1、01 零部件对材料性能的要求机械工程材料的类型及主要特征零部件所受的各种负荷工程设计与加工处理所需的材料性能1.1 零部件所受的各种负荷力学负荷l 静载荷：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲动载荷：交变载荷、冲击载荷l 引起零件的变形（弹性、塑性）甚至断裂。热负荷尺寸精度下降；材料强度降低（持久强度）；高温蠕变；氧化；热应力；热疲劳环境介质的作用l 腐蚀：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀l 摩擦磨损：粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损l 老化：高分子材料由于受环境因素作用而导致性能下降。2.2 工程设计与加工处理所需材料性能整机性能、零部件性能与材料性能的关系l整机性能：机器构造（架构）、制造加工
2、、零部件性能l零部件性能：结构、加工处理、材料性能、使用因素l机械设计时，主要根据零部件失效方式来正确选材及确定零件形状尺寸。2.2 材料性能材料性能使用性能力学性能 ： 强度、塑性、刚度、弹性、硬度、冲击韧度、断裂韧度、疲劳极限、摩擦磨损、高温蠕变工艺性能 ：铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工理化性能 ： 密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性、磁学性能、光学性能耐酸性、耐碱性、耐蚀性、抗氧化性材料工艺性能材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为 变形 。l外力去除后能够恢复的变形称为 弹性变形 。l外力去除后不能恢复的变形称为 塑性变形 。 五万吨水压机材料的力学性能低碳钢的应力 -应变
3、曲线拉伸试样拉伸试验机应力 = P/F0应变 = (l-l0)/l0拉伸实验和应力应变曲线拉伸实验和应力应变曲线弹性和刚度 弹性： 指标为弹性极限 e，即 材料承受最大弹性变形时的应力 。 刚度： 材料受力时抵抗弹性变形的能力 。指标为弹性模量 E。 e弹性模量 的大小主要取决于材料的本性（ 成分 ），除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。 强度 ： 材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。l屈服强度 s： 材料发生微量塑性变形时的应力值。l条件屈服强度 p0.2： 残余变形量为 0.2%时的应力值。l抗拉强度 b： 材料断裂前所承受的最大应力值。s0.2强度10
