金属材料性能论文金属材料的论文
- 格式:doc
- 大小:51.00 KB
- 文档页数:7
标题:浅谈形状记忆合金材料的发展趋势班级:车辆1001班姓名:黄仟叁高分子形状记忆合金的发展及趋势摘要:本论文主要讨论形状记忆合金相关内容,扼要地叙述了形状记忆合金的发现以及发展历史和分类, 介绍了形状记忆合金在工程中应用的现状以及发展前景。
关键词:形状记忆合金、形状记忆合金效应、应用一、引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy ,SMA) 是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。
形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME) 。
研究表明, 很多合金材料都具有SME ,但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复力的,才具有利用价值。
到目前为止,应用得最多的是Ni2Ti 合金和铜基合金(CuZnAl 和CuAlNi) 。
形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用。
二、形状记忆合金的发展史1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应,即合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又可以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
1938年。
当时美国的在Cu-Zn合金小发现了马氏体的热弹件转变。
随后,前苏联对这种行为进行了研究。
1951年美国的Chang相Read在Au47·5Cd(%原子)合金中发现了行状记忆效应。
这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。
数年后,Burkhart 在In-Ti 合金中观察到同样的现象。
然而在当时,这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视。
直至1962年,美国海军机械研究所r发现了Ni-Ti合金中的的形状记忆效应,才开创了“形状记忆”的实用阶断。
钢铁材料论文引言钢铁是一种重要的金属材料,广泛应用于建筑、制造业、交通运输等领域。
其优良的机械性能和良好的可塑性使其成为首选材料之一。
本文旨在探讨钢铁材料的特性、制造工艺和应用领域,以及未来的发展趋势。
钢铁特性机械性能钢铁具有优良的机械性能,包括强度、韧性和硬度等。
其高强度使其能够承受大的荷载,广泛应用于高层建筑和桥梁等工程项目中。
韧性使其具有较好的抗震性能和抗疲劳能力。
而硬度则使其能够抵抗磨损和变形。
可塑性钢铁具有较好的可塑性,可以通过热加工和冷加工等工艺得到各种形状的产品。
例如,使用铸造工艺可以生产出复杂形状的零件,而冷轧工艺则可以得到细致的薄板材料。
钢铁的可塑性使其能够满足不同行业对材料形状和尺寸的需求。
耐腐蚀性通过合金化和镀层等方法,钢铁可以提高其耐腐蚀性能。
例如,不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的特殊钢铁,广泛应用于化工和食品加工等领域。
钢铁的耐腐蚀性使其能够在恶劣的环境中长期使用。
钢铁制造工艺炼铁炼铁是从铁矿石中提取铁的核心工艺。
它包括矿石的矿石炼制、熔融和铸造等步骤。
在矿石炼制过程中,铁矿石经过碳还原反应得到铁和炉渣。
随后,通过熔融和铸造,铁水被浇铸成不同形状的铁坯。
钢铁冶炼钢铁冶炼是通过炼铁和炉外精炼来提高钢铁的纯度和性能。
炼铁过程中,控制炉料的成分和温度可以调整钢铁的成分和质量。
炉外精炼则通过加入合金元素和进行真空处理等方法来进一步改善钢铁的性能。
钢铁加工钢铁加工是将铸造或锻造的钢铁材料通过切削、冲压、焊接等工艺进行成型和加工。
切削工艺包括铣削、车削和钻削等,可以得到具有精确尺寸和表面质量的零件。
冲压工艺可以通过模具对薄板进行冲压,制作出各种形状的零件和外壳。
焊接工艺可以将多个钢铁零件连接在一起,形成更复杂的结构。
钢铁应用领域建筑业钢铁在建筑业中广泛应用于高层建筑、桥梁和地下工程等。
其高强度和韧性使其能够承受大的荷载和抗震性能,保证了建筑物的结构安全。
此外,钢铁还可以用于建筑的外墙、屋顶和门窗等部件。
《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究摘要:随着科技的不断发展,纳米材料的研究已成为当今科学界关注的焦点。
本篇论文致力于探索一种新型的贵金属/MXene纳米复合材料,通过对材料的合成、表征以及性能的深入研究,揭示了其在诸多领域潜在的应用价值。
一、引言贵金属因其独特的物理和化学性质,在众多领域中都有着广泛的应用。
