。,3、ss段:水平线(略有波动)、明显的塑性变形屈服现象,作用的力基本不变,试样连续伸长。,4、sb曲线:弹性变形+均匀塑性变形。,金属材料的强度指标根据其变形特点分为下列几个:,3、强度极限(抗拉强度),指试样拉断前所承受的最大拉应力。,2、屈服极限(强度) s,当材料的内应力b时,材料将产生断裂。 b常用作脆性材料的选材和设计的依据。,一般机械零件使用时,不允许发生明显塑性变形,选材与设计的主要依据是 s 或者0.2 。,屈服强度是材料开始产生
3、明显塑性变形时的最低应力值。,1、弹性极限值e,表示材料保持弹性变形,不产生永久变形的最大应力。,二、刚度和弹性,在应力-应变曲线中的弹性变形阶段可测出材料的弹性模量E,并依此确定该材料的刚度和弹性。,弹性模量E是指金属材料在弹性状态下的应力与应变的比值,即:,E=/,弹性模量E是引起单位弹性变形所需的应力。它表示金属材料抵抗弹性 变形的能力。工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度。 零件的刚度除了与零件横截面大小、形状有关外,还主要取决于材料的 弹性模量E越大,刚度越大。 E值主要取决于各种金属材料的本性。,三、塑性,塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。评定指标是延伸率和断面收缩率。,1、延伸率,2、断面收缩率,指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。,指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。,=(L1-L0)/L0 x 100%,L0:标距(本实验L=100) L1:拉断后的试件标距。将断口密合在一起,用卡尺直接量出。,=(A0-A1)/A0 x 100%,A0:试件原横截面积。A1:断裂后颈缩处的横截面积,用卡尺直接量出。,金属材料
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