一材料性能PPT课件

采用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为 1.588mm的淬火钢球作为压头,直接测量压痕深度 来表示材料的硬度值。
试验时先施加初载荷，使压头与试样表面接 触良好，保证测量准确，再施加主载荷，保持到 规定的时间后再卸除主载荷，依据压痕的深度来 确定材料的硬度值。
15
2.洛氏硬度（HR）——生产上应用较广泛
8
二、塑性
定义： 材料受力后在断裂之前产生塑性变形的能力。
(1)断后伸长率
公式：A = （Lu- L0）/L0 ×100% 式中： L0—试样原标距的长度（mm）
Lu—试样拉断后的标距长度（mm）
(2)断面收缩率
公式： Z = （S0 - Su）/S0 ×100% 式中： S0—试样原始横截面面积（mm2）
2
一、强度
1）定义 金属在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能
力。 2）分类
根据载荷作用方式不同： a）抗拉强度——主要的常用强度指标； b）抗压强度； c）抗剪强度； d）抗扭强度； e）抗弯强度。
3
1.拉伸试样
形状：根据国家标准（GB/T228——2002） 有：圆形、矩形、六方形。
强度指标一般可以通过金属拉伸试验来测定。 把标准试样装夹在试验机上，然后对试样缓慢施 加拉力，使之不断变形直到拉断为止。
压痕直径（d）越小，数值越大，表示硬度 越高。
8
11
2)布氏硬度的符号及表示方法 布氏硬度的符号用 HBS或HBW表示。
① HBS表示压头为淬火 钢球，用于测定布氏 硬度值在450N/mm2（MPa）以下的金属材料，如 软钢、灰铸铁和有色金属等。对于较硬的钢或较薄 的板材不适用。
在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压 痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。

6-2 材料的性能
材料:人类社会发展历程的主要标 志
石器时代
青铜器时代
铁器时代
材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器 件、构件、机器和其他产品的物质。
人类不断的在自然界中发现材料，加工材料，创造新材料。
常见材料的分类:
金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料
常见材料的分类: 金属材料
金 铜 铝 钢
常见材料的分类: 无机非金属材料
玻璃
瓷
活性炭
泥土
常见材料的分类: 有机高分子材料
塑 料 制 品
橡胶轮胎
常见材料的分类: 复合材料 复合材料：需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成 另一种能满足人们要求的材料
玻璃钢
生活中常见 的材料
金属 木材 纸 塑料
常见材料的性能：木材
实木 人造板材
材料的选择
1.材料的性能是否能实现产品的使用功能，是否满足产品 的使用环境； 2.材料是否有良好的加工性能，是否有相应的加工设备； 3.考虑材料的价格。
材料的规划
1.料尽其用,优材不劣用,大材不小用,长材不短用； 2.先排大料，后排小料，两个构件不能共线，留出锯割、
刨削操作的余量； 3.木材的纹理趋向（顺纹锯割便于加工）； 4.要做好标记； 5.外用料要选择材质好、纹理美观，涂饰性能好的材料。
涂饰、隔热与绝缘
木材的优点：较好的强度性能、优良的加工性能
木材的缺点：暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发
生尺寸、形状的变化，导致变形、开裂、扭曲和 翘曲等现象
实木 木材
人造板材
密度板 刨花板 胶合板 细木工板
三聚氰胺板
常见材料的性能：金属
金属材料的特点：金属光泽、良好的导电导热、高延展性 1.强度：材料是否结实

