《材料的性能》课件培训讲学

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1、材料的性能是指材料的性质和功能。性质是本身所具有的特材料的性能是指材料的性质和功能。性质是本身所具有的特性或本性；功能是人们对材料的某种期待与要求可以性或本性；功能是人们对材料的某种期待与要求可以(ky)承担的功效，以及承担该功效下的表现或能力。承担的功效，以及承担该功效下的表现或能力。第一章 材料(cilio)的性能力学性能力学性能物理性能物理性能化学化学(huxu)性能性能工艺性能工艺性能使用性能使用性能第一页，共36页。1、力学性能：在外力或能量、力学性能：在外力或能量(nngling)作用下表现出来的作用下表现出来的变形和破坏的特征。变形和破坏的特征。 通常把作用通常把作用(zuyng

2、)(zuyng)在材料上的外力或能量称为在材料上的外力或能量称为载荷或负荷。对结构零件，力学性能是工程设计的重要载荷或负荷。对结构零件，力学性能是工程设计的重要依据。依据。材料的常用力学性能指标有：材料的常用力学性能指标有：静载时材料的力学性能：静载时材料的力学性能： 弹性，强度，塑性弹性，强度，塑性(sxng)，硬度，硬度动载时材料的力学性能：动载时材料的力学性能： 冲击韧性冲击韧性 疲劳特性疲劳特性 耐磨性耐磨性高、低温下的力学性能：高温高、低温下的力学性能：高温蠕变，低温蠕变，低温脆性脆性断裂断裂载荷大小不变或变化缓慢载荷大小不变或变化缓慢由于运动而产生的作用在构件上的作用力。由于运动而

3、产生的作用在构件上的作用力。第二页，共36页。静力拉伸静力拉伸(l shn)试验试验万能万能(wnnng)材料试验机材料试验机第三页，共36页。静力拉伸静力拉伸(l shn)试验试验变形和断裂行为变形和断裂行为变形和断裂行为变形和断裂行为材料在外力作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。材料在外力作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。材料在外力作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。材料在外力作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。外力去除外力去除外力去除外力去除(q ch)(q ch)后能恢复的变形称为弹性变形。后能恢复的变形称为弹性变形。后能恢复的变形称为弹性变形。后能恢复的变形称为弹性变形。外

4、力去除外力去除外力去除外力去除(q ch)(q ch)后不能恢复的变形称为塑性变形。后不能恢复的变形称为塑性变形。后不能恢复的变形称为塑性变形。后不能恢复的变形称为塑性变形。为消除试样几何尺寸为消除试样几何尺寸为消除试样几何尺寸为消除试样几何尺寸对实验结果对实验结果对实验结果对实验结果(ji gu)(ji gu)的影响：的影响：的影响：的影响：第四页，共36页。拉伸拉伸(l shn)试试验验 P :比例极限比例极限 e :弹性极限弹性极限E：弹性模量：弹性模量 s :屈服屈服(qf)强度强度( 0.2) b : 抗拉强度抗拉强度第五页，共36页。弹性(tnxng)和刚性弹性变形：弹性变形：在在

5、OA段，外力卸载后试样恢复到原段，外力卸载后试样恢复到原始长度。通常用弹性极限始长度。通常用弹性极限se表示材表示材料可以承受料可以承受(chngshu)最大弹性变最大弹性变形的应力。形的应力。工程实际中，一般工程实际中，一般(ybn)(ybn)规定以规定以残余应变量为残余应变量为0.01%0.01%时的应力值作时的应力值作为为“条件弹性极限条件弹性极限”。第六页，共36页。弹性(tnxng)和刚性弹性变形：弹性变形：在在OA段为直线，即应力段为直线，即应力(yngl)与应变成正比，变与应变成正比，变化规律服从虎克定律，其极化规律服从虎克定律，其极限应力限应力(yngl)为比例极限为比例极限s

