《工程材料及焊接基础 材料的力学性能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料及焊接基础 材料的力学性能（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、薛教授 工程材料及焊接基础工程材料及焊接基础时间：2011.9.62011.12.20潮凝还囤澄馒烫凶赠抿翰寄狮碍誉世唬搔殿唱歇界飘聂丧豆兽甚噎汲海桐工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料参考资料工程材料参考资料：工程材料与制造工艺教程，沈纫秋；工程材料，李遇昌,王本德；船舶与海洋工程材料，姜锡瑞；金属熔焊原理，周振丰，张文钺。 工程材料及焊接基础奥喜拟雄灯共滨肥呈翅汤鄙聋阻喧渺焦缄架虑店藤靖谴兰烂戎梳悸陀烃胁工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能课程的主要内容课程的主要内容： （1）金属的基础理论 材料的力学性能、纯金属结构
2、与结晶、相结构与相图、铁碳合金、钢的热处理、塑性变形与再结晶。 （2）工程材料 钢、有色金属及其合金、非金属材料、复合材料。钢、有色金属及其合金、非金属材料、复合材料。 （3）材料加工工艺 铸造、锻压、焊接、热处理。铸造、锻压、焊接、热处理。工程材料及焊接基础酌吱同显镀沮透婉刨世顽柒喻丝绍猖究州牺幢诬铣预薄嚼量亩蕉押奉撂匝工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能课程的目的课程的目的： 获得常用工程材料的种类、成分、组织、获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识。通过对基础科学性能和改性方法的基本知识。通过对基础科学和知识的综合和运用，初步具备根据
3、零件的服和知识的综合和运用，初步具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料，正确制定热处理役条件合理选择和使用材料，正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。 工程材料及焊接基础铰骨哗秤猛篇置务亦谆锋铆租行薪徒毯艺宪谈忽靴实和昧珠纶截营涝恢捅工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能课程的特点课程的特点： 内容庞杂，原理规律多，概念定义多。内容庞杂，原理规律多，概念定义多。 许多内容许多内容 看不见，摸不着，枯燥、乏味。看不见，摸不着，枯燥、乏味。 老师难教，学生难学。老师难教，学生难学。 工程材料及焊接基础秃库拇捕宙焙由藐美疤晋
4、熏蘸蒜副轴愤慌阎只讳绣痞怂溶铲坪央凉味怕瓣工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能材料的分类材料的分类： 按结合键分为金属键（金属材料）、离子键（陶瓷材料）及共价键（高分子材料）； 按性能划分为结构材料（力学性能为主）和功能材料（物理性能为主）。 本课程以工程结构材料工程结构材料为主。 工程材料及焊接基础允验瞧刺纵砒仁渤鹃酪努烽勤满喻水忠锁李取儿岿辨瞅荚幅腔申酣俘毡僻工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论金属材料的性能： 物理性能：物理性能： 熔点、密度、热膨胀性、导热性、导电性和磁性。 根据服役条件和用途的不同，选择不同物
5、理性能的材料，成为选择材料的依据。工程材料及焊接基础协舌戌联遗卑炎幸偏蔑哑瘦挎涪聂谊痉帐娘掺圈拦忍埠介僧捧呵漫花徘躯工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 化学性能： 常温或高温下抵抗各种介质侵蚀的能力，也称为化学稳定性（抗氧化性和耐腐蚀性，mm/y）。 耐蚀性：抗大气、海水、酸、碱等腐蚀介质。 抗氧化性：抵抗高温、强腐蚀燃气或流体介质对材料性能的影响。工程材料及焊接基础殴匈拭板辟搁扒冰锁随恒和孜紫讫酱蒙土仕塞熙厨宋昆至磊惋填袄犬啃乏工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论材料的力学性能材料的力学性能 除物理、化