而MXene作为一种新兴的二维材料,因其优异的电学、热学和力学性能,也受到了科研人员的广泛关注。
将贵金属与MXene结合,形成纳米复合材料,有望进一步提升材料的综合性能。
二、贵金属/MXene纳米复合材料的研制1. 材料选择与制备方法本部分详细描述了贵金属/MXene纳米复合材料的制备过程。
包括原料的选择、制备工艺的确定以及实验条件的控制等。
通过化学气相沉积法、溶胶凝胶法等手段,成功制备出具有优异性能的贵金属/MXene纳米复合材料。
2. 材料表征通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段,对制备出的贵金属/MXene纳米复合材料进行表征。
从微观结构上分析材料的组成、形貌以及尺寸分布等。
三、性能研究1. 电学性能贵金属/MXene纳米复合材料具有优异的电导率和电化学性能。
通过电导率测试、循环伏安法等手段,研究材料的电学性能,并探讨其在实际应用中的潜力。
2. 磁学性能对贵金属/MXene纳米复合材料的磁学性能进行研究。
通过磁化曲线、磁滞回线等手段,分析材料的磁学特性,为进一步应用提供理论依据。
3. 催化性能研究贵金属/MXene纳米复合材料在催化领域的应用。
通过催化实验,探讨材料在化学反应中的催化活性、选择性以及稳定性等。
四、应用领域探讨结合贵金属/MXene纳米复合材料的优异性能,探讨其在能源、环保、生物医学等领域的应用潜力。
如作为锂离子电池的电极材料、催化剂、生物传感器等。
五、结论本论文成功研制出贵金属/MXene纳米复合材料,并通过一系列实验手段对其性能进行了深入研究。
金属材料的论文
金属材料是工程领域中最常用的材料之一,其在制造业中扮演着重要的角色。
金属材料的研究不仅涉及到材料的物理性能和化学性质,还包括了材料的加工工艺、应用领域等方面。
本文将从金属材料的分类、性能及应用等方面展开论述。
首先,金属材料根据其成分和结构可以分为铁基金属材料和非铁基金属材料两
大类。
铁基金属材料主要包括铁、钢和铸铁等,而非铁基金属材料则包括铝、镁、铜、镍、钛等。
每一类金属材料都有其独特的物理性能和化学性质,适用于不同的工程领域。
其次,金属材料具有优良的导热性、导电性和机械性能。
其中,铝合金具有较
高的强度和耐腐蚀性,因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用;而钢材具有较高的硬度和韧性,适用于建筑结构、机械制造等领域。
除此之外,金属材料还具有良好的可塑性和可焊性,能够满足复杂零部件的加工需求。
另外,金属材料在现代工业中有着广泛的应用。
例如,铝合金被广泛应用于航
空航天领域,用于制造飞机机身、发动机零部件等;而不锈钢则被用于制造化工设备、厨具等。
此外,金属材料还在建筑领域、电子领域、医疗领域等有着重要的应用价值。
总之,金属材料作为工程材料的重要组成部分,其研究和应用对于推动制造业
的发展具有重要意义。
随着科技的不断进步,金属材料的性能和加工工艺也在不断提升,为各个领域的工程应用提供了更多可能性。
希望本文能够对金属材料的研究和应用提供一定的参考价值,推动金属材料领域的进一步发展。
第一章绪论1.1镁合金的性质.特点及应用镁合金是在镁的基础上融入了其他的元素而形成的合金。
它的特点是强度不低,密度不大,散热性好,能抗震,能够承受的冲击力要比铝合金大,抗腐蚀等。
镁是最轻的一种金属,其比重只有铁的四分之一,铝的三分之二。
在所有的实用金属中,其是最轻的,并且强度高,刚性强。
镁合金在合金进行散热的过程中占有很大的优势,比如散热器分别是一块镁合金和一块铝合金,体积相同,形状相同,这表明镁合金所制作出来的散热片的根部其空气温度和顶部的空气温度相比效果要差些,意味着镁合金的散热性要强于铝合金的散热性,所以在空气的扩散对流中,通过对散热器来加速起内部空气的对流,从而提升其散热效率。
所以,在温度一定的情况下,镁合金的散热速度比铝合金的要快一倍。
镁合金这个行业在中国制造的行业中,得到了升级过程中的优惠。
镁合金是资金和材料都很密集的行业,较低的价格和稳定的态势,技术研发等的进步,铸造业的集中性和密集性使得镁合金的发展迅猛,其后市发展的态势很好。
1.1.1镁的基本性质在地壳中,镁的含量最高,分布最广。
其中白云石、花菱镁矿、光卤石等都是极具工业价值的矿物。
并且,海水也是镁资源的发源地之一。
在工业上通过电解熔融氧化镁的让其还原得到金属镁的方法称为熔盐电解法;而在电炉中通过硅铁等来还原金属镁的方法叫做硅热还原法。
物理性质:质地柔软,熔点不高,呈银白色。
镁是一种金属,柔软而具有光泽。
1.1.2 镁合金的特点镁合金主要应用在工程上,质量很轻,镁和镁合金的密度相对来说较小,只有铝的2/3,锌的1/4,铁的1/4。
这些年以来环保要求日益增高,使得汽车行业不得不减少自身的重量,减少排放温室气体,因此镁合金成为了最佳的材料。
镁合金自身的特点,再加上它铸造功能强,具有很好的切割性,尺寸又比较稳定,抗震减压的功能好,所以成为了航空航天和汽车工业上的第一代替品。