6、p 。第七页，共36页。弹性(tnxng)和刚度刚度：材料受力时抵抗弹刚度：材料受力时抵抗弹性性(tnxng)(tnxng)变形的能力。变形的能力。指标为弹性指标为弹性(tnxng)(tnxng)模量模量E E。取应力应变曲线上的弹。取应力应变曲线上的弹性性(tnxng)(tnxng)变形阶段，变形阶段，实际工件的刚度首先取决于材料的实际工件的刚度首先取决于材料的实际工件的刚度首先取决于材料的实际工件的刚度首先取决于材料的弹性模量（即基体金属的性质），弹性模量（即基体金属的性质），弹性模量（即基体金属的性质），弹性模量（即基体金属的性质），又与该工件的形状和尺寸有关；但又与该工件的形状和尺寸有

7、关；但又与该工件的形状和尺寸有关；但又与该工件的形状和尺寸有关；但是难于通过合金化、热处理、冷热是难于通过合金化、热处理、冷热是难于通过合金化、热处理、冷热是难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变，即加工等方法使之改变，即加工等方法使之改变，即加工等方法使之改变，即E E是结构是结构是结构是结构不敏感不敏感不敏感不敏感(mngn)(mngn)参数。参数。参数。参数。第八页，共36页。强度(qingd)与塑性 强度：在外力作用下抵抗塑性变强度：在外力作用下抵抗塑性变强度：在外力作用下抵抗塑性变强度：在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。形和断裂的能力。形和断裂的能力。形和断裂的能力。(

8、( ( (单位单位单位单位MPa)MPa)MPa)MPa)屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度s ss ss ss s：材料产生屈服（塑性：材料产生屈服（塑性：材料产生屈服（塑性：材料产生屈服（塑性变形）时的最小应力变形）时的最小应力变形）时的最小应力变形）时的最小应力(yngl)(yngl)(yngl)(yngl)，表，表，表，表示材料抵抗塑性变形的能力。示材料抵抗塑性变形的能力。示材料抵抗塑性变形的能力。示材料抵抗塑性变形的能力。 条件屈服强度条件屈服强度条件屈服强度条件屈服强度s0. 2s0. 2s0. 2s0. 2：对于无明：对于无明：对于无明：对于无明显屈服现象显屈服现象显屈服现象显屈服

9、现象(xinxing)(xinxing)(xinxing)(xinxing)的材料，的材料，的材料，的材料，规定以残余应变量达到规定以残余应变量达到规定以残余应变量达到规定以残余应变量达到0.2%0.2%0.2%0.2%时的时的时的时的应力值作为屈服强度。应力值作为屈服强度。应力值作为屈服强度。应力值作为屈服强度。第九页，共36页。强度(qingd)与塑性 抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度s bs bs bs b：材料能承受：材料能承受：材料能承受：材料能承受(chngshu)(chngshu)(chngshu)(chngshu)的最大拉应力，表示的最大拉应力，表示的最大拉应力，表示的最大拉应

10、力，表示材料抵抗破断的能力。材料抵抗破断的能力。材料抵抗破断的能力。材料抵抗破断的能力。抗拉强度又称为强度极限，是零抗拉强度又称为强度极限，是零抗拉强度又称为强度极限，是零抗拉强度又称为强度极限，是零件因断裂而失效的主要设计和选件因断裂而失效的主要设计和选件因断裂而失效的主要设计和选件因断裂而失效的主要设计和选材依据之一。与弹性材依据之一。与弹性材依据之一。与弹性材依据之一。与弹性(tnxng)(tnxng)(tnxng)(tnxng)极极极极限和屈服强度相比，抗拉强度具限和屈服强度相比，抗拉强度具限和屈服强度相比，抗拉强度具限和屈服强度相比，抗拉强度具有易于测定的优点，得到广泛应有易于测定的

