金属材料及热处理专业.pptx

金属材料及热处理专业第一节金属的力学性能从图2-1中可以看出下面几个变形阶段：
（1）Oe———弹性变形阶段
（2）es———屈服阶段
（3）sb———强化阶段
（4）bk———缩颈阶段 2．强度指标
材料受到外力作用会发生变形，同时在材料内部产生一个抵抗变形的力称为内力。单位面积上的内力称为应力，单位为Pa（帕），即N/m2工程上常用MPa(兆帕)，1MPa=106pa，或1Pa=1N/m2，或1MPa=1N/mm2。
（1）屈服点σs材料产生屈服时的最小应力。单位为MPa。
σs=Fs/AO（2-1）
式中，Fs是屈服时的最小载荷(N)；A0是试样原始截面积。
对于无明显屈服现象的金属材料（如高碳钢、铸铁），测量屈服点很困难，工程上经常采用残余伸长为％原长时的应力作为屈服强度指标，称为规定残余伸长应力。
σ0.2=（2-2）
（2）抗拉强度σb材料在拉断前所承受的最大应力，单位为MPa。抗拉强度表示材料抵抗均匀塑性变形的最大能力，也是设计机械零件和选材的主要依据。
σb=Fb/AO（2-3）
式中，Fb是试样断裂前所承受的最大载荷（N）。二、塑性
金属材料在载荷的作用下，产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。通过拉伸试验测得的常用塑性指标有：断后伸长率和断面收缩率。
1．断后伸长率δ
试样拉断后的标距伸长量和原始标距之比
δ=(L1—L0)/L0×100％（2-4）
式中，L1试样原始标距长度。L0试样拉断后的标距长度。
2．断面收缩率ψ
试样拉断处ψ=×100％横截面积的缩减量与原始横截面积之比
ψ==(A0—A1)/AO×100％（2-5）
式中，Ao是试样的原始横截面积；A．是试样断口处的横截面积。三、硬度
硬度是指材料表面抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的能力。
常用来测定硬度的方法有布氏硬度试验法和洛氏硬度试验法。

1．布氏硬度试验法
如图2-2所示采用
直径为D的淬火钢球或
硬质合金球，在规定载
荷F的作用下，压入被
测金属表面，保持一
定时间后卸除载荷，测
定压痕直径，求出压痕
球形的表面积，压痕单
位表面积上所承受的平
均压力（F/A）即为布
氏硬度值，压头为淬火
钢球时用HBS表示，压
头为硬质合金球用时
HBW表示。例如120HBS，
450HBW。2．洛氏硬度试验法
采用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为的淬火钢球作为压头．如图2-3所示。试验时先施加初载荷，使压头与试样表面接触良好，保证测量准确，再施加主载荷，保持到规定的时间后再卸除主载荷，依据压痕的深度来确定材料的硬度值。五、疲劳强度
在汽车上的许多零件中，比如各种轴、齿轮、弹簧、连杆等，要受到大小和方向呈周期性变化的载荷作用。这种交变载荷虽然小于材料的强度极限，甚至小于其弹性极限，但经多次循环后，在没有明显的外观变形时也会发生断裂，这种破坏称作疲劳破坏或疲劳断裂。这种破坏都是突然发生的，具有很大的危险性。
疲劳强度σ-1是表示材料以周期性交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力，其大小与应力变化的次数有关。对于黑色金属规定循环次数为107次，有色金属循环次数为108次。
为了提高金属的疲劳强度，可以通过改善零件的结构形状，避免应力集中，减小表面粗糙度值，进行表面热处理和强化处理等方法。二、退火与正火
1．退火
退火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。
2．正火
正火是指把钢加热到组织转变为奥氏体的临界温度以上保温，使其完全奥氏体化，在空气中冷却的热处理工艺。
三、淬火与回火
1．淬火
淬火是将钢的组织加热到转变为奥氏体的临界温度以上，保温一定时间，以大于临界冷却速度快速冷却的热处理工艺。
2．回火
钢的回火是指将淬火后的钢，在组织转变为奥氏体的临界温度以下加热，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。第三节常用金属材料三、有色金属及其合金
有色金属是指钢铁以外的其他金属。有色金属种类很多，又具有某些独特的性能，是工业上不可缺少的金属材料，有色金属应用较广的是铝、铜、钛及其合金和滑动轴承合金。
1．铝及铝合金
2．铜及铜合金
3．滑动轴承合金复习试题5、制造小弹簧宜选用（），制造冷压件宜选用（）钢。
A、08FB、45C、65MnD、T12A
6、滚动轴承钢GCrl5中的平均含铬量为（）。
A、B、C、15D、
7、合金渗碳钢渗碳后必须进行（）热处理才能使用。
A、淬火加高温回火B、淬火加中温回火
C、淬火加低温回火D、高温回火
8、铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为（）。
A、石墨化B、变质处理C、球化处理D、结晶
9、选择下列材料的零件：汽车后桥外壳（），柴油机曲轴（）。
A、HT200B、KTH350-10C、QT500-05D、RUT420
10、不是工业纯铝的特点的是（）。
A、密度小