工程材料 ppt课件

潘强、朱美华、童建华编著，《工程材料》，上海科学技
术出版社，2005年9月第2版，16开311页，TB3-43/P18(2)
王晓敏编著，《工程材料学》，哈尔滨工业大学出版社 ，
2002年8月第2版，16开292页，TB3/W37b(2)
以上2本书比我们使用的教材稍深，但都是非常好的教材。对程
度较高希望学习更深入一些内容的同学，可以参看，不懂的
0
ε
σ-ε 曲线
弹性模量在拉伸曲线上的反映
A点以下直线的斜率
弹性模量的决定因素
材料的本性
刚度
材料在弹性变形区内抵抗弹性变形的 能力，用弹性模量E表示
15
改变金属制品刚度的措施 更换金属材料 改变金属制品的结构形式 增加截面积
弹性极限在材料使用中的意义
机械零件所受的应力不能大于弹性极 限值，否则可能会发生塑性变形
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地方可以与老师讨论。
7
第一章：材料的性能
什么是材料的性能
材料在使用和加工过程中所表现出来的 各种性能
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材料包括哪些性能
使用
材
性能
料
的
性
能 工艺
性能
力学性能 物理性能 化学性能
铸造、焊接、压力加工性能 切削加工性能 热处理性能
材料的力学性能和工艺性能是我们关注 的重点
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3
为什么要学习工程材料课程 工程上使用哪些材料
常用 材料 工
程
材
料 新
材料
金属材料 非金属材料
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钢铁材料 (黑色金属) 非铁材料 (有色金属)
高分子材料 陶瓷材料 复合材料
4
工程材料研究哪些问题
材料的结构、性能（第一、二、三章）
金属材料的结晶过程及组织成分分析 （第二章）
金属材料的塑性变形机理（第三章）
郝应其编著，《缤纷多彩的材料世界》， 北京工业大学出 版社，1993年5月第1版，32开119页，TB3/H24a
这是一本介绍各种材料及它们的应用的小册子。内容精彩生动， 对大家了解各种材料，增强对材料课程学习的兴趣，十分有 益。内容简单，大家基本上都能读懂，而且不用花太多的时 间，建议每个同学都找来读读。此外，图书馆类似的小册子 还有很多，不妨根据自己的兴趣选看1~2本。
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11
拉伸试验与拉伸曲线 拉伸试验（拉伸试验机）
拉伸试验机
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F
拉伸曲线
应力与应变的概念
0
应力σ：单位面积
F-ΔL 曲线 Δ L
上所受的力，
单位：Pa

F
S
应变ε：单位长度 σ
的变形量， σb
D
无单位
σσes
C Ｂ A
E
L1 L0
L0
0
ε
σ-ε 曲线
由应力-应变曲线可获得材料以下各种性能指标
工程材料
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1
绪论
材料的重要性
科学研究和技术发展的目的 —改变人类生活
材料对我们的生活产生着重大影响 —过去的、现在的、未来的影响
材料也是制造工程师们实现产品制造的原料 —产品功能的载体、制造加工的对象
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2
推荐课外读物
宗培言、丛东华主编，《机械工程概论》，机械工业出版 社，2004年2月第1版，16开268页，TH-43/Z93
σ-ε 曲线
ε
变形达0.2%处对
应的应力值，用σ0.2表示
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屈服强度在材料使用中的应用
屈服强度是评价材料承载能力的重要 指标
材料所受的应力不应超过屈服点（否 则材料将产生塑性变形）
屈服阶段的结束 σ
曲线中的C点 C点以后，材
σb
D
σσes
C Ｂ A
E
料需要继续增
大应力才能产
0
生新的塑性变形
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屈服强度（屈服点） σ
σb
D
屈服现象
σσes
C Ｂ A
E
载荷不增加而塑
性变形仍在增大
的现象
0
ε
σ-ε 曲线
屈服点在拉伸曲线中的位置
曲线上的B点
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屈服强度(屈服点)σs σ
B点对应的应力 值，用σs表示
σb
σσes
C Ｂ A
D
E
无明显屈服现象
材料的屈服点位 0 置的确定：塑性
改变材料性能的方法（第四章） 各种材料的牌号、用途、如何选择材料 （第五、六、七章）
材料失效分析（第七章）
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5
如何学好工程材料课程
本课程的重点与难点 本课程的学习方法与教学要求
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6
本课程的推荐参考书目
张继世主编，《机械工程材料基础》， 高等教育出版社 ， 2002年4月第1版，小16开243页，TH14-43/Z32
比强度 概念：强度与密度之比 意义：衡量不同材料抗拉能力。如玻 璃钢的比强度可能高于钢材
9
材料的力学性能
力学性能又称为机械性能
1. 材料的强度与塑性
强度
强度的概念：材料在外力作用下抵 抗变形和断裂的能力
强度可分为：抗拉强度、抗压强度 、抗弯强度、抗剪强 度疲劳强度等等
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塑性 塑性的概念：材料在外力作用下呈 现出的不可恢复到原 状的变形而不发生破 坏的能力 衡量塑性的指标：伸长率与断面收 缩率
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弹性极限与弹性模量
弹性极限σe
σ
在材料的弹性极 限范围内（即当
σb
σσes
C Ｂ A
D
E
材料所受应力小
于σe时），应力 与应变成正比
0
ε
σ-ε 曲线
弹性极限在拉伸曲线中的位置
曲线上的A点
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σ
弹性模量E
定义式： E
σb
σσes
C Ｂ A
D
E

条件：σ < σe
储凯主编，《机械工程材料》，重庆大学出版社，1998年6 月第1版，16开214页，TH14/C73
詹武主编，《工程材料》，机械工业出版社，1997年10月 第1版，16开354页，TB3-43/Z26
以上3本书内容与我们使用的教材相仿，难度按上面由上到下的 排列顺序由浅入深。对某些我们教材上说的不太清楚明白的 内容，可查阅这些参考书。
这是一本介绍机械设计制造及其自动化专业的书。它解答了同 学们最为关心的一些问题，包括：本专业涵盖哪些知识范围， 大学阶段要学些什么，以及将来能做哪些方面的工作等，对 刚刚进入专业学习的同学了解本专业，给自己未来的学习和 事业定位都具有很好的指导意义。建议每个同学都认真读一 读。另外，同名的书籍还有另外一些，内容大同小异。
ε σ-ε 曲线
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抗拉强度（强度极限）
缩颈现象
σ
σb
D
材料拉断前断裂 部位附近直径变
σσes
C Ｂ A
E
小
抗拉强度σb
0
ε σ-ε 曲线
试样所能承受的最大拉应力
抗拉强度在拉伸曲线上的位置
曲线上的D点
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20
抗拉强度在材料使用中的意义 抗拉强度是评价材料安全性的重要指 标 材料所受的应力绝不可超过抗拉强度 （否则材料有断裂的危险）