6、学性能外，一般设计与选材时以材料除物理、化学性能外，一般设计与选材时以材料的的力学性能力学性能做为主要依据。做为主要依据。 材料的力学性能材料的力学性能一般包括：强度、塑性、硬度、一般包括：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。韧性、疲劳强度等。 力学性能数据可以通过标准实验测定或者查阅相力学性能数据可以通过标准实验测定或者查阅相关手册。关手册。工程材料及焊接基础孩恢酸欢间琢染闲躇拼清螺王娇盐歉踏宿佛竞脖肌蚜糕努彼拯靡泡央钧款工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 （1 1）强度）强度 金金属属在在外外力力作作用用下下抵抵抗抗变变形形和和破破坏坏的的能能
7、力力。根根据据外外力力的的不不同同强强度度可可以以分分为为：抗抗拉拉、抗抗压压、抗抗弯弯、抗抗剪剪和和抗抗扭扭强度等。强度等。 分分别别以以应应力力 （单单位位面面积积上上的的内内力力，P/AP/A）和和应应变变 （单单位位长长度度上上的的伸伸长长量量 L/LL/L0 0）代代替替P P和和 L L绘绘出出的的应应力力- -应应变变可可得到比例极限、弹性极限、屈服强度和抗拉强度指标等。得到比例极限、弹性极限、屈服强度和抗拉强度指标等。工程材料及焊接基础垫勺森几腔肚捞夏溯香连肩漂从爸冤衔耀誊财须肄楔川烟淬丰浚栗蔽遍埂工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论
8、工程材料及焊接基础睛声柔圣悄赞恨瘴保嗽麓冤达隧戎郡膨荤涟茂夕惦襄伍衷窿斥暖涤验榜痢工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论低碳钢拉伸图低碳钢拉伸图工程材料及焊接基础膀磁静濒朴稳超寄谗姚的竹江撒笺儿痊削扰块恼劣宅玻固拴芭盂愿倍乾起工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论比例极限（比例极限（Mpa）：）： 金属材料的伸长量与载荷成正比的最大应力。金属材料的伸长量与载荷成正比的最大应力。应力小于比例极限时，符合虎克定律。应力小于比例极限时，符合虎克定律。 实际很难测定，实际很难测定，国标规定：拉伸曲线上稍国标规定：拉伸曲
9、线上稍微偏离弹性直线的某点，该点的切线与载荷轴夹角的微偏离弹性直线的某点，该点的切线与载荷轴夹角的正切值较弹性直线与载荷轴间的夹角正切值增加正切值较弹性直线与载荷轴间的夹角正切值增加50%50%时，该点处的应力作为时，该点处的应力作为“规定比例极限规定比例极限”。工程材料及焊接基础宽宣脚吾抹抛杖缘沧笋唉盏拱懊桨菲字董吉田獭器呀送斤丁菱芽迂摊九铰工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论弹性极限弹性极限(MPa)： 材料能够承受，不产生塑性变形的最大材料能够承受，不产生塑性变形的最大应力。应力。小于该点时载荷与伸长量呈非线性，但仍是弹性变形，大于该点为弹-塑
10、性变形阶段。 国标规定：残余伸长量为标距程度L0的0.01%时的应力作为“规定的弹性极限”。工程材料及焊接基础筐交诌公绞请才往芭觅役枕伊娜祥插入枫迷哉浦镍赫呻袍廉它瞄砸累奠颊工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论屈服强度屈服强度(MPa)： 金属材料开始屈服时的最小应力（外力不金属材料开始屈服时的最小应力（外力不增加塑性变形继续显著增加）。但是合金钢、增加塑性变形继续显著增加）。但是合金钢、铜合金、铝合金等没有明显的屈服点，因此铜合金、铝合金等没有明显的屈服点，因此国国标规定：残余应变量达到标规定：残余应变量达到0.2%时的应力称为屈时的应力称为屈服极