并且镁合金的抗冲击性强,具有强烈的抗电磁波干扰,散热功能好,所以如果电子通讯行业3G产品要发展成为短小轻薄的产品的话,镁合金是必选的材料。
金属材料论文金属材料是一种重要的结构材料,在工程领域中具有广泛的应用。
随着科学技术的不断进步和发展,人们对金属材料的研究也越来越深入,涉及到材料的组成、结构、性能以及应用等诸多方面。
首先,金属材料的组成是研究的重点之一。
金属材料通常是由金属元素经过熔炼、合金化等工艺制备而成。
不同的金属元素在材料中的含量和比例,直接影响材料的性能。
例如,铁和碳的合金化可以获得钢材,铝和铜的合金化可以获得铝杂铜。
通过研究金属材料的组成,可以探索材料的结构特征和性能表现。
其次,金属材料的结构是研究的又一关键点。
金属材料的晶格结构和晶粒尺寸对材料的性能具有重要影响。
晶格结构可以通过X射线衍射等方法进行表征,晶粒尺寸可以通过电子显微镜观察得到。
研究金属材料的结构,可以了解材料的内部构造和组织形态,为进一步研究材料的性能提供基础。
再次,金属材料的性能是研究的核心内容。
金属材料具有优异的机械性能,如强度、硬度、韧性等。
此外,金属材料还具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性等特点。
研究金属材料的性能,不仅可以进行性能评估和比较,还可以为材料的设计和应用提供指导。
最后,金属材料的应用是研究的最终目的。
金属材料广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
例如,钢材用于建筑和桥梁的承重结构,铝合金用于制造航空器的机身和翅膀,不锈钢用于厨具和医疗器械等。
通过研究金属材料的应用,可以发展新的材料和工艺,提高生产效率和质量。
综上所述,金属材料的研究包括组成、结构、性能和应用等方面,这些方面相互关联、相互作用,共同构成了金属材料的科学体系。
通过不断深入研究,可以进一步提高金属材料的性能和应用,推动工程技术的发展和进步。
金属材料毕业论文金属材料毕业论文金属材料在现代社会中扮演着重要的角色,广泛应用于各个领域,如建筑、汽车、航空航天等。
因此,对金属材料的研究和应用具有重要意义。
本文将从金属材料的分类、性能、加工以及未来发展等方面进行探讨。
一、金属材料的分类金属材料可以根据其组成元素和结构特点进行分类。
常见的金属材料包括钢铁、铝、铜、镁等。
钢铁是一种含有碳元素的合金,具有优异的强度和韧性,广泛应用于建筑和机械制造领域。
铝具有轻质、导电性好等特点,被广泛应用于航空航天和汽车制造等领域。
铜是一种良好的导电材料,常用于电子元器件的制造。
镁具有轻质、高强度等特点,被广泛应用于航空航天和汽车制造领域。
二、金属材料的性能金属材料具有许多独特的性能,如强度、韧性、导电性、导热性等。
强度是金属材料抵抗外力破坏的能力,是评价材料质量的重要指标。
韧性是金属材料在外力作用下发生塑性变形的能力,直接影响材料的可靠性和使用寿命。
导电性是金属材料传导电流的能力,是电子元器件制造中的重要性能指标。
导热性是金属材料传导热量的能力,影响材料的热稳定性和散热效果。
三、金属材料的加工金属材料的加工是将原始材料转变为最终产品的过程。
常见的金属加工方法包括锻造、铸造、冲压、焊接等。
锻造是通过对金属材料施加压力,使其发生塑性变形,从而得到所需形状的加工方法。
铸造是将熔化的金属倒入模具中,经过冷却凝固后得到所需形状的加工方法。
冲压是利用冲压设备对金属材料进行剪切、冲孔、弯曲等加工方法。
焊接是将两个或多个金属材料通过加热或施加压力使其连接在一起的加工方法。
四、金属材料的未来发展随着科技的不断进步,金属材料的研究和应用也在不断发展。
未来,金属材料的发展趋势将主要体现在以下几个方面。
首先,金属材料将更加注重环保和可持续发展。
随着环境问题的日益突出,金属材料的生产和使用将更加注重资源利用效率和环境保护。
其次,金属材料将更加注重功能性和多样化。
随着科技的不断进步,人们对金属材料的性能要求越来越高,金属材料将不仅仅满足基本的力学性能,还将具备更多的功能性能,如防腐、防磨、防辐射等。
关于金属材料英语作文Title: Exploring the Wonders of Metal Materials。