11、优点，得到广泛应有易于测定的优点，得到广泛应有易于测定的优点，得到广泛应用。用。用。用。第十页，共36页。强度强度(qingd)与塑性与塑性 塑性：金属材料在外力作塑性：金属材料在外力作用用(wi l zu yn)(wi l zu yn)下发下发生永久变形而不断裂的能生永久变形而不断裂的能力。力。断面收缩率是试样断面收缩率是试样(sh (sh yn)yn)被拉断后截面积的相对被拉断后截面积的相对收缩量。收缩量。第十一页，共36页。强度强度(qingd)与塑性与塑性塑性指标的工程意义：塑性指标的工程意义：一般不直接用于机械设计计一般不直接用于机械设计计算；算；当零件遭受意外过载或冲击当零件遭受意

12、外过载或冲击时，通过塑性变形和应变时，通过塑性变形和应变强化可避免突然断裂；强化可避免突然断裂；零件因存在台阶、沟槽及表零件因存在台阶、沟槽及表面粗糙时，通过塑性变形面粗糙时，通过塑性变形可缓和应力集中的作用，可缓和应力集中的作用，防止防止(fngzh)(fngzh)破坏；破坏；保证某些成形工艺和修复工保证某些成形工艺和修复工艺的顺利进行；艺的顺利进行；对金属材料能反映材料冶金对金属材料能反映材料冶金质量的好坏。质量的好坏。第十二页，共36页。 硬度：硬度： 材料抵抗外物压入能力，硬度测量简便快材料抵抗外物压入能力，硬度测量简便快速，不破坏零件，硬度与强度间存在一定关系，速，不破坏零件，硬度与

13、强度间存在一定关系，可用硬度来估计强度，硬度测量应用很广泛。可用硬度来估计强度，硬度测量应用很广泛。压入法（常用）压入法（常用） 布氏硬度布氏硬度 ： HBW；（单位；（单位(dnwi) N/mm2 ,习惯习惯不写不写) 洛氏硬度洛氏硬度 ：HRA、HRB、 HRC；（无单位；（无单位(dnwi)） 维氏硬度：维氏硬度： HV。（单位。（单位(dnwi)N/mm2 ,习惯不写习惯不写)刻划法：莫氏硬度刻划法：莫氏硬度第十三页，共36页。硬度反映硬度反映(fnyng)(fnyng)材料抵抗局部塑性变形的能力，材料抵抗局部塑性变形的能力，是衡量材料软硬程度的指标，也是表征材料性能的一是衡量材料软硬

14、程度的指标，也是表征材料性能的一个综合参量。个综合参量。莫氏硬度莫氏硬度(yngd)(yngd)：刻划法硬度：刻划法硬度(yngd)(yngd)，适用，适用于陶瓷和矿物。于陶瓷和矿物。材料名称材料名称硬度级别硬度级别滑石滑石1石膏石膏2萤石萤石4钠长石钠长石6黄玉黄玉8刚玉刚玉9金刚石金刚石10第十四页，共36页。布氏硬度：应用布氏硬度：应用(yngyng)(yngyng)最久、最久、最广泛最广泛用直径用直径(zhjng)D硬质合金球在力硬质合金球在力P的作用下压在试样上的作用下压在试样上一定时间，压痕直径一定时间，压痕直径(zhjng)为为d。适用于较软的塑性。适用于较软的塑性材料。材料。优

15、点优点(yudin)(yudin)：压痕面积大，测量结果误差小。：压痕面积大，测量结果误差小。缺点：不适宜成品零件即薄而小的零件。缺点：不适宜成品零件即薄而小的零件。布氏硬度值的表示方法布氏硬度值的表示方法：硬度值硬度值HBW球直径球直径mm试验力数值试验力数值 (单位单位kgf)与规定时间与规定时间(10-15s)不同的试验力保持时间不同的试验力保持时间如：如：350HBW5/750,600HBW1/30/20第十五页，共36页。洛氏硬度：洛氏硬度： 用将标准压头用规定压力用将标准压头用规定压力压入被测材料表面，根据压入被测材料表面，根据压痕深度压痕深度(shnd)h来确定来确定硬度值。硬度

