金屬材料與熱處理基礎(chǔ)(已修改)
2025-05-12 12:25 本頁(yè)面
【正文】 學(xué)習(xí)目的： 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)具備所必需的汽車所使用的金屬材料基本知 識(shí)。 學(xué)習(xí)要求： 掌握金屬的力學(xué)性能指標(biāo)及常用數(shù)據(jù)。 掌握鋼的熱處理的基本知識(shí)及常用的熱處理方法、工藝特點(diǎn)和 應(yīng)用范圍。 掌握常用的機(jī)械工程材料類型、牌號(hào)、力學(xué)性能及用途。 初步具有選擇工程材料的能力。 第二章 金屬材料與熱處理基礎(chǔ) 第一節(jié) 金屬的力學(xué)性能 材料的力學(xué)性能是指材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性。力學(xué) 性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度及疲勞強(qiáng)度等。 一、強(qiáng)度 強(qiáng)度是指金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破壞的能力。 強(qiáng)度指標(biāo)一般可以通過(guò)金屬拉伸試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。把標(biāo)準(zhǔn)試樣裝夾在 試驗(yàn)機(jī)上，然后對(duì)試樣緩慢施加拉力，使之不斷變形直到拉斷為止。 在此過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)能自動(dòng)繪制出載荷 F和試樣變形量 AL的關(guān)系曲線。 此曲線叫做拉伸曲線。 1．拉伸曲線 圖 21為低碳鋼的拉伸曲線，圖中縱坐標(biāo)表示載荷單位為 N；橫坐 標(biāo)表示絕對(duì)伸長(zhǎng)量△ L，單位為 mm。 從圖 21中可以看出下面幾個(gè)變形階段： （ 1） Oe——— 彈性變形階段 （ 2） es——— 屈服階段 （ 3） sb——— 強(qiáng)化階段 （ 4） bk——— 縮頸階段 2．強(qiáng)度指標(biāo) 材料受到外力作用會(huì)發(fā)生變形，同時(shí)在材料內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)抵抗變形的力稱為內(nèi)力。單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，單位為 Pa（帕），即 N/m2工程上常用 MPa(兆帕 )， 1MPa=106pa，或 1Pa=1N/m2，或 1MPa=1N/mm2。 （ 1）屈服點(diǎn) σs 材料產(chǎn)生屈服時(shí)的最小應(yīng)力。單位為 MPa。 σs= Fs/AO （ 21） 式中， Fs是屈服時(shí)的最小載荷 (N)； A0是試樣原始截面積。 對(duì)于無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料（如高碳鋼、鑄鐵），測(cè)量屈服點(diǎn)很困難，工程上經(jīng)常采用殘余伸長(zhǎng)為 ％原長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力 作為屈服強(qiáng)度指標(biāo)，稱為規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力。 = （ 22） （ 2）抗拉強(qiáng)度 σb 材料在拉斷前所承受的最大應(yīng)力，單位為 MPa?？估瓘?qiáng)度表示材料抵抗均勻塑性變形的最大能力，也是設(shè)計(jì)機(jī)械零件和選材的主要依據(jù)。 σb= Fb/AO （ 23） 式中， Fb是試樣斷裂前所承受的最大載荷（ N）。 二、塑性 金屬材料在載荷的作用下，產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力稱為塑性。通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)得 的常用塑性指標(biāo)有：斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。 1．?dāng)嗪笊扉L(zhǎng)率 δ 試樣拉斷后的標(biāo)距伸長(zhǎng)量和原始標(biāo)距之比 δ=( L1— L0)/L0 100％ （ 24） 式中， L1試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度。 L0試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度。 2．?dāng)嗝媸湛s率 ψ 試樣拉斷處 ψ= 100％橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比 ψ= =( A0— A1)/AO 100％ （ 25） 式中， Ao是試樣的原始橫截面積； A．是試樣斷口處的橫截面積。 三、硬度 硬度是指材料表面抵抗局部塑性變形、壓痕或劃痕的能力。 常用來(lái)測(cè)定硬度的方法有布氏硬度試驗(yàn)法和洛氏硬度試驗(yàn)法。 1．布氏硬度試驗(yàn)法 如圖 22所示采用 直徑
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