Introduction:Metal materials have played a crucial role in human civilization for millennia, serving as the backbone of various industries and technological advancements. From ancient tools to modern skyscrapers, the versatility and strength of metals have shaped the world we live in today.Definition and Classification:Metal materials are chemical elements or alloys characterized by their high electrical conductivity, luster, malleability, and ductility. They can be classified into ferrous metals (containing iron) and non-ferrous metals (without iron). Ferrous metals include steel and cast iron, while non-ferrous metals encompass aluminum, copper, and titanium, among others.Properties and Characteristics:1. Strength: Metals exhibit high tensile strength, making them suitable for structural applications such as bridges and buildings.2. Conductivity: Many metals are excellent conductors of electricity and heat, essential for electrical wiring and heat exchange systems.3. Malleability and Ductility: Metals can be easily shaped and formed into various structures without fracturing, allowing for intricate designs and manufacturing processes.4. Corrosion Resistance: Certain metals possess natural resistance to corrosion, extending their lifespan and durability in harsh environments.5. Recyclability: Metals are highly recyclable, reducing environmental impact and conserving naturalresources.Applications:1. Construction: Steel and aluminum are extensively used in construction for their strength-to-weight ratio and corrosion resistance, contributing to the creation of durable and sustainable infrastructure.2. Transportation: Metals play a vital role in transportation, from the construction of automobiles and aircraft to the railway industry, where steel rails ensure smooth and safe travel.3. Electronics: Copper and aluminum are essential components in electrical wiring and circuitry due to their excellent conductivity and reliability.4. Manufacturing: Metal materials are fundamental in manufacturing processes, ranging from machining and casting to forging and welding, enabling the production of diverse products across industries.5. Aerospace and Defense: Titanium alloys are prizedfor their lightweight yet robust properties, making them ideal for aerospace applications and military equipment.Challenges and Innovations:1. Environmental Impact: The extraction and processing of metals can have significant