16、值。洛氏硬度测试洛氏硬度测试洛氏硬度测试洛氏硬度测试(csh)(csh)示意图示意图示意图示意图洛氏硬度值的表示洛氏硬度值的表示(biosh)方方法：法：硬度值硬度值(从硬度计上直接读出从硬度计上直接读出)HRA、HRB或或HRC如：如：60HRC,75HRA常用洛氏硬度因所用压头和载荷常用洛氏硬度因所用压头和载荷不同又分为：不同又分为：HRC、HRB、HRA三种，其中三种，其中HRC应用最应用最广泛。广泛。第十六页，共36页。优点优点优点优点(yudin)(yudin)：操作迅速简便，效率高，适用于大量生产中的成：操作迅速简便，效率高，适用于大量生产中的成：操作迅速简便，效率高，适用于大量生

17、产中的成：操作迅速简便，效率高，适用于大量生产中的成品检验；压痕很小，几乎不损伤工件表面，可对工件直接进行检验。品检验；压痕很小，几乎不损伤工件表面，可对工件直接进行检验。品检验；压痕很小，几乎不损伤工件表面，可对工件直接进行检验。品检验；压痕很小，几乎不损伤工件表面，可对工件直接进行检验。缺点：压痕小，数据分散度较大，代表性、重复性差；不同标尺测缺点：压痕小，数据分散度较大，代表性、重复性差；不同标尺测缺点：压痕小，数据分散度较大，代表性、重复性差；不同标尺测缺点：压痕小，数据分散度较大，代表性、重复性差；不同标尺测得的硬度值不能直接进行比较。得的硬度值不能直接进行比较。得的硬度值不能直接进

18、行比较。得的硬度值不能直接进行比较。第十七页，共36页。 测量原理与布氏硬度法相似，用压痕单位面测量原理与布氏硬度法相似，用压痕单位面积上承受的力作为材料硬度的度量。但采用对积上承受的力作为材料硬度的度量。但采用对面夹角面夹角136度四棱锥金刚石压头度四棱锥金刚石压头(y tu)，在力，在力P作用下压入材料，力的大小从作用下压入材料，力的大小从980N、490N 到到0.192N不等。不等。维氏硬度：维氏硬度：维氏硬度值的表示方法维氏硬度值的表示方法(fngf)：硬度值硬度值HV试验力数值试验力数值(kgf)与规定时间与规定时间(10-15s)不同不同的试验力保持时间的试验力保持时间如：如：6

19、40HV/30/20,600HBW1/30/20优点：具有前两种测试方法的优点，负荷大小可任优点：具有前两种测试方法的优点，负荷大小可任意选择，适合各种软、硬不同的测量，特别适用于意选择，适合各种软、硬不同的测量，特别适用于测量薄工件、表层或微区。测量薄工件、表层或微区。缺点：需测量四方锥形的对角线后才能得到缺点：需测量四方锥形的对角线后才能得到(d (d do)do)硬度值，效率低。硬度值，效率低。第十八页，共36页。 实际上是小载荷的维氏硬度试验实际上是小载荷的维氏硬度试验(shyn)，载荷在，载荷在1000g以下，压痕对角线以下，压痕对角线长度以长度以mm计，符号同样用计，符号同样用HV

20、表示，用于表示，用于测量微区硬度（如单个晶粒、夹杂物、某测量微区硬度（如单个晶粒、夹杂物、某种相组成等）的测试。种相组成等）的测试。显微显微(xin (xin wi)wi)硬度：硬度：第十九页，共36页。利用笔形里氏硬度计中的冲击装置，对被测部位施加冲击力后，利用笔形里氏硬度计中的冲击装置，对被测部位施加冲击力后，得到得到(d do)硬度值。硬度值定义为冲击体回弹速度硬度值。硬度值定义为冲击体回弹速度vR与冲击速与冲击速度度vA之比乘以之比乘以1000。里氏硬度：里氏硬度：里氏硬度里氏硬度(yngd)值的表示方法：值的表示方法：硬度硬度(yngd)值值HL冲击装置型号冲击装置型号(D、DC、G

