《工程材料性能包括使用性能和工藝性能。使用性能是指材料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、工程材料的性能包括使用性能和工藝性能。使用性能是指材料在使用條件下表現(xiàn)出來(lái)的性能如力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能；工藝性能是指材料在加工過(guò)程中反映出的性能如切削加工性能、鑄造性能、塑性加工性能、焊接性能和熱處理性能等。其具體的分類如下：材料的性能使用性能工藝性能強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等室溫下抵抗各種化學(xué)作用的性能高溫下抵抗各種化學(xué)作用的性能密度、熔點(diǎn)、磁性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、熱膨脹性等一、強(qiáng)度、剛度、塑性、硬度材料在靜載荷的作用下所表現(xiàn)出的各種性能稱為靜態(tài)力學(xué)性能。材料的靜態(tài)力學(xué)性能可以通過(guò)靜載試驗(yàn)確定，該試驗(yàn)可以確定材料在靜載荷作用下的變形（彈性變形、塑性變形）和斷裂行為，這些數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)

2、用于結(jié)構(gòu)載荷機(jī)件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)中，也是材料加工工藝有關(guān)材料變形行為的重要資料。在生產(chǎn)金屬材料的工廠，靜載試驗(yàn)是檢驗(yàn)材料質(zhì)量的基本手段之一。此外，科學(xué)工作者也能夠從材料的變形和斷裂行為的分析中得到很多有關(guān)材料性能的重要資料，這些資料對(duì)于研究和改善材料的組織與性能十分必要。一、拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的金屬力學(xué)性能試驗(yàn)方法之一。這種試驗(yàn)方法的特點(diǎn)是溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速率是確定的，并且常用標(biāo)準(zhǔn)的光滑圓柱試樣進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)拉伸試驗(yàn)可以揭示材料在靜載荷作用下常見(jiàn)的三種失效形式，即彈性變形、塑性變形和斷裂。還可以標(biāo)定出材料最基本的力學(xué)性能指標(biāo)，如屈服強(qiáng)度σ0.2、抗拉強(qiáng)度σb、斷

3、后伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率ψ。1、拉伸試驗(yàn)曲線拉伸試驗(yàn)曲線有以下幾種表示方法：（1）載荷－伸長(zhǎng)曲線（P-ΔL）這是拉伸試驗(yàn)機(jī)的記錄器在試驗(yàn)過(guò)程中直接描畫出的曲線。P是載荷的大小，ΔL指試樣標(biāo)距長(zhǎng)度L0受力后的伸長(zhǎng)量。（2）工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線（σ－ε曲線）令F0為試樣原有的橫截面面積，則拉伸應(yīng)力σ＝P/F0，拉伸應(yīng)變?chǔ)牛溅/L0。以σ－ε為坐標(biāo)作圖得到的曲線就是工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線，它和P-ΔL曲線形狀相似，僅在尺寸比例上有一些差異。圖2－1為低碳鋼的拉伸曲線。由圖可見(jiàn)，低碳鋼在拉伸過(guò)程中，可分為彈性變形、塑性變形和斷裂三個(gè)階段。（3）真應(yīng)力－應(yīng)變曲線（S－e曲線）指試樣在受載過(guò)程中任一

4、瞬間的真應(yīng)力（S=P/F）和真應(yīng)變（e=lnL/L0）之間的關(guān)系曲線。圖2-1低碳鋼的工程應(yīng)力－應(yīng)變曲線2、彈性和剛度（1）彈性：當(dāng)外加應(yīng)力σ小于σe（如圖2－1）時(shí)，試樣的變形能在卸載后（σ＝0）立即消失，即試樣恢復(fù)原狀，這種不產(chǎn)生永久變形的性能稱為彈性。σe為不產(chǎn)生永久變形的最大應(yīng)力，稱為彈性極限。（2）剛度：在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即σ＝Eε，或E＝σ/ε，比例常數(shù)E稱為彈性模量，它是衡量材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，亦稱為剛度。它是一個(gè)對(duì)組織不敏感的參數(shù)，主要取決于材料本身，與合金化、熱處理、冷熱加工等關(guān)系不大。3、強(qiáng)度強(qiáng)度是指在外力作用下材料抵抗變形和斷裂的能力，是

5、材料最重要、最基本的力學(xué)性能指標(biāo)之一。（1）屈服點(diǎn)與屈服強(qiáng)度屈服點(diǎn)σs與屈服強(qiáng)度σ0.2是材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的最低應(yīng)力值，即σs＝Fs/A0（2－1）式中：Fs屈服載荷；A0試樣的原始橫截面積。工業(yè)上使用的某些金屬材料（如高碳鋼和一些經(jīng)熱處理后的鋼等），在拉伸試驗(yàn)中沒(méi)有明顯的屈服現(xiàn)象發(fā)生，故無(wú)法確定其屈服點(diǎn)。按GB228-87規(guī)定，屈服強(qiáng)度為試樣標(biāo)距部分產(chǎn)生0.2%殘余伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力值，即σ0.2＝F0.2/A0（2－2）式中：F0.2試樣標(biāo)距產(chǎn)生0.2%殘余伸長(zhǎng)時(shí)的載荷；A0試樣的原始橫截面積。通常，機(jī)械零件不僅是在破斷時(shí)形成失效，而往往是在發(fā)生少量

6、塑性變形后，零件精度降低而形成了失效。所以，屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度是零件設(shè)計(jì)時(shí)的主要依據(jù)，同時(shí)也是評(píng)定金屬材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一。（2）抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度σb是材料在破斷前所承受的最大應(yīng)力值，即σb＝Fb/A0（2－3）式中：Fb試樣在破斷前所承受的最大載荷；A0試樣的原始橫截面積?？估瓘?qiáng)度是零件設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)，同時(shí)也是評(píng)定金屬材料強(qiáng)度的重要指標(biāo)之一。4、塑性塑性是指材料在靜載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。伸長(zhǎng)率δ和斷面收縮率ψ是表示材料塑性好壞的指標(biāo)。（1）伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率是指試樣拉斷后標(biāo)距增長(zhǎng)量與原始標(biāo)距之比，即δ＝（Lk─L0）/L0×100%（2－4）式中：Lk

7、試樣斷裂后的標(biāo)距；L0試樣原始標(biāo)距。（2）斷面收縮率斷面收縮率是指試樣拉斷處橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比，即ψ＝（A0─Ak）/A0×100%式中：Ak試樣斷裂處的最小橫截面積；A0試樣的原始橫截面積。雖然塑性指標(biāo)通常不直接用于工程設(shè)計(jì)計(jì)算，但任何零件都要求材料具有一定的塑性。因?yàn)榱慵褂眠^(guò)程中，偶然過(guò)載時(shí)，由于能產(chǎn)生一定的塑性變形而不至于突然脆斷。同時(shí)，塑性變形還有緩和應(yīng)力集中、削減應(yīng)力峰的作用，在一定程度上保證了零件的工作安全。此外，各