资源简介

材料科学与工程学院教案用纸
课程章节名称 项目一 金属材料的性能
教学目的、要求 ●掌握金属材料的相关概念。 ●掌握测试钢的硬度的方法。 ●掌握金属材料的性能。 ●熟悉金属材料的载荷。 ●熟悉低碳钢拉伸曲线。 ●熟悉金属的冲击试验和疲劳试验。
重点 难点 1.如何表示铸造性能、弹性形变、塑性形变、刚度、强度、硬度、金属疲劳等名词解释 2.低碳钢拉伸曲线 3.硬度测试方法的选择
教学环节时间分配 3课时
教学手段、教学方法和实施步骤 多媒体
授课内容: 金属学的概念： 金属是指具有特殊的光泽、良好的导电性、导热性，一定的强度和塑性的物质，如铁、锰、铝、铜等。金属元素是指具有金属特性的元素称金属元素。在化学元素周期表中，约四分之三是属于金属元素。金属材料是由金属元素或以金属元素为主而形成的，并具有一般金属特性的材料通称为金属材料。 低碳钢的拉伸曲线： 1)、低碳钢的拉伸试验。 2)、认识低碳钢拉伸曲线。 测试钢的硬度： 硬度是指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。它是衡量金属材料软硬程度的指标,硬度测定方法有压入法、划痕法、回弹高度法等。目前生产上应用最广的是压入法硬度试验,在压入法中根据载荷、压头和表示方法的不同,常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 金属材料的冲击试验和疲劳试验： 1)、冲击试验： 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。目前，常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定金属材料的冲击韧性。冲击试验是利用能量守恒定律原理:试样被冲断过程中吸收的能量等于摆锤冲击试样前后的势能差。试样被冲断时所吸收的能量即是摆锤冲击试样所做的功，称为冲击吸收功。用符号Ak表示，单位为J。可以看出Ak大小真实地反映了材料的韧性，其值越大表示材料抵抗冲击载荷的能力越强，韧性越高。 2)、疲劳试验： 许多机械零件，如:轴、齿轮、轴承、弹簧等，在工作中各点的应力随时间作周期性变化，这种随时间作周期性变化的应力称交变应力。在交变应力的作用下。虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。金属材料在循环应力的作用下能经受无限多次的循环，而不断裂的最大应力称为金属材料的疲劳强度。即循环次数值N无穷大时，所对应的最大应力值称疲劳强度，用符号Rr表示。对于金属材料，常用旋转弯曲试验方法测定在对称应力循环条件下材料的疲劳极限R-1。 金属的其他性能 金属材料的物理性能是指物体本身固有的性能。它包括物体的密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。金属的化学性能包括金属的耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。金属材料仅有良好的力学性能是不够的，还必须具有良好的工艺性能，只有这样才能得到生产工艺简单、质量良好、成本低廉的零件。工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。包括:铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能等。工艺性能直接影响到零件制造工艺和质量，是选材和制定零件工艺路线必须考虑的因素之一。
课堂讨论 拉伸试验各阶段的分析
课外思考、练 习及作业题 课后习题

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