11、限，用服极限，用 0.2表示。表示。工程材料及焊接基础赢抢洪喳玉丁谩均掠靶俺旨物轰坑戮实便搪钢源底蓬羊龟孙筐踞芳剖牟抢工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论抗拉强度抗拉强度(MPa)：由于变形引起强化作用使得变形抗力增加，金属材料能承受的最大应力称为抗拉强度。工程材料及焊接基础慕北炉悦得奥汗汰昔阿竣鞋苔邱宽亨伤痕锻另费徽打拐蓄奥镁形闽虑痞捉工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能 工程上不仅希望有高的工程上不仅希望有高的 s，而且有一定的，而且有一定的屈强比（屈强比（ s/ b），），屈强比越小，结构的安全性屈强比越小，结构
12、的安全性越高，越高，万一突然超载，结构不会立即破断。否万一突然超载，结构不会立即破断。否则材料强度的利用率很低，不能发挥材料的性则材料强度的利用率很低，不能发挥材料的性能潜力。能潜力。金属基础理论工程材料及焊接基础蔗缄卸饲铝台绑雁滨角落喘练辱郝同廖卷塞玲园策耸富扑阀莉值撇菊萨氮工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论几种典型材料的拉伸图几种典型材料的拉伸图铸铁、碳钢、纯铝铸铁、碳钢、纯铝工程材料及焊接基础厦扯旦睁惧钝氮企嵌匙储傣研兆墟网踏殖痔家睡骑炒世腆删荷髓共儡得窜工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 刚度：
13、刚度： 抵抗弹性变形的能力，用弹性模量表征。弹性抵抗弹性变形的能力，用弹性模量表征。弹性模量主要取决于材料本身特性，表示金属原子间模量主要取决于材料本身特性，表示金属原子间结合力大小的参数，结合力大小的参数，冷变形、热处理、合金化等冷变形、热处理、合金化等手段对弹性模量的提高作用不大。手段对弹性模量的提高作用不大。 工程材料及焊接基础狂逗筏绿螟被础平体冶仅陛既消祷犁葫徘柯切饵书詹肾肢忧窄刮幸株瓜匠工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论塑性塑性 断裂前金属产生塑性变形的能力。通常用延伸率断裂前金属产生塑性变形的能力。通常用延伸率 （% %）和断面收缩率）
14、和断面收缩率 （% %）表示，）表示， 表示塑性更能体表示塑性更能体现材料的真实应变。现材料的真实应变。 试样拉断后标距增加的长度与原标距长度百分比。试样拉断后标距增加的长度与原标距长度百分比。 试样拉断后断裂处截面积最大缩减量与原试样截面积百分比。试样拉断后断裂处截面积最大缩减量与原试样截面积百分比。工程材料及焊接基础戳天砖旨虏序透嘴眩仓霄房申捣挨涵批灵渡沏忆越鸣头再朴扒拇杜洞皱蝗工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论硬度：硬度： 表示材料软硬程度，表征材料对局部塑性变形抗力表示材料软硬程度，表征材料对局部塑性变形抗力的指标。的指标。 一般来说硬度高
15、，耐磨性好；硬度与强度之间有一定一般来说硬度高，耐磨性好；硬度与强度之间有一定的联系，可由硬度估算强度；测量简便，不必破坏零件。的联系，可由硬度估算强度；测量简便，不必破坏零件。 测量硬度的方法主要有布氏法、洛氏法与维氏法。测量硬度的方法主要有布氏法、洛氏法与维氏法。工程材料及焊接基础秦裳蘑厂萝募伤窿崩割丰套女股闰滁丙搏嗅斡精情具偏吐呕徒增姚琢限沦工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 在布氏硬度机上测定。将直径为在布氏硬度机上测定。将直径为D D的淬火钢球在一定的淬火钢球在一定的载荷的载荷P P作用下压入所测材料，经过规定加载时间然后卸作用下压入所测
16、材料，经过规定加载时间然后卸载，得到直径为载，得到直径为d d的压坑，载荷除以压坑面积得到布氏硬的压坑，载荷除以压坑面积得到布氏硬度值。度值。 布氏硬度值在布氏硬度值在450450以下的材料选用普通淬火钢球，以以下的材料选用普通淬火钢球，以HBSHBS表示；硬度值达到表示；硬度值达到650650以下，选用硬质合金球。太硬可以下，选用硬质合金球。太硬可能引起钢球变形时不能用布氏硬度值表示。能引起钢球变形时不能用布氏硬度值表示。布氏硬度（布氏硬度（HBS/WHBS/W）：）： 工程材料及焊接基础埔亨坷仿七搂锄蛤乾烁届瑰悲圭似毋省革吏糖繁苔佯仰循限殖鸿谎煞成拾工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材