21、、C)如：如：700HLD优点：小型、便携，对被测件损伤极小，测量范围大，可与压入法试验优点：小型、便携，对被测件损伤极小，测量范围大，可与压入法试验（布氏、洛氏、维氏）硬度值通过对比曲线进行（布氏、洛氏、维氏）硬度值通过对比曲线进行(jnxng)(jnxng)相互换算。相互换算。缺点：物理意义不够明确。缺点：物理意义不够明确。第二十页，共36页。布氏硬度布氏硬度计计洛氏硬度洛氏硬度计计维氏硬度维氏硬度计计金相显微金相显微镜镜里氏硬度计里氏硬度计Brinell Hardness TesterRockwell ApparatusVickers Hardness TesterMetalloscop

22、eRichter Hardness Tester 第二十一页，共36页。冲击韧性冲击韧性是材料在冲击载荷作用冲击韧性是材料在冲击载荷作用(zuyng)(zuyng)下抵抗变形下抵抗变形和断裂的能力。常用一次摆锤冲击试验测定。和断裂的能力。常用一次摆锤冲击试验测定。试样试样(sh (sh yn)yn)尺寸尺寸试验试验(shyn)(shyn)方法方法第二十二页，共36页。冲击韧性冲击韧性冲击韧性aKaK值：以带缺口标准试样快速冲断时，单位值：以带缺口标准试样快速冲断时，单位横截面积吸收的冲击功表示，单位横截面积吸收的冲击功表示，单位J/cm2J/cm2。冲击韧性是。冲击韧性是材料强度和塑性综合材料

23、强度和塑性综合(zngh)(zngh)作用的结果。作用的结果。冲击韧性的工程意义：冲击韧性的工程意义：反映材料的冶金质量和热加工产品的质量；反映材料的冶金质量和热加工产品的质量；结合断口分析，可揭示气孔、夹杂、偏析等冶金缺陷，检查过结合断口分析，可揭示气孔、夹杂、偏析等冶金缺陷，检查过热、过烧、回火脆性等锻造或热处理缺陷；热、过烧、回火脆性等锻造或热处理缺陷；根据根据AKAKT T曲线曲线(qxin)(qxin)，可确定材料的韧脆转变温度；，可确定材料的韧脆转变温度；可评定材料对大能量冲击破坏的缺口敏感性。可评定材料对大能量冲击破坏的缺口敏感性。第二十三页，共36页。疲劳强度机械零件的断裂失效

24、中，机械零件的断裂失效中，8080以上属于疲劳断裂。材料受交变以上属于疲劳断裂。材料受交变(jio bin)(jio bin)载荷作用时，即使工作应力低于抗拉强度，甚至载荷作用时，即使工作应力低于抗拉强度，甚至低于屈服强度，但经一定循环周次后，会在没有明显的宏观塑低于屈服强度，但经一定循环周次后，会在没有明显的宏观塑性变形和预兆情况下，突然发生的脆性断裂，这种现象称为材性变形和预兆情况下，突然发生的脆性断裂，这种现象称为材料疲劳断裂。疲劳断裂是损伤的积累过程，包括疲劳裂纹的产料疲劳断裂。疲劳断裂是损伤的积累过程，包括疲劳裂纹的产生、扩展、瞬间断裂三各阶段。生、扩展、瞬间断裂三各阶段。交变载荷示

25、意图（载荷大小交变载荷示意图（载荷大小交变载荷示意图（载荷大小交变载荷示意图（载荷大小(dxi(dxi(dxi(dxio)o)o)o)、方向随时间呈周期性循环变化）方向随时间呈周期性循环变化）方向随时间呈周期性循环变化）方向随时间呈周期性循环变化）疲劳断裂的原因，一般认疲劳断裂的原因，一般认疲劳断裂的原因，一般认疲劳断裂的原因，一般认为是由于材料表面与内部为是由于材料表面与内部为是由于材料表面与内部为是由于材料表面与内部的缺陷的缺陷的缺陷的缺陷( ( ( (夹杂、划痕、尖角夹杂、划痕、尖角夹杂、划痕、尖角夹杂、划痕、尖角等等等等) ) ) )，造成局部应力，造成局部应力，造成局部应力，造成局部

