第七章制冷空调设备常用材料第二部分金属材料的性能ppt

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1、金属材料金属材料的性能的性能使用性能使用性能工艺性能工艺性能物理物理化学化学力学力学一一 金属材料的物理性能金属材料的物理性能 密度密度 熔点熔点 导电性导电性 导热性导热性 热膨胀性热膨胀性 磁性磁性二材料的化学性能二材料的化学性能化学性能：化学性能：材料在室温或高温时抵抗材料在室温或高温时抵抗各种化学介质的能力各种化学介质的能力。 耐腐蚀性：耐腐蚀性：金属及合金在常温下抵抗氧金属及合金在常温下抵抗氧、水以及制冷介质的侵蚀破坏的能力。水以及制冷介质的侵蚀破坏的能力。 抗氧化性：抗氧化性：金属材料在加热时抵抗氧化作金属材料在加热时抵抗氧化作用的能力。用的能力。 化学稳定性：化学稳定性：耐腐性和

2、抗氧化性的总称。耐腐性和抗氧化性的总称。1 1 强度与塑性强度与塑性2 2 硬度硬度3 3 冲击韧性冲击韧性4 4 疲劳强度疲劳强度5 5 断裂韧度断裂韧度 重点掌握重点掌握 各种力学性能指标（强度各种力学性能指标（强度, , 塑性；冲击韧性；硬度塑性；冲击韧性；硬度HBHB，HRCHRC，HVHV；疲劳强度，断裂韧性。）的物理意；疲劳强度，断裂韧性。）的物理意义和单位。义和单位。三金属材料的力学性能三金属材料的力学性能一、静载单向静拉伸应力一、静载单向静拉伸应力应变曲线应变曲线 1.1.拉伸试样：拉伸试样：长试样：长试样：L L0 0= =1010d d0 0短试样：短试样：L L0 0=

3、=5 5d d0 01材料的强度与塑性材料的强度与塑性 LF0 0低碳钢拉伸曲线低碳钢拉伸曲线脆性材料拉伸曲线脆性材料拉伸曲线2.2.拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线：拉伸机上，低碳钢缓慢加载单向静拉伸曲线：3.3.曲线分为四阶段曲线分为四阶段： 1 1）阶段）阶段I I（opeope）弹性变形阶段弹性变形阶段 p: Fpp: Fp ，e: Fe e: Fe （不产生永久变形的最大抗力）（不产生永久变形的最大抗力） opop段：段：L PL P 直线阶段直线阶段 pepe段：极微量塑性变形（段：极微量塑性变形（0.001-0.005%)0.001-0.005%) 2 2）阶段）阶段III

4、I（essess）段）段屈服变形屈服变形 S: S: 屈服点屈服点 FsFs 3 3）阶段）阶段IIIIII（s sb b）段）段均匀塑性变形阶段均匀塑性变形阶段 b:b: Fb Fb 材料所能承受的最大载荷材料所能承受的最大载荷 4 4）阶段）阶段IV(bKIV(bK) ) 段段局部集中塑性变形颈缩局部集中塑性变形颈缩 铸铁、陶瓷：只有第铸铁、陶瓷：只有第I I阶段阶段 中、高碳钢：没有第中、高碳钢：没有第IIII阶段阶段二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义1 1刚度和弹性刚度和弹性 刚度刚度: :材料在受力时，抵抗弹性变形的能力。材料在受力时，抵抗弹

5、性变形的能力。 E=/E=/ 杨氏弹性模量杨氏弹性模量 GPa, MPaGPa, MPa 本质是：反映了材料内部原子结应力的大小，组本质是：反映了材料内部原子结应力的大小，组织不敏感的力系指标。织不敏感的力系指标。 弹性：弹性：材料不产生塑性变形的情况下，所能承受材料不产生塑性变形的情况下，所能承受的最大应力。的最大应力。 比例极限：比例极限：p=Fp/Aop=Fp/Ao 应力应力应变保持线性应变保持线性关系的极限应力值关系的极限应力值 弹性极限：弹性极限：e=Fe/Aoe=Fe/Ao 不产永久变形不产永久变形的最大抗力。的最大抗力。2.2.强度：材料在外力作用下抵抗强度：材料在外力作用下抵抗

