金属的力学性能

金属材料的力学性能金属材料的力学性能一、强度概念：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。强度的大小通常用应力来表示。=P/A按载荷的作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、和抗扭强度。通过拉伸试验测得大小。拉伸试验•屈服极限:指材料产生屈服时的应力很重要，大多数零件不允许有塑性变形0ssFS材料屈服时的拉力（N）屈服点（屈服极限）0bbFS拉伸过程中最大的拉力（N）•抗拉强度:材料在拉伸条件下所能承受最大力的应力值很重要，表示零件破坏前能抗的最大应力值二、塑性在外力作用下金属材料在断裂前产生不可逆永久变形的能力1、断后伸长率10100%oLLL由于同一材料用不同长度的试样测得的断后伸长率δ数值不同，因此应注明试样尺寸比例。如:δ10——试样L0=10d0δ5——试样L0=5d02、断面收缩率•δ和ψ是用来判断材料在断裂前所能产生的最大塑性变形量大小。•一般认为ψ＞5％的材料为塑性材料，如低碳钢；ψ＜5％的为脆性材料，如灰铸铁.%100001AAA三、硬度表示金属材料在一个小的体积范围内金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力硬度是各种零件和工具必须具备的力学性能指标。材料抵抗表面局部塑性变形的能力。布氏硬度计算公式)/()(2102.0102.0)(222mmNdDDDFSFWHBS压HBS：淬火钢球作压头；适用于＜450HBSHBW：硬质合金作压头；适用于＜650HBW表示方法XXXHBS(W)XX/XXX/XX硬度值压头直径（mm）试验力保持时间（s）例：500HBW5/750：表示用直径5mm硬质合金球7355N试验力作用下保持10~15s测得的布氏硬度值为500四、冲击韧性材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力，称为冲击韧性。1、冲击试样2、试验原理冲击韧性吸收能量：表征金属材料冲击韧性高低的指标是冲击吸收能量AKak=(J/cm²)Sk低温脆性——随温度降低，材料由韧性状态转变为脆性状态的现象。冷脆：材料因温度降低导致冲击韧性的急剧下降并引起脆性破坏的现象。对压力容器、桥梁、汽车、船舶的影响较大。TITANIC建造中的Titanic号TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关1912年4月号称永不沉没的泰坦尼克号（Titanic）首航沉没于冰海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。20世纪80年代后，材料科学家通过对打捞上来的泰坦尼克号船板进行研究，回答了80年的未解之谜。由于Titanic号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。所以，当船在冰水中撞击冰山时，脆性船板使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。下图中左面的试样取自海底的Titanic号，冲击试样是典型的脆性断口，右面的是近代船用钢板的冲击试样。.想一想想一想人工作久了就会感到疲劳，难道金属工作久了也会疲劳吗？金属的疲劳能得到恢复吗？金属材料在受到交变应力或重复循环应力时，往往在工作应力小于屈服强度的情况下突然断裂，这种现象称为疲劳。五、疲劳断裂零件在循环应力作用下,在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后突然产生断裂的过程,称为疲劳断裂.疲劳断裂由疲劳裂纹产生—扩展—瞬时断裂三个阶段组成。疲劳断裂的宏观断口一般由三个区域组成，即疲劳裂纹产生区（裂纹源）、裂纹扩展区和最后断裂区。金属材料的力学性能说课《工程材料》教材选用的是“十一五”国家规划教材，教材知识先进具体，注重能力和素质培养。一、教学内容分析学生们已经学习了金属材料的结构,这为本节内容的学习起到了铺垫的作用。本节内容对我们认识和利用金属材料具有不可忽视的重要的作用。本课程是专业础基课,该节内容是金属材料的主要内容。知识目标力学性能的参数指标及含义能力目标培养学生自主学习和分析解决问题的能力情感目标通过身边常用到的材料，引导学生从现实的生活经历与体验出发，激发学生学习兴趣。二、教学目标三、教学的重、难点2教学难点：强度、冲击韧性等参数难点的依据：这些概念和日常生活所说术语容易混淆，学生知识基础比较薄弱1教学重点：力学性能参数指标及含义重点的依据：只有掌握了力学性能相关参数，才能很好地应用四、教学方法讲授教学法教师通过语言和PPT的方式向学生传授知识，帮助学生提高对课程的认识，发展学生的智力和能力。探究教学法。实验教学法在教师引导下，学生主动参与到发现问题，寻找答案的过程中，以培养学生解决问题能力。利用实验验证材料的性能，进而加深学生对知识的理解。例如：拉伸试验、冲击试验。五、课程学习方法学生学习的过程实际上就是学生主动获取、整理、贮存、运用知识和获得学习能力的过程，有效的能被学生接受的学法指导应该是渗透在教学过程中进行的。让学生在实验过程中自己摸索，从而发现“新”的问题或探索出“新”的规律。让学生亲自经历运用科学方法进行探索。具体体现如下：培养学生学会通过自学、观察等方法获取相关知识。提供条件学生思考引导分析提出新疑讨论问题得出结论六、教学设计提出问题导入新课布置作业能力迁移七、说课综述在教学的过程中，我始终努力贯彻以教师为主导，以学生为主体，以问题为基础，以能力、方法为主线，有计划培养学生的思维能力、解决问题的能力。并且从实际出发，充分利用各种教学手段来激发学生的学习兴趣，体现了对学生创新意识的培养。