26、应力(yngl)(yngl)(yngl)(yngl)集中，形成微裂集中，形成微裂集中，形成微裂集中，形成微裂纹。纹。纹。纹。第二十四页，共36页。疲劳强度疲劳强度：表示疲劳强度：表示(biosh)(biosh)材料经受无限多次循环而不材料经受无限多次循环而不断裂的最大应力。断裂的最大应力。对于对称应力循环条件，绘对于对称应力循环条件，绘制疲劳曲线制疲劳曲线(s-1-N)(s-1-N)，对于，对于钢铁材料，当应力降到某值钢铁材料，当应力降到某值后，疲劳曲线趋于水平直线，后，疲劳曲线趋于水平直线，此直线对应的应力即为疲劳此直线对应的应力即为疲劳强度强度/ /极限。极限。对多数有色金属和聚合物，对多

27、数有色金属和聚合物，疲劳曲线上没有水平部分，疲劳曲线上没有水平部分，工程上规定以工程上规定以108108次应力循次应力循环对应的应力作为条件疲劳环对应的应力作为条件疲劳极限。极限。应力大小和循环应力大小和循环应力大小和循环应力大小和循环(xnhun)(xnhun)次数有关次数有关次数有关次数有关第二十五页，共36页。断裂韧性断裂韧性是材料中存在缺陷时，材料抵抗低应力脆断断裂韧性是材料中存在缺陷时，材料抵抗低应力脆断( (低于屈服强度时发生的脆性断裂低于屈服强度时发生的脆性断裂) )的能力。的能力。大型构件不可避免存在各种缺陷大型构件不可避免存在各种缺陷( (冶金缺陷、加工和使冶金缺陷、加工和使

28、用过程中产生的裂纹用过程中产生的裂纹) )，在外力作用下，裂纹发生扩展，在外力作用下，裂纹发生扩展，当裂纹长度超过当裂纹长度超过(chogu)(chogu)临界尺寸时，迅速失稳扩展，临界尺寸时，迅速失稳扩展，导致低应力脆断。导致低应力脆断。 第二十六页，共36页。断裂韧性断裂韧性指标为断裂韧性指标为KICKIC，又称临界，又称临界(ln ji)(ln ji)应力强度因子，有应力强度因子，有专门的测定方法。为防止低应力脆断，工程应用要求：专门的测定方法。为防止低应力脆断，工程应用要求：Y 裂纹形状系数裂纹形状系数(xsh)，a 裂纹长度的一裂纹长度的一半。半。KI 表示裂纹尖端表示裂纹尖端(存在

29、应力集中存在应力集中)附近的实际应力值。与裂附近的实际应力值。与裂纹形状有关，随外力纹形状有关，随外力(wil)和裂纹长度增大而增大，当和裂纹长度增大而增大，当KI 值大到某一数值时，可使裂纹失去稳定而迅速扩展，材值大到某一数值时，可使裂纹失去稳定而迅速扩展，材料处于临界脆断状态。料处于临界脆断状态。其中其中其中其中应力强度因子应力强度因子应力强度因子应力强度因子第二十七页，共36页。耐磨性一个零件相对另一零件有摩擦运动而造成接触面的尺寸一个零件相对另一零件有摩擦运动而造成接触面的尺寸(ch cun)(ch cun)变化、质量损失现象称为磨损。根据磨损机理不变化、质量损失现象称为磨损。根据磨损