南山学院
第一章 金属的力学性能
第一节 强度与塑性
一、材料的拉伸曲线
1、oe段：直线、弹性变性 oe段 直线、 2、es段：曲线、弹性变形+塑性变形 es段 曲线、弹性变形+ 3、s s 段：水平线（略有波动）明显 s’段 水平线（略有波动） 的塑性变形屈服现象， 的塑性变形屈服现象，作用的力基本不 试样连续伸长。 变，试样连续伸长。 4、s’b曲线：弹性变形+均匀塑性变形 b曲线：弹性变形+ 5、b点：出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低， 出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低， 拉伸力达到最大值，试样即将断裂。 拉伸力达到最大值，试样即将断裂。
南山学院
§1-1 强度与塑性
一、强度的指标
强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。 1、屈服点
σs = Fs/S0 符号： 符号： σs 材料产生屈服现象时的最小应力
Fs：试样屈服时所承受的拉伸力（N） S0 ：试样原始横截面积（mm） 试样屈服时所承受的拉伸力（ ） 试样原始横截面积（ ）
2、抗拉强度
4、测量范围
用于测量灰铸铁 结构钢、非铁金属及非金属材料等. 灰铸铁、 用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属材料等.
南山学院
§1-2 硬度
二、洛氏硬度
1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计） 洛氏硬度试验
原理: 用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面， 原理: 用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面， 经规定时间后卸除试验力， 经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一 种压痕硬度试验。 种压痕硬度试验。
南山学院
§1-2 硬度
一、布氏硬度

新型墙体材料
总结词
具有轻质、高强、保温、隔热等优点的墙体材料。
详细描述
新型墙体材料如加气混凝土、空心砖、复合板等，能够提高建筑物的隔热性能和 节能效果，同时减轻建筑物的重量，降低结构成本。
节能玻璃与陶瓷材料
总结词
具有优异保温、隔热性能的玻璃与陶 瓷材料。
详细描述
节能玻璃如Low-E玻璃、真空玻璃等 ，能够有效地隔绝室内外热交换，降 低能耗；陶瓷材料如保温瓷砖、耐火 砖等，具有优异的保温和耐火性能， 广泛应用于建筑领域。
智能建筑材料
总结词
能够感知、响应外界刺激并作出相应变化的建筑材料。
详细描述
智能建筑材料如形状记忆合金、压电陶瓷等，能够在温度、压力等外界刺激下产生相应的形变或电信号，用于建 筑结构的自适应调节和智能控制。
THANKS
感谢观看
建筑材料课件
目录
• 建筑材料的基本性质 • 建筑材料的分类 • 常用建筑材料介绍 • 新材料与技术发展
01
建筑材料的基本性质
物理性质
密度
表示材料的质量与体积 之比，是材料的基本物 理属性，影响材料的运
输和存储。
孔隙率
表示材料的孔隙体积与 总体积之比，影响材料 的吸水性、保温性和强
度。
吸水性
材料吸收水分的能力， 与材料的孔隙率和孔径
墙体、柱子等。
木材
木材是一种可再生资源，具有 良好的加工性能和美学效果， 因此在建筑中广泛应用。
木材的强度和重量比值较高， 易于加工和安装，可以用于构 建轻巧的框架结构和装饰装修 。
木材的耐久性相对较低，容易 受到腐蚀和虫害的影响，因此 需要采取防腐、防虫等保护措 施。
钢材
钢材是一种高强度、高刚性的建 筑材料，广泛用于各种建筑结构

金属材料PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属材料概述 • 金属材料的性能 • 金属材料的制备与加工 • 金属材料的腐蚀与防护 • 金属材料的应用 • 金属材料的发展趋势与展望
01 金属材料概述
金属材料的定义与分类
总结词
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的工程材料。根据成分和用途，金属材料可分为 多种类型。
要点二
详细描述
金属材料的发展可以追溯到古代的铜器时代，当时人们开 始使用铜制工具和武器。随着冶金技术的不断发展，钢铁 逐渐取代铜成为主要的金属材料。如今，随着科技的不断 进步，新型金属材料如钛合金、镍基合金等不断涌现，这 些材料具有更高的强度、耐腐蚀性和轻量化等特点，为工 程领域的发展提供了更多可能性。
装配和调试
通过喷涂、电镀、化学镀等工艺对金属表 面进行处理，以提高其耐腐蚀、美观和功 能性。
将加工好的金属零件组装成完整的机械或 设备，并进行调试和性能测试。
金属材料的热处理
退火
将金属材料加热至适当温度，保温一段 时间后缓慢冷却，以消除内应力和提高
塑性。
淬火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却至室温，以获得高
硬度和耐磨性。
正火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却，以提高其硬度和 强度。
回火
将淬火后的金属材料加热至适当温度 ，保温一段时间后缓慢冷却，以稳定 其组织和性能。
04 金属材料的腐蚀与防护
金属腐蚀的类型与机理
均匀腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，导致 整体性能下降。
局部腐蚀
金属表面某些区域受ห้องสมุดไป่ตู้集中腐蚀 ，如点蚀、缝隙腐蚀等。