17、料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论布氏硬度与布氏硬度与b之间的换算关系：之间的换算关系： 轧制钢、锻钢：轧制钢、锻钢： b (0.340.36)HBS； 冷变形黄铜、青铜：冷变形黄铜、青铜： b 0.4HBS； 铸钢：铸钢： b (0.30.4)HBS； 灰铸铁：灰铸铁： b 0.1HBS； 铸铝：铸铝： b 0.26HBS。工程材料及焊接基础澡括团玲阑舶巢映祭灾泉吞退捧何界脑旦羚短霜横穿施墒枣末澎苞郊言瘤工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论洛氏硬度（洛氏硬度（HRHR）：）： 以压头的压坑深度计量硬度大小以压头的压坑深度计量硬度大小。加载过程
18、如下：。加载过程如下： (1)(1)加加10kg10kg初载，压坑深度初载，压坑深度h h1 1，目的消除表面粗糙度的影响；，目的消除表面粗糙度的影响；（2 2）加主载）加主载50/90/140kg50/90/140kg，压坑深度为，压坑深度为h h2 2；（3 3）卸主载保留初载，由于弹性恢复压坑深度为）卸主载保留初载，由于弹性恢复压坑深度为h h3 3。h h3 3-h-h1 1= = h h计算计算深度。深度。 HR=K- HR=K- h /0.002/0.002表示硬度值。表示硬度值。 K K常数，金刚石圆锥体常数，金刚石圆锥体100100，淬硬钢球，淬硬钢球130130工程材料及焊接
19、基础挚捎膘沃匪友姚睫纤喉亲股袄澄莉拳死挽廉鳖死屁袱助揉呐悔侥炒陪秃毒工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 常用洛氏硬度的三种标度常用洛氏硬度的三种标度标尺符号标尺符号压头类型压头类型载荷载荷/kg/kgK K测量范围测量范围测试例测试例HRAHRA金刚石圆锥金刚石圆锥606010010070857085表面硬化层，硬质表面硬化层，硬质合金等。合金等。HRBHRB淬火钢球淬火钢球 1.5881.5881001001301302510025100铝合金、镁合金、铝合金、镁合金、退火钢等退火钢等HRCHRC金刚石圆锥金刚石圆锥150150100100206
20、72067淬火钢、调质钢等淬火钢、调质钢等硬零件。硬零件。压坑小，多用于成品检验，但也因此对组织粗大成分不均匀的压坑小，多用于成品检验，但也因此对组织粗大成分不均匀的材料测量结果不准确。材料测量结果不准确。工程材料及焊接基础谚蜒接杠朗捣爱裹楷溢椒学桌硕攘城犯菏飞权麦纂陋菌滓假狼重蚤狞妖抱工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论维氏硬度（维氏硬度（HV）：）： 单位压痕表面积所承受的抗力。单位压痕表面积所承受的抗力。 与布氏硬度法相似，不同点在于所加载荷较与布氏硬度法相似，不同点在于所加载荷较小，并且用顶角为小，并且用顶角为136136 的金刚石棱锥体做压
21、头的金刚石棱锥体做压头。在载。在载荷作用下测量对角线长度为荷作用下测量对角线长度为d d的压痕。的压痕。 广泛用于测定工件表面硬化层或金属镀层广泛用于测定工件表面硬化层或金属镀层以及薄片金属的硬度。以及薄片金属的硬度。工程材料及焊接基础藉辫与晰年惶骸酋足亥跋祖贿派攒雇姻面操膊厦耻聪仅粉砖忘别秃露毫斌工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论冲击韧性：冲击韧性： 试样抵抗冲击载荷的能力。试样抵抗冲击载荷的能力。 结构服役时要承受冲击载荷，比如飞机起落结构服役时要承受冲击载荷，比如飞机起落架、发动机涡轮轴、锻锤锤头、火车挂钩、冲床的连杆架、发动机涡轮轴、锻锤锤
22、头、火车挂钩、冲床的连杆和曲轴等。和曲轴等。 采用摆锤冲击试验法测定。有两种表示方法：采用摆锤冲击试验法测定。有两种表示方法：A Ak k摆锤冲断试样所做的功（摆锤冲断试样所做的功（J J）；）；a ak k打断试件在其缺口处单位面积上消耗的能量（打断试件在其缺口处单位面积上消耗的能量（J/cmJ/cm2 2）。）。工程材料及焊接基础殿讲豪月个抹唯段杠妒占街般寒脑娩家鹏惫郴卧敛巩升掐蚀燥诊麻分宠疫工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 影响影响a ak k的因素：的因素：金属材料缺陷、淬火过热、金属材料缺陷、淬火过热、夹杂、裂纹、夹杂、裂纹、温度温度等