30、机理不同，主要分为氧化磨损、粘着磨损同，主要分为氧化磨损、粘着磨损( (分子作用力分子作用力) ) 、磨粒磨、磨粒磨损损( (切削切削) )和接触疲劳磨损。和接触疲劳磨损。磨损的后果可能磨损的后果可能(knng)(knng)因零件尺寸变化，轻则降低因零件尺寸变化，轻则降低传动质量，影响部件的使用性能；重则因尺寸变小造传动质量，影响部件的使用性能；重则因尺寸变小造成零件断裂。成零件断裂。耐磨性耐磨性e e：材料：材料(cilio)(cilio)抵抗磨损的能力。常用评定指标：抵抗磨损的能力。常用评定指标：磨损率磨损率w w和相对耐磨性和相对耐磨性e e相。相。第二十八页，共36页。耐磨性是无量钢量

31、，可避免在磨损过程中参数是无量钢量，可避免在磨损过程中参数(cnsh)(cnsh)变化及测量所造成的系统误差。变化及测量所造成的系统误差。磨损率磨损率磨损率磨损率w w w w 是材料在单位时间或单位运动距是材料在单位时间或单位运动距是材料在单位时间或单位运动距是材料在单位时间或单位运动距离内所产生离内所产生离内所产生离内所产生(ch(ch(ch(ch nhnhnhnh ng)ng)ng)ng)的磨损质量。的磨损质量。的磨损质量。的磨损质量。测定方法让两试样测定方法让两试样(sh yn)(sh yn)组成摩擦副，在设定条件组成摩擦副，在设定条件( (力、润滑剂力、润滑剂) )进行一定时间的摩擦

32、运动后，测定试样进行一定时间的摩擦运动后，测定试样(sh yn)(sh yn)的尺寸减小值的尺寸减小值/ /质量的损失值质量的损失值/ /摩擦表面外观摩擦表面外观形貌来比较不同材料的耐磨性形貌来比较不同材料的耐磨性e e。提高耐磨性的措施提高耐磨性的措施：降低材料的摩擦系数，提高摩擦副表：降低材料的摩擦系数，提高摩擦副表面的硬度。面的硬度。第二十九页，共36页。密度密度(md)(md)与比容与比容导热性导热性 热膨胀系数热膨胀系数(png zhng (png zhng xsh)xsh)单位体积单位体积(tj)物质的质量物质的质量 Kg/M3单位质量的物质所占的体积单位质量的物质所占的体积(tj

33、) M3/Kg物体内温度梯度为物体内温度梯度为1 1/M时，在单位时间、单位面时，在单位时间、单位面积内传递的热量积内传递的热量 W/(MK) 温度上升温度上升11时，单位长度的伸长量时，单位长度的伸长量 mm/( mm)或或-1 2、物理性能：材料本身的具有各种物理量、物理性能：材料本身的具有各种物理量 (热、电、热、电、光、磁等光、磁等) 以及环境变化时他们的变化程度。以及环境变化时他们的变化程度。熔点熔点 物质由固态转变为液态的温度，反映固态下原子间结物质由固态转变为液态的温度，反映固态下原子间结合力。合力。第三十页，共36页。电阻电阻(dinz)(dinz)与与电导电导电阻电阻(din

34、z)(dinz)温度系数温度系数导磁率导磁率电阻率电阻率为单位长度和单位截面积导体的电阻。单为单位长度和单位截面积导体的电阻。单位是位是M，其倒数，其倒数(do sh)称为电导率称为电导率 S/M温度上升温度上升11时，时，电阻率电阻率 的变化系数，的变化系数，单位单位-1 电子导电的特点是温度升高，电阻率上升；离子导电是热电子导电的特点是温度升高，电阻率上升；离子导电是热激活过程，温度升高，电阻率下降。激活过程，温度升高，电阻率下降。超导现象超导现象是材料在很低温度下，电阻突然从某个值降为零的特征。是材料在很低温度下，电阻突然从某个值降为零的特征。每种材料有自己的转变温度，某些化合物的转变温

