第00章 材料科学基础绪论.ppt

材料科学基础
材料科学与工程专业
主讲人:刘光葵
Tel: 027-87544265
绪论
关于材料
材料的性能
材料的分类
研究内容及目的
第一节材料
经过人类劳动取得的劳动对象。一般把来自采掘工业和农业的劳动对象称为“原料”,把经过工业加工的原料成为“材料”。
材料是人类赖以生存与发展、征服及改造自然的物质基础,是人类活动不可缺少的东西。
材料是社会生产力发展的标志,生产中使用的材料性质反映了人类社会的文明水平。
现代一个主要取决于他的能源、材料、信息的发展。
什么是材料
材料
工程技术人员学习材料科学知识的意义
评价一个设备、部件、零件的优劣或质量:①必需保证使用的基本性能(力学、物理),具有一定的寿命(疲劳、磨损、腐蚀);②便于制造,即可以生产出来;③可接受的成本。这几点要求是相互矛盾的,但是必需利用各项知识,从中找到一个合理的配合,可见其中材料起到相当重要的决定性作用。
在机械产品的设计和维护中,不要单看材料仅仅是图纸标题栏中诸多内容中的一项,用的得当可以代表一个设计的先进性,达到价廉物美的效果;否则可能是一个落后的设计,或者是闭门造车,根本生产制造不出来,甚至会隐藏祸根,导致在使用时灾难。
第二节材料的性能
材料的性能是指材料的性质和功能。性质是本身所具有的特质或本性;功能是人们对材料的某种期待与要求种可以承担功效,以及承担该功效下的表现或能力。
力学性能
物理性能
化学性能
工艺性能。
材料的性能:
力学性能
材料的力学性能是指材料处于特定环境因素(温度、介质等)时,在外力或能量以及作用下表现出来的变形和破坏的特征。
材料的性能
通常把作用在材料上的外力或能量称为载荷或负荷。材料的主要力学性能有:
弹性
强度
塑性
硬度
冲击韧性
疲劳特性
耐磨性
拉伸试验
过程:
力学性能
外力增加,试样伸长。得到P-L曲线,换算为-曲线。材料表现为弹性变形、均匀塑性变形、颈缩、断裂。
弹性与刚度
弹性变形:
力学性能
弹性模量与刚度:
在OA’段为直线,即应力与应变成正比,变化规律服从虎克定律。并且在外力卸载后试样恢复到原始长度。可以达到的最大应力成为弹性极限(比例极限)。
强度与塑性
屈服强度:σs
力学性能
塑性:断裂前可发生永久变形的能力。
抗拉强度:σb
材料开始发生塑性变形的最小应力。
材料发生断裂前能承受的最大应力。
硬度
硬度是衡量材料软硬程度的指标,反映材料抵抗局部塑性变形的能力。
力学性能
莫氏硬度:
材料名称
硬度级别
滑石
1
石膏
2
萤石
4
钠长石
6
黄玉
8
刚玉
9
金刚石
10
布氏硬度:
用直径D钢球在力P的作用下压在试样上一定时间,压痕直径为d。实用于较软的塑性材料。