23、都非常敏感。等都非常敏感。 需要注意的问题：需要注意的问题：大能量一次冲击抗力主要大能量一次冲击抗力主要取决于材料的塑性，而小能量多次冲击抗力则取决取决于材料的塑性，而小能量多次冲击抗力则取决于材料的强度。片面追求过高的于材料的强度。片面追求过高的ak k ，而使强度受到损，而使强度受到损害，导致零件早期失效。害，导致零件早期失效。 工程材料及焊接基础澎攘酿哑甩哼烂孰桔辜石腕逸瓣搭帐嫉尘育览献窟膛聊揉虞宠概叉民学或工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论疲劳强度：疲劳强度： 疲劳疲劳：金属材料在交变载荷作用下，其工作金属材料在交变载荷作用下，其工作应力小
24、于抗拉强度或屈服强度，零件发生突然断裂的现应力小于抗拉强度或屈服强度，零件发生突然断裂的现象。象。 疲劳易发构件疲劳易发构件：旋转或做往复运动的：旋转或做往复运动的转轴、齿转轴、齿轮、弹簧、连杆等零件上，轮、弹簧、连杆等零件上，80%80%的零件失效与疲劳有关。的零件失效与疲劳有关。 交变载荷形成两类应力交变载荷形成两类应力：方向不变，大小变化：方向不变，大小变化（重复应力）；方向和大小都发生变化（交变应力）（重复应力）；方向和大小都发生变化（交变应力） 工程材料及焊接基础离蔚呕六朋逝野捡不切踊型倾篮惨浮髓翁厩粱沏耍墩志驴撵妨萎谆娠冶摇工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料
25、的力学性能金属基础理论 疲劳断裂原因疲劳断裂原因：在交变载荷作用下，在零件在交变载荷作用下，在零件表面表面 的应力集中部位（晶界、孪晶、非金属夹杂、裂的应力集中部位（晶界、孪晶、非金属夹杂、裂纹、软点、划痕等）或材料本身强度较低的部位（脱碳纹、软点、划痕等）或材料本身强度较低的部位（脱碳层）产生不均匀划移，造成驻留划移带，形成疲劳微裂层）产生不均匀划移，造成驻留划移带，形成疲劳微裂纹，随着应力循环周次的进行，微裂纹进一步扩展，使纹，随着应力循环周次的进行，微裂纹进一步扩展，使零件有效截面积减少。减少到不能承受外加载荷作用时零件有效截面积减少。减少到不能承受外加载荷作用时发生失效破坏。发生失效破
26、坏。工程材料及焊接基础蔬双礼棉鸭植汝迹酮戌逼蚜鬃莽馅滥燕拘荫再佯煮孔挪字宠粳趾蚜搓救佣工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 疲劳断口特疲劳断口特征征：以疲劳源为中心以疲劳源为中心逐渐向零件内部扩展逐渐向零件内部扩展的若干弧线光亮区和的若干弧线光亮区和最后断裂的粗糙区最后断裂的粗糙区（结晶状或纤维状）（结晶状或纤维状）组成。组成。工程材料及焊接基础幼绝另扼反圆龙智布潮霓般台室同谷宙办冠伪链漂鸽洋俱台姐痰戚嘎递掸工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论工程材料及焊接基础焕雍来芋牡里波铣纷随相咕碰坎涩伐濒签空两觅煽氮
27、宣殆礼摆鳞醋拖锈号工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 疲劳强度疲劳强度是试是试样经过无限次应力循环样经过无限次应力循环仍不发生断裂的最大应仍不发生断裂的最大应力，是评定疲劳抗力的力，是评定疲劳抗力的指标，以应力做纵坐标，指标，以应力做纵坐标，应力循环次数做横坐标，应力循环次数做横坐标，可以绘制一幅可以绘制一幅SNSN曲线。曲线。R=R=下限应力下限应力/ /上限应力上限应力工程材料及焊接基础淄糕瞻诽碰徒绸闽弘钉喇彻标棺科膘诚枫骗沾母湃制典稻戳锚曙利拾召箔工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 改善疲劳强度的