35、度达到每种材料有自己的转变温度，某些化合物的转变温度达到100K100K以以上。上。是铁合金、化合物是铁合金、化合物(铁氧体铁氧体)特有性能。特有性能。物理性能物理性能物理性能物理性能第三十一页，共36页。 工程材料主要考虑其耐腐蚀性，电化学材料有的考察(koch)电极电位、储能密度等。材料由于周围环境介质侵蚀而造成的损伤和破坏均称为腐蚀。材料由于周围环境介质侵蚀而造成的损伤和破坏均称为腐蚀。发生腐蚀的化学过程有化学腐蚀发生腐蚀的化学过程有化学腐蚀( (氧化氧化) )、电化学腐蚀和应力、电化学腐蚀和应力腐蚀等不同形式。腐蚀速度与材料、介质、温度、应力、辐腐蚀等不同形式。腐蚀速度与材料、介质、温

36、度、应力、辐照照因素有关。腐蚀不仅影响零件因素有关。腐蚀不仅影响零件(ln jin)(ln jin)表面质量，表面质量，并且可以造成零件并且可以造成零件(ln jin)(ln jin)早期损坏，防腐设计应考虑早期损坏，防腐设计应考虑材料的选择和防腐措施相结合。材料的选择和防腐措施相结合。3、化学性能：反映材料与各种化学试剂发生、化学性能：反映材料与各种化学试剂发生(fshng)化学反应的可能性和反应速度大小的相关化学反应的可能性和反应速度大小的相关参数。参数。第三十二页，共36页。4 4、工艺性能是材料力学、工艺性能是材料力学(ci lio l xu)(ci lio l xu)、物理、物理、化

37、学性能的综合表现。主要反映材料生产或零部件化学性能的综合表现。主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。加工过程的可能性或难易程度。1）材料可生产性：得到）材料可生产性：得到(d do)材料可能性和制备方法。材料可能性和制备方法。2）铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔）铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得后冷却凝固，获得(hud)零件的方法。零件的方法。流动性：充满型腔能力流动性：充满型腔能力收缩率：缩孔数量的多少和分布特征收缩率：缩孔数量的多少和分布特征偏析倾向：材料成分的均匀性偏析倾向：材料成分的均匀性第三十三页，共36页。3）锻造性：材料进行压

38、力）锻造性：材料进行压力(yl)加工加工(锻造、压延、轧锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量。的可能性或难易程度的度量。4）焊接性：利用部分熔体，将两块材料）焊接性：利用部分熔体，将两块材料(cilio)连接连接在一起。在一起。塑性变形能力：材料塑性变形能力：材料(cilio)不破坏的前提下的最不破坏的前提下的最大变形量。大变形量。塑性变形抗力：发生塑性变形所需要的最小外力。塑性变形抗力：发生塑性变形所需要的最小外力。连接能力：连接能力：焊接接头部位强度与母材的差别程度。焊接接头部位强度与母材的差别程度。焊接缺陷：焊接缺陷：焊接处出现气孔、裂纹可能性的大小或

39、母材变形程焊接处出现气孔、裂纹可能性的大小或母材变形程度。度。第三十四页，共36页。5. 切削加工性：材料进行切削加工的难易程度。它与材料切削加工性：材料进行切削加工的难易程度。它与材料的种类的种类(zhngli)、成分、硬度、韧性、导热性等有关。、成分、硬度、韧性、导热性等有关。6. 热处理性能：可以实施的热处理方法和材料热处理性能：可以实施的热处理方法和材料(cilio)在热在热处理时性能改变的程度。处理时性能改变的程度。切削切削(qixio)抗力抗力加工表面质量加工表面质量排屑难易程度排屑难易程度切削切削(qixio)刀具的使用寿命刀具的使用寿命随着科技进步的发展，对材料工艺性能的评价标准也在不断随着科技进步的发展，对材料工艺性能的评价标准也在不断发展和变化。发展和变化。第三十五页，共36页。小结(xioji) 材料的力学性能主要材料的力学性能主要(zhyo)有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳有强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。强度。 材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等能、切削加工性能等 第三十六页，共36页。