【正文】 。 2. 常見的 失效 形式： 過量變形、斷裂、磨損和腐蝕 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 本章主要內(nèi)容 過量變形 斷裂 疲勞斷裂 磨損失效 腐蝕失效 蠕變變形和斷裂失效 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 變形：材料在外力作用下產(chǎn)生的形狀或尺寸的變化 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 外力去除 變形恢復(fù) ？ 彈性變形：變形能夠恢復(fù) 塑性變形：變形不能夠恢復(fù) 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 由 APAN ???ll???曲線?? ?lP PPl???第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 低碳鋼拉伸試驗 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 低碳鋼拉伸試驗 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 低碳鋼拉伸時應(yīng)力 應(yīng)變曲線 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 oa段比例極限 P?ab段彈性極限 e?（ 一 ） 四個階段 彈性階段 ab Op?e?s?abcc?def??? ? ?gd? f?1?b?cc’應(yīng)力不增加變形不斷增加稱為屈服 ， 該段的最低應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力 ， 在材料屈服后若卸載出現(xiàn)不能恢復(fù)的變形成為塑性變形 。 2. 失效 的定義和形式： 定義：零件失去設(shè)計所要求的效能即為失效。 ? 了解材料的性能與設(shè)計的關(guān)系 ?了解各種材料的基本特性和應(yīng)用范圍 四、課程的目的 五、課程的主要內(nèi)容 1. 機械零件的失效形式； 2. 金屬材料的基本知識、熱處理基本原理、常用金屬材料的性能特點及應(yīng)用； 3. 非金屬材料（高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料）和功能材料的基本知識和性能特點及引用； 4. 材料改性新技術(shù)； 5. 機械零（構(gòu)）件設(shè)計、選材的基本方法及工程材料在典型機械上的應(yīng)用。 ?使用行為：在材料的選用中，不僅要考慮初始要求，而且要考慮使那些材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致材料性能發(fā)生變化的使用條件。 四、課程的目的 機械制造與材料：結(jié)構(gòu) — 性能 — 加工工藝 ?內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能：材料的性能來源于該材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這是對工程師和學(xué)者最具有重要價值的一個原則。因此在產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中，會遇到越來越多的材料和材料加工方面的問題。 二、工程材料及其類別 2. 工程材料的類別： 二、工程材料及其類別 2. 工程材料的性能： 使用性能： 材料在使用條件下具有的性能 （力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能及生物功能） 工藝性能： 材料在加工過程中下具有的性能 （且削加工性能、鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能和熱處理性能等） 三、機械工程材料 1. 機械工程材料含義： 機械工程材料顧名思義就機械工程中應(yīng)用的材料問題，應(yīng)該是跨越機械和材料兩個學(xué)科，以機械工業(yè)的需求出發(fā)，推動材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，同時材料科學(xué)的新進展又推動了機械工程技術(shù)的革新和發(fā)展。 二、工程材料及其類別 2. 工程材料的類別： 工程材料是以用于工程結(jié)構(gòu)和機器零件及元器件的材料為研究對象。 硅片的發(fā)展及現(xiàn)狀 集成度越來越高 直徑越來越大 國外： 16英寸以上 中國： 68英寸為主流 二、工程材料及其類別 1. 工程材料的含義： 工程材料是以用于工程結(jié)構(gòu)和機器零件及元器件的材料為研究對象。 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 信息社會的材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及材料發(fā)展趨勢： 從工業(yè)社會向信息社會過渡中 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從勞動密集型、資金密集型向技術(shù)密集型和知識密集型發(fā)展 勞動對象的結(jié)構(gòu)中金屬材料比重下降、而無機非金屬材料、有機合成材料的比重越來越大。 1863年光學(xué)顯微鏡， 1912年 X射線衍射技術(shù)和 1932年電子顯微鏡等儀器出現(xiàn) 金屬學(xué)日趨完善，大大推動了金屬材料的發(fā)展 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 2. 材料科學(xué)發(fā)展與現(xiàn)代文明的聯(lián)系 現(xiàn)代社會文明的三大支柱：能源、信息和 材料 信息時代是建立在 材料 的基礎(chǔ)上 硅半導(dǎo)體 →晶體管 →集成電路 →計算機 磁性材料 →信息貯存 激光材料 +光導(dǎo)纖維 →信息傳輸 →信息網(wǎng)絡(luò) 能源技術(shù)以 材料 為支撐 再生能源、核能、燃料電池等 信息時代 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 3. 