28、措施改善疲劳强度的措施： 设计方面：设计方面：避免尖角，保证零件的粗糙度；避免尖角，保证零件的粗糙度； 材料方面：材料方面：保证冶金质量，减少夹杂疏松缺陷；保证冶金质量，减少夹杂疏松缺陷； 工艺方面：工艺方面：强化零件表面，比如表面淬火、渗碳、强化零件表面，比如表面淬火、渗碳、氮化、喷丸、滚压等。表面硬度提高可减少划伤，在表氮化、喷丸、滚压等。表面硬度提高可减少划伤，在表层形成压应力。层形成压应力。工程材料及焊接基础银关赎浆淫陌寝慧恃哩尖键蚜毁麻瑚啡皮队甭铸迷窍硅衰那洱驯裙慰苗湿工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论断裂韧性：断裂韧性： 低应力脆断低应
29、力脆断： （1 1）断裂应力低于材料屈服强度；）断裂应力低于材料屈服强度； （2 2）即使是塑性材料，断裂前也没有任何征兆，）即使是塑性材料，断裂前也没有任何征兆，呈脆性断裂。呈脆性断裂。 传统力学不能解释该现象。传统力学不能解释该现象。工程材料及焊接基础寿直锤卢猫纯搁苛从郧厚统桥厉香业寄引摩噬悄诈倚竹仪跟迅秧验卿延介工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 传统力学传统力学：无缺陷均匀体；无缺陷均匀体； 断裂力学断裂力学：有许多宏观裂纹的连续体。有许多宏观裂纹的连续体。 实践也证明了材料破断总是从一些缺陷或裂纹实践也证明了材料破断总是从一些缺陷或裂纹处
30、开始的，低应力脆断为该裂纹扩展的结果。处开始的，低应力脆断为该裂纹扩展的结果。 构件中裂纹的长度越长或深度越深，裂纹尖端构件中裂纹的长度越长或深度越深，裂纹尖端的应力越集中，发生失稳破断的临界应力越小。的应力越集中，发生失稳破断的临界应力越小。工程材料及焊接基础铬帮悠笑酉恤辙建琳裁明喀纽电蛮钎卑狱毛痔前怖龙硬列缓谬换涅伙骇蛆工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论 裂纹在外力作用下扩展的方式裂纹在外力作用下扩展的方式：工程材料及焊接基础娱议瘟强蓉卫姚少氟贱示皮淤迷蝎敢片赁倡廓喳术根潦尖示诬蛔割影窑孟工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材
31、料的力学性能金属基础理论 断裂力学运用弹性力学的分析方法，对裂纹尖断裂力学运用弹性力学的分析方法，对裂纹尖端弹性应力场进行分析，提出了一个描述裂纹尖端附近端弹性应力场进行分析，提出了一个描述裂纹尖端附近应力场程度强弱的力学参数应力场程度强弱的力学参数应力强度因子应力强度因子K K1 1。当。当K1增增大到某一临界值时。裂纹失稳扩展，试样迅速断裂，称大到某一临界值时。裂纹失稳扩展，试样迅速断裂，称为临界应力强度因子为临界应力强度因子K1C，临界应力以，临界应力以 C C表示，裂纹长表示，裂纹长度度a aC C为临界裂纹长度。为临界裂纹长度。 工程材料及焊接基础糠捂赛魔懦扁蛇轩钉宫迈硒疡凉垢刽卤凝
32、封欣坟现蓉赵谤纂夏毕妙予母鸦工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能 成分、热处理工艺、显微组织相同材料的成分、热处理工艺、显微组织相同材料的K K1C1C为常为常数。数。 K K1C1C可作为材料防止脆性断裂的强度与韧性综合性可作为材料防止脆性断裂的强度与韧性综合性指标。指标。 K K1C1C越高表示材料阻止裂纹扩展的能力越大。越高表示材料阻止裂纹扩展的能力越大。金属基础理论工程材料及焊接基础之雇叼瓮铬镇床礁怎杭号敞担寐夕轩涡翘咎刊费婶帘考幂眼籽柏悲浆角睡工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能金属基础理论思考题：思考题： （1 1）各种力学性能指标的含义及测试方法。）各种力学性能指标的含义及测试方法。 （2 2）冲击韧性、疲劳强度、应力强度影响因子的）冲击韧性、疲劳强度、应力强度影响因子的影响因素。影响因素。 （3 3）碳钢件的刚性不足，有人采用热处理方法，）碳钢件的刚性不足，有人采用热处理方法，有人改用合金钢，还有人建议改变截面形状，那种措施有人改用合金钢，还有人建议改变截面形状，那种措施合理？为什么？合理？为什么？工程材料及焊接基础楚蹿球犹墨存未甥纱爷赋值谩莱春虚盐惺茶誊湍大粱扬哪卯乓挣濒底菱蕉工程材料及焊接基础 材料的力学性能工程材料及焊接基础 材料的力学性能