environmental consequences, including habitat destruction and pollution. Innovations in sustainable mining practices and recycling technologies aim to mitigate these impacts.2. Material Performance: Continuous research and development efforts focus on enhancing the performance of metal materials, such as developing advanced alloys with superior strength-to-weight ratios and resistance to extreme conditions.3. Cost Considerations: The cost of metal materials can vary depending on factors such as availability, demand, and production methods. Efforts to optimize manufacturingprocesses and explore alternative materials aim to address cost concerns while maintaining quality.4. Global Supply Chain Dynamics: The global supply chain for metal materials is complex and subject to geopolitical factors and market fluctuations. Diversification of sources and strategic partnerships help mitigate risks and ensure a stable supply of essential metals.Conclusion:Metal materials represent a cornerstone of modern civilization, contributing to advancements in technology, infrastructure, and everyday life. As we continue to innovate and address challenges in the realm of metal materials, we pave the way for a more sustainable and resilient future.。
金属材料工程毕业论文金属材料工程毕业论文金属材料工程是一个涉及材料科学和工程学的领域,研究金属材料的结构、性能和应用。
作为一门重要的工程学科,金属材料工程在现代工业生产中起着至关重要的作用。
本文将探讨金属材料工程的研究内容和应用领域,以及未来的发展方向。
一、金属材料工程的研究内容金属材料工程的研究内容非常广泛,包括金属材料的合金设计、制备工艺、性能测试和表征等方面。
其中,合金设计是金属材料工程的核心内容之一。
通过调节金属中的元素成分和相组成,可以改变金属的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性等特性。
合金设计的目标是寻找最佳的成分和相组成,以满足特定工程应用的需求。
制备工艺是金属材料工程的另一个重要方面。
不同的制备工艺可以产生具有不同结构和性能的金属材料。
常见的制备工艺包括熔炼、铸造、轧制、焊接和热处理等。
这些工艺的选择和优化对于获得高质量的金属材料至关重要。
性能测试和表征是评价金属材料性能的重要手段。
通过对金属材料的硬度、强度、韧性、疲劳寿命等性能进行测试,可以了解材料的力学性能。
同时,通过金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征手段,可以观察金属材料的微观结构和相组成,进一步揭示材料的性能与结构之间的关系。
二、金属材料工程的应用领域金属材料工程在许多领域都有广泛的应用。
首先是工业领域,金属材料广泛应用于汽车、航空航天、船舶、建筑和机械等行业。
例如,高强度钢和铝合金在汽车制造中被广泛使用,以提高汽车的安全性和燃油效率。
航空航天领域对于高温合金和轻质材料的需求也促进了金属材料工程的发展。
其次是能源领域,金属材料工程在能源产业中扮演着重要的角色。
例如,燃气轮机用的镍基高温合金具有良好的耐热性和抗氧化性能,可以用于提高燃气轮机的效率和寿命。
此外,太阳能电池中的铜铟镓硒薄膜材料也是金属材料工程的研究方向之一。
再次是生物医学领域,金属材料工程在医疗器械和人工关节等方面有着广泛的应用。