現(xiàn)代材料學(xué) 現(xiàn)代材料學(xué)是以金屬學(xué)、高分子材料、陶瓷材料為基礎(chǔ)， 研究所有固體材料的成分、組織和性能之間關(guān)系的的一門科學(xué)。 漢代“先煉鐵后煉鋼”技術(shù)居世界領(lǐng)先地位。 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 青銅器時代（ 4000年前） 奴隸社會，青銅冶煉技術(shù)得到很大發(fā)展。緒 論 ? 材料科學(xué)與社會發(fā)展 ? 工程材料及其類別 ? 機械工程材料 ? 本課程的目的 ? 本課程的主要內(nèi)容 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 1. 材料與人類生活 人類社會依據(jù)制造 生產(chǎn)工具的材料 來進行歷史劃分 舊石器時代 新石器時代 青銅器時代 鐵器時代 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 舊石器時代（ 250萬年前） 人類在地球上出現(xiàn)之后，最早使用的工具是石頭。 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 新石器時代（ 1萬年前） 原始社會末期，開始用火燒制陶器，發(fā)展成 陶瓷 。 我國青銅冶煉始于夏代，商周時代，達到較高水平 青銅（銅錫合金） 人類發(fā)明的第一種合金 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 鐵器時代（ 1400年前，春秋戰(zhàn)國） 生產(chǎn)工具由青銅器過渡到鐵器，其重大發(fā)展對社會進步起了巨大的推動作用。 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 其他材料 與陶瓷材料和金屬材料發(fā)展的同時 天然高分子材料 棉、麻、絲綢材料 功能材料 磁鐵 — 指南針 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 2. 材料科學(xué)發(fā)展與現(xiàn)代文明的聯(lián)系 18世紀世界工業(yè)迅速發(fā)展，對材料提出了更高要求。 現(xiàn)代社會對材料的要求：具有高性能或具有特殊性能的金屬、非金屬及復(fù)合材料。 一、材料科學(xué)與社會發(fā)展 新材料新技術(shù)的應(yīng)用的程度決定一個國家和地區(qū)的 經(jīng)濟發(fā)展水平。主要包括：機械、船舶、化工、建筑、車輛、儀表、航空航天等工程領(lǐng)域中用于制造工程構(gòu)件和機械零件的材料。主要包括：機械、船舶、化工、建筑、車輛、儀表、航空航天等工程領(lǐng)域中用于制造工程構(gòu)件和機械零件的材料。 三、機械工程材料 2. 材料技術(shù)對機械工程發(fā)展的促進： 四、課程的目的 隨著機械工業(yè)的發(fā)展，對于產(chǎn)品要求越來越高，無論是制造機床還是建造輪船、石油化工設(shè)備、都要求產(chǎn)品技術(shù)先進，質(zhì)量高、壽命長、造價低。這就要求機械工程技術(shù)人員掌握必要的材料科學(xué)和材料工程知識，具備準確的選擇材料和加工方法，合理安排加工工藝路線。 ?加工工藝與性能：材料必須進行加工，以滿足工程師對所設(shè)計產(chǎn)品的要求，目的是要了解結(jié)構(gòu)變化的本質(zhì)，以便于制定適當?shù)墓に嚵鞒獭? 四、課程的目的 課程的目的： 獲得有關(guān)工程結(jié)構(gòu)和機器零件常用的金屬材料，非金屬材料的基本理論知識和性能特點，并初步具備根據(jù)零件工作條件和失效方式，合理選材與使用材料，正確制定零件的冷、熱加工工藝路線的能力。 主要參考文獻 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 失效的基本概念 1. 零件（構(gòu)件）的功能： （ 1）在一定的載荷、介質(zhì)、溫度作用下保持一定幾何形狀和尺寸； （ 2）實現(xiàn)規(guī)定的機械運動； （ 3）傳遞力和能量。 應(yīng)用前、應(yīng)用中、突發(fā) 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 學(xué)習(xí)失效的目的 機械設(shè)計者 →→為了防止零件失效 ↓ ↓ 設(shè)計正確 選材恰當 工藝合理 工作條件 對材料的性能要求 →→正確選材 →→制定工藝路線 →→確定失效的抗力指標 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 失效的例子 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 失效的例子 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 失效的例子 斷裂的大橋 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 失效的原因 結(jié)構(gòu)設(shè)計 多方面因素 材料選擇 加工制造 裝配調(diào)整 使用與保養(yǎng) 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 失效的本質(zhì) 1. 失效的本質(zhì)： 外界載荷、溫度、介質(zhì)等損害作用超過了材料抵抗損害的能力。 s? 屈服階段 cc’ 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 （ 一 ） 四個階段 強化階段 ce Op?e?s?abcc?def??? ? ?gd? f?1?b? 局部變形階段 ef 材料恢復(fù)抵抗變形的能力稱為強化強度極限 b?變形集中于某一局部范圍頸縮斷裂 第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過量變形 一 . 工程材料在靜拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變行為 第一章 機械零件（或器件）的失效分析 應(yīng)變行為 （ 一 ） 四個階段 低碳鋼在拉伸應(yīng)力作用下的變形過程分為： 彈性變形 、 屈服塑性變形 、 均勻塑性變形 、 不均勻集中塑性變形 四個階段 。