6、变形和破坏的能力。变形和破坏的能力。 屈服强度屈服强度 s s：材料发生微量塑性变形：材料发生微量塑性变形时的应力值。即时的应力值。即在拉伸试验过程中，载在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。 条件屈服强度条件屈服强度 0.20.2：高碳钢等无屈服点，高碳钢等无屈服点，国家标准规定以国家标准规定以残余变形量为残余变形量为0.2%0.2%时的时的应力值作为它的条件屈服强度，以应力值作为它的条件屈服强度，以0.20.2来表示来表示 抗拉强度抗拉强度 b b：材料断裂前所承受的最：材料断裂前所承受的最大应力值。（材料抵抗外力而不致断裂大应力值。（

7、材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值）。的极限应力值）。 s0.2 延伸率延伸率 延伸率与试样尺寸有关；延伸率与试样尺寸有关；5 5、1010 (L (L0 0=5d,10d)=5d,10d) 断面收缩率断面收缩率 = =A/Ao=(Ao-Ak)/AoA/Ao=(Ao-Ak)/Ao x 100% x 100% 时，无颈缩，为脆性材料表征；时，无颈缩，为脆性材料表征； 时，有颈缩，为塑性材料表征。时，有颈缩，为塑性材料表征。断裂后拉伸试样的颈缩现象拉伸试样的颈缩现象2 2 材料的硬度材料的硬度抵抗外物压入的能力，称为硬度抵抗外物压入的能力，称为硬度综合综合性能指标。性能指标。 1 1布氏硬度布氏硬

8、度2 2洛氏硬度洛氏硬度1 1布氏硬度：载荷淬火钢球或硬质合金压入试布氏硬度：载荷淬火钢球或硬质合金压入试样的表面，保持一定时间后卸载，试样表面出现样的表面，保持一定时间后卸载，试样表面出现压痕压痕 。压头为钢球压头为钢球时，布氏硬度用符号时，布氏硬度用符号HBSHBS表表示，适用于布氏硬度值在示，适用于布氏硬度值在450450以下的材以下的材料。料。压头为硬质合金压头为硬质合金时，用符号时，用符号HBWHBW表示，表示，适用于布氏硬度在适用于布氏硬度在650650以下的材料。以下的材料。符号符号HBSHBS或或HBWHBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序之前的数字表示硬度值，符号后

9、面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如如120HBS10/1000/30120HBS10/1000/30表示直径为表示直径为10mm10mm的钢球在的钢球在1000kgf1000kgf（9.807kN9.807kN）载荷作用下保持）载荷作用下保持30s30s测得的布氏硬度值为测得的布氏硬度值为120120。布氏硬度的优点：布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。测量误差小，数据稳定。 缺点：缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头 还硬的材料。还硬的材料。适于测量适于测量退火、正火、调质钢退火、正火、

10、调质钢, ,铸铁及有色金属的硬度。铸铁及有色金属的硬度。材料的材料的 b b与与HBHB之间的经验关系：之间的经验关系： 对于低碳钢对于低碳钢: : b b(MPa)(MPa)3.6HB3.6HB 对于高碳钢：对于高碳钢： b b( (MPa)MPa)3.4HB3.4HB 对于铸铁：对于铸铁： b b(MPa)(MPa)1HB1HB或或0.6(HB-40)0.6(HB-40)2 2洛氏硬度洛氏硬度用一个顶角为用一个顶角为120120度的金刚石圆锥体或直径为度的金刚石圆锥体或直径为1.5881.588的淬火钢球作的淬火钢球作为压头，先施加一个初载荷，然后在规定的主载荷作用下将压头为压头，先施加一

11、个初载荷，然后在规定的主载荷作用下将压头压入被测材料的表面。卸载后，根据压痕深度，可确定材料的洛压入被测材料的表面。卸载后，根据压痕深度，可确定材料的洛氏硬度，该值从表上可直接读出。氏硬度，该值从表上可直接读出。常用标尺有：常用标尺有：B B、C C、A A三种。三种。 HRA HRA 硬、薄试件，如硬质合金、表面淬火层和渗碳层。硬、薄试件，如硬质合金、表面淬火层和渗碳层。 HRB HRB 轻金属，未淬火钢，如有色金属和退火、正火钢等。轻金属，未淬火钢，如有色金属和退火、正火钢等。 HRC HRC 较硬，淬硬钢制品；如调质钢、淬火钢等。较硬，淬硬钢制品；如调质钢、淬火钢等。洛氏硬度的优点：操作