• 通常以冲击强度的大小、晶状断面率来衡量。
• 韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。
第15页/共113页
二、物理性能
• 密度、熔点、导电性、导热性、磁性、膨胀系 数等。
• 1、衡量材料的导热能力指标
• 导热系数——w/(m·℃) • 传热系数——w/(m2·℃)
• 换热器应选用导热系数大的材料； • 保温材料应选用导热系数小的材料
适用于强氧酸，如硝酸及亚硝酸。 • 哈氏合金C：是最通用的耐腐蚀合金之一 ，对强氧化性的盐溶液如氯化铁、氯
化铜耐腐蚀性很好，适用于多种腐蚀性物质混合的介质。 • 316及316LSST2不锈钢，是常用的耐腐蚀性材料
• 抗氧化性
• 碳钢用于400℃以下使用；高于该温度其抗氧化腐蚀能力差； • 加入Cr,Al,Si合金元素的耐热钢，增强抗蚀性。
第26页/共113页
碳钢分类——
• 一般按含碳量、用途、质量和冶炼方法分类
• 按含碳量可分为：
• 低碳钢(C<0.25％)，中碳钢(0.25％<C<0.6％)，高碳钢 (C>0.6％)；
• 按钢的用途：
• 碳素结构钢和碳素工具钢；
• 按钢的质量可分为：
• 普通碳素钢(S≤0.055％，P≤0.45％)， • 优质碳素钢(S、P≤0.04％) • 高级优质碳素钢
• 16MnR ，Q235A、20号钢、20R 、0Cr19Ni9 、9Cr17 、 HT200， QT400-15
第23页/共113页
一、金属材料的分类
• 金属材料主要分两大类:
• 黑金属——碳钢和铸铁
• 机械设备中主要是碳钢和铸铁
• 有色金属——铜、锌、锡等
• 水处理中常用的种类——

25
• （2）生物相容性：钛及钛合金的缺点是硬度较低，耐磨性差。
为了改善钛及钛合金的耐磨性能，可将钛制品表面进行高温离子 氮化及应用离子注入技术处理，通过引起晶格畸变，使制品表面呈压 力状态，从而提高硬度和耐磨性。
离子氮化后的纯钛及钛合金硬度分别提高7倍和2倍。纯钛的磨损 率降低到原来的1/2，钛合金降低到原来的1/6；氮化后钛材的年腐蚀 率是非氮化的1/3。动物实验表明组织对表面渗氮钛材反应轻微，材 料无毒性。
795～1000 1790 600
CoNiCrMoWF 冷加工 e
828
退火(ISO)
276
1000 600
延伸率(%)
9.0 15.0 28.0 8.0 60.0 12.0 10.0 50.0 8.0 50.0
18.0
50.0
疲劳强度 (MPa) 250 280 897 － 345 586 － － － －
• 形状记忆效应普遍认为与无扩散马氏体相变有关，即本质上就是热 弹性。热弹性行为归因于母相和马氏体的排序秩序。充分地了解与 马氏体相变相关地机械行为和热行为是必要的。
• 形状记忆合金可用于拱形牙齿矫正。
• 3.5 其他金属
• （1）医用钽
•
钽是化学活性很高的金属，在生理或其它环境中，甚至在缺氧的状态
0.03%，进一步提高了其在含Cl溶液体系中的耐蚀性能，
降低了材料致敏性，这就是常见的316L不锈钢
表给出了奥氏体不锈钢316和316L的力学性能。显然，退火态的材料硬度与 强度较低，而经过冷加工后，材料可以具有更高的强度和硬度。这说明此类材料 可以在大范围内调节力学性能。
但即使是牌号为316L的不锈钢在体内的特定环境下（如在高压或缺氧区域） 也会被腐蚀。它们适合做临时装置，如骨折固定板、固定螺钉或销子.。