例如,钛合金在人工关节中被广泛使用,具有良好的生物相容性和力学性能,可以提供良好的支撑和运动性能。
船电101 李伟聪09 何碧枢11关于“金属材料的力学性能”的论文金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力,如强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。
这些性能是化工设备设计中材料选择及计算时决定许用应力的依据。
㈠强度材料的强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力.一般来讲,材料强度仅指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力,像弹性极限、屈服点、抗拉强度、疲劳极限和蠕变极限等。
材料在常温下的强度指标有屈服强度和抗拉(压)强度。
屈服强度表示材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力。
抗拉强度表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。
在工程上,不仅需要材料的屈服强度高,而且还需要考虑屈服强度与抗拉强度的比值(屈强比),根据不同的设备要求,其比值应适当。
屈强比较小材料制造的零件具有较高的安全可靠性,因为在工作时万一超载,也能由于塑性变形使金属的强度提高而不致立刻断裂。
但如果屈强比太低,则材料强度的利用率会降低。
因此,过大、过小的屈强比都是不适宜的。
在化工炼油设备中,很多零部件是长期在高温下工作的,对于制造这些零部件的金属材料的屈服限ss、抗拉强度限sb都会发生显著变化,必须考虑温度对力学性能的影响。
通常随着温度升高,金属的强度降低而塑性增加。
另外,金属材料在高温长期工作时,在一定应力下,会随着时间的延长缓慢地不断发生塑性变化的现象,称为“蠕变”现象。
例如,高温高压蒸汽管道虽然其承受的应力远小于工作温度下材料的屈服点,但在长期的使用中则会产生缓慢而连续的变形使管径日趋增大,最后可能导致破裂。
材料在高温条件下抵抗这种缓慢塑性变形的能力,用蠕变极限sn表示。
蠕变极限是指试样在一定温度下和在规定的持续时间内,产生的蠕变变形量(总的或残余的)或第Ⅱ阶段的蠕变速度等于某规定值时的最大应力。
对于长期承受交变应力作用的金属材料,还有考虑“疲劳破坏”。
所谓“疲劳破坏”是指金属材料在小于屈服强度极限的循环载荷长期作用下发生破坏的现象。
疲劳断裂与静载荷下断裂不同,无论在静载荷下显示脆性或韧性的材料,在疲劳断裂时,都不产生明显的塑性变形,断裂是突然发生的,因此具有很大的危险性,常常造成严重的事故。
金属材料在循环应力下,经受无限次循环而不发生破坏的最大应力称为“疲劳强度”,以sr(见(a)式)表示,称为应力循环系数或应力比,在对称循环时,(r=-1)表示。
对于一般钢材,以106~107次不被破坏的应力,作为疲劳强度。
㈡硬度硬度是指固体材料对外界物体机械作用(如压陷、刻划)的局部抵抗能力。
它是由采用不同的试验方法来表征不同的抗力。
硬度不是金属独立的基本性能,而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。
在工程技术中应用最多的是压入硬度,常用的指标有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB)和维氏硬度(HV)等。
所得到的硬度值的大小实质上是表示金属表面抵抗压入物体(钢球或锥体)所引起局部塑性变形的抗力大小。
一般情况下,硬度高的材料强度高,耐磨性能较好,而切削加工性能较差。
根据经验,大部分金属的硬度和强度之间有如下近似关系:低碳钢sb≈0.36 HB高碳钢sb≈0.34 HB灰铸铁sb≈0.1 HB因而可用硬度近似地估计抗拉强度。
㈢塑性材料的塑性是指材料受力时,当应力超过屈服点后,能产生显著的变形而不即行断裂的性质。
工程上以延伸率d和断面收缩率y作为衡量金属静载荷下塑性变形能力的指标。
1.延伸率(d)延伸率主要反映材料均匀变形的能力。
它以试件拉断后,总伸长的长度与原始长度的比值百分率d(%)来表示。
(2-1)(2-1)式中l----试件断裂后的标距长度,mm2;l0----试件原始的标距长度,mm2;△l----断裂后试件的绝对伸长量,mm2。
延伸率的大小与试件尺寸有关,为了便于进行比较,须将试件标准化。
现国内采用的拉伸试样有:长圆试样用l0/d0=10(d0 为试样直径)、短圆试样用l0/d0=5,分别在延伸率下标以d10和d5来表示。
2.断面收缩率y 断面收缩率主要反映材料局部变形的能力。
它以试件拉断后,断面缩小的面积与原始截面面积比值的百分率y(%)来表示。
(2-2)式中A----试件断裂后的最小截面积,mm2;A0----试件的原始截面积,mm2。
断面收缩率的大小与试件尺寸无关。
它不是一个表征材料固有性能的指标,但它对材料的组织变化比较敏感,尤其对钢的氢脆以及材料的缺口比较敏感。
材料的延伸率与断面收缩率值愈大,材料塑性愈好。
塑性指标在化工设备设计中具有重要意义,有良好的塑性才能进行成型加工,如弯卷和冲压等;良好的塑性性能可使设备在使用中产生塑性变形而避免发生突然的断裂。
承受静载荷的容器及零件,其制作材料都应具有一定塑性,一般要求d5=10%~20%。
过高的塑性常常会导致强度降低。
㈣冲击韧性=V对于承受波动或冲击载荷的零件及在低温条件下使用的设备,其材料性能仅考虑以上几种指标是不够的,必须考虑抗冲击性能。
材料的抗冲击能力常以使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面面积来衡量,称为材料的冲击韧度,以ak表示,单位J/cm2。
韧性可理解为材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时并迅速塑性变形的能力。
韧性高的材料一般都有较高的塑性指标,但塑性指标较高的材料,却不一定具有较高的韧性,原因是在静载下能够缓慢塑性变形的材料,在动载下不一定能迅速地塑性变形。
因此,冲击值的高低,决定于材料有无迅速塑性变形的能力。
由于ak值在低温时会有不同程度的下降,故在化工设备中,低温容器所用钢板,ak值不得低于30 J/cm2。
“金属的力学性能”是“金属材料与热处理基础”教学单元中的重要内容,在“金属的力学性能”教学单元中涉及的实验较多,教材通过各种试验机的实验结果分别说明各力学性能指标的测定.一、巧设演示,引出概念恰当的课堂演示可以把一些深奥难懂的问题直观地反映出来,通过感性认识加深对知识的理解,从而达到深入浅出的教学效果。
例如,讲述“强度”“韧性”的概念时,可以分别做以下演示实验。
演示1取一段100mm长Φ0.6mm的细铁丝和100mm长Φ0.9mm 的焊锡丝,徒手对拉,锡丝很容易拉断而细铁丝拉不断。
说明细铁丝在拉力(静载荷)作用下更难断裂,即抵抗能力更强。
由此引出“强度”的概念,可以容易理解。
演示2用手指轻弹橡皮泥和粉笔,结果是橡皮泥产生了弯曲但并没有断裂,粉笔立即断成两截飞出。
说明在冲击载荷的作用下粉笔的抵抗能力更弱,由此引出“冲击韧性”的概念。
这样就能从感受中理解概念。
再如,在讲到材料的硬度时,可用一简单的实验求证课本知识:找一把小刀切削橡皮擦和铅笔。
小刀可以轻而易举地切削橡皮擦,而切削铅笔却要花较大的力气。
说明橡皮擦的硬度低,而铅笔的硬度高。
在讲到材料硬度的测定方法时,我准备了一块橡皮泥、一块橡皮擦、一块和一把小刀,先将橡皮泥和橡皮擦放到一位同学的手中,要求判断其硬度,说明判断方法;再将小石块和小木块放到同学的手中,要求判断其硬度,并说明判断方法。
所以根据生活常识很自然得出如下结论:前者用手捏(压痕法)得出橡皮擦更硬,后者用小刀划(划痕法)得出石块更硬。
接下来再讲授“布氏硬度测量法”等相关内容时,便不难理解了。
事实证明,这种简单的演示实验,对帮助我们理解和掌握概念能起到很好的作用。
通过加强实验,不仅可以使我们具备一定的感性认识。
更重要地是使进一步理解物理概念和定理是怎样在实验基础上建立起来的,从而有效地帮助我们形成概念,导出规律,掌握理论,正确而深刻地领会物理知识.二、引导设计测试方法,并付诸实验过程注重“动手优先”,重点放在精心组织实际操作的过程中,不仅表现在引导我们积极参与操作上,而且表现在操作之前所进行的实验构思和实验设计上,以及实验结束后进行实验的总结升华等方面。
通过在“真实”环境下的“做中学、做中教、实践中教理论”,让我们学起来,提高我们的学习兴趣和乐趣,增强学习成效,这符合职业教育的特性与中职生的认知特点。
例如拉伸试验,可以引导做以下简易分组实验: 将同学们分组,每组4人。
实验目的:观察拉伸过程中的强化、缩颈、断裂等现象,并测定断后长度和断面直径。
实验试样:长50mmΦ0.9mm的焊锡丝若干,长50mmΦ0.6mm的细铁丝若干。
实验工具:每组游标卡尺1把,老虎钳2把。
实验过程:第一步:用老虎钳分别夹紧细铁丝的两端(垫纸),两手对拉直到把铁丝拉断,观察铁丝粗细和长度的变化。
第二步:用老虎钳分别夹紧焊锡丝的两端(垫纸),两手对拉直到把锡丝拉断,观察锡丝粗细和长度的变化。
第三步:通过测量可知,细铁丝的断后长度为60mm(伸长10mm)、细铁丝的断口直径为0.45mm;焊锡丝的断后长度为54.5mm(伸长4.5mm)、焊锡丝的断口直径为0.6mm。
通过设计以上实验生对于拉伸过程的强化、缩颈、断裂等现象有了直观的认识,通过“动手”,可进一步巩固“强度”、“塑性” 等知识点。
通过学习金属材料力学性能,使我们对金属材料的特性有了一定了解和认识,而且会用理论知识去解释一些表面的力学现象。
对于这门课程,它是我们工科学生的基础,我们一定要重视它,打下良好的基础,为以后学习专业知识作铺垫,我们要多看看书,别把知识边学边抛,温故而知新,这是我们对这门课程的要求,努力学好这门课,为未来做准备。