v eEl / vme
j nev ne(eEl / vme ) (ne2l / vme )E
E
其中，电导率为： ne2l / vme = ne2t me
从金属的经典电子理论导出了欧姆定律的微分形 式，而且得到了电导率的表达式。
从电导率表达式知：电导率与自由电子的数量成 正比，与电子的平均自由程成正比。
22
❖ 容易想象温度越高，x2越大振幅愈大，振动愈激烈，因而对 周期场扰动愈甚，电子愈容易被散射，故有：散射几率p与x2 成正比，可得出：R∝ρ∝p∝x2∝T。即电阻R与绝对温度T 成正比。这样就解决了经典电子理论长期得不到定量解释的 困难。
一、电阻和导电的基本概念 ❖ 电阻率
❖ 电导率
电阻率和电导率都与材料的尺寸无关，而只决定于它 们的性质，因此是物质的本征参数，可用来作为表征 材料导电性的尺度。
根据材料导电性能好坏，可把材料分为：
❖ 导体 : ρ＜10-5Ω•m
❖ 半导体 : 10-3Ω•m ＜ ρ＜ 109Ω•m
❖ 绝缘体 : ρ＞ 109Ω•m ❖ 不同材料的导电能力相差很大，这是由它们的结构
作为太阳能电池的半导体对其导电性能的要求更高，以追求 尽可能高的太阳能利用效率。
电学性能包括：导电性能、超导电性、介电性、铁 电性、热电性、接触电性、磁电性、光电性。
本章主要讨论材料产生电学性能的机理，影响材料 电学性能的因素，测量材料各类电学性能参数的方法 以及不同电学性能材料的应用等。
3.1 金属的导电性
第三章 材料的电学性能
在许多情况下，材料的导电性能比材料的力学性能还要重要。
导电材料、电阻材料、电热材料、半导体材料、超导材料和 绝缘材料都是以材料的导电性能为基础。

电性能
大部分塑料是电绝缘体， 但也有一些塑料具有良好 的导电性能，如碳纤维增 强塑料。
塑料的化学性能
耐腐蚀性
塑料对大多数化学物质都 具有较好的耐腐蚀性，但 也有一些塑料容易被某些 化学物质腐蚀。
稳定性
塑料在常温下较为稳定， 但在高温或紫外线下容易 发生氧化或降解。
反应性
某些塑料可以进行化学反 应，如聚合或交联，而有 些塑料则具有催化作用。
05
案例分析
案例分析 案例一：高性能塑料汽车零部件设计
轻量化设计
高性能塑料具有较低的密度，能够显著减轻汽车零部件的重 量，从而提高燃油经济性和减少碳排放。
耐腐蚀性
高性能塑料具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗汽车零部件在长 时间使用过程中受到的化学腐蚀和环境侵蚀。
案例分析 案例一：高性能塑料汽车零部件设计
功能创新
开发具有新功能的塑料产品，满足不断变化 的市场需求。
结构设计优化
通过改进产品的结构，提高产品的性能和使 用寿命。
环保创新
开发环保型的塑料产品，减少对环境的负面 影响。
04
塑料性能数据在产品设计中的应用
材料选择与性能匹配
总结词
在产品设计过程中，材料的选择至关重要，而塑料作为一种常见的材料，其性 能数据对设计的影响不容忽视。
03
以便更好地进行产品设计和优化。
展望
对听众的建议
建议听众在实际工作中不断学习和探索，关注塑料行业的最新动态，提高自己的专业素养，以适应未 来发展的需要。
THANKS
感谢观看
详细描述
通过分析塑料的性能数据，设计师可以更好地了解材料的应力、应变、耐热性、 阻隔性等特点，从而优化产品的结构，提高产品的稳定性、耐用性和功能性。