第一章材料的性能_工程材料.doc

月 日 第 周 星期 课次 备课区 备注区 第1章 材料的性能金属材料的机械性能金属材料的机械性能，即是指金属材料在外力（载荷）作用时表现出来的性能，包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等 一、强度 金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力 1、 测试方法：拉伸试验 圆形拉伸试样l0 = 5D0 5倍试样（大多数工厂用） l0 = 10D0 10倍试样2、指标 ①屈服强度 （σs） σs=Ps/F0 (Pa或MPa) 月 日 第 周 星期 课次 备课区 备注区 Ps：屈服时的负荷 F0：试样的原始标距尺寸内的横截面积 铸铁等材料没有明显的屈服现象, 规定用条件屈服强度（σ0。

2）来表示2 = P02 / F0 （产生0.2%残余应变时的应力值）意义：金属对明显塑性变形的抗力作为设计和选材的主要依据 ②抗拉强度 （σb ） σb = Pb / F0 (Pa或Mpa) Pb：拉断前的最大载荷 意义：表示金属受拉时所能承受的最大应力作为脆性材料设计和选材的主要依据 二.塑性1、测试方法：拉伸试验 拉断前与拉断后的试样2、指标 ①延伸率（δ） ②断面收缩率（ψ） 月 日 第 周 星期 课次 备课区 备注区 F1：试样拉断后的最小截面积 意义：材料变形量大小的能力 虽不作为设计和选材的主要依据，但必须使材料有足够的塑性，保证使用安全。

通常δ：5%，ψ：10% 三、冲击韧性（ak）测试方法：冲击试验 冲击试验示意图 1-摆锤 2-试样冲断试样消耗的能量AK：AK = G（H1 - H2） 冲击韧性ak： ak = AK / F0 [J/cm2]F0：试样缺口处的截面积 意义：①材料对大能量一次冲击破坏的抵抗力 ② 同塑性，特别是受冲击力的零件更要考虑③ 衡量材料脆性的指标 综合评述：σS、σb、δ、Ψ、ak较全面地放映了材料的机械性能 不足：① 用标准试样 ② 破坏材料 而广泛使用的硬度试验避免了这两点缺点 月 日 第 周 星期 课次 备课区 备注区 四、硬度硬度是材料抵抗其它更硬的物体压入其表面的能力1、布氏硬度 （HB）测试方法： 布氏硬度原理图式中：P ： 载荷 ；F压痕 ：压痕面积常用载荷P=3000kg，压头：D=10mm 实际测量时测出d，然后查表得出HB值。

标注方法：HB350 （不写单位） 特点：优点：压痕面积大，受材料不均匀性影响小 缺点：压痕面积大，不适于成品、小件、薄件适用范围：HB〈450的材料 2、 洛氏硬度（HR）测试方法： 洛氏硬度原理图 月 日 第 周 星期 课次 备课区 备注区 （无单位） 说明： ① K为常数 ② 实际测量时从表盘上直接读出硬度值 HRC45 种类：HR有三种标尺HRA、HRB、和HRC生产中常用HRC标尺洛氏硬度试验规范符号压头负 荷 K值表盘刻度标尺应用范围应用举例标尺硬度值初主总AHRA120°金刚石圆锥1050600.20黑色70～85硬质合金BHRBφ1.588mm钢球10901000.26红色25～100退火钢CHRC120°金刚石圆锥101401500.20黑色20～67淬火钢特点：优点：压痕面积小，可用于成品缺点：压痕面积小，受材料不均匀影响大 适用范围：各种软硬的材料五、疲劳强度 （σ-1 ）1、疲劳现象零件在小于σs的交变应力下长期工作，发生突然断裂。

交变应力：应力的大小和方向随时间变化2、疲劳强度（σ-1）测试方法：对不同的应力σ测定发生断裂时的应力循环次数N，得σ-N曲线 月 日 第 周 星期 课次 备课区 备注区 疲劳强度（σ-1）：试样经过无限多次应力循环而仍不断裂的最大应力条件：钢材 N=107次铝合金 N=108次意义：材料抵抗疲劳断裂的能力虽不作为设计的主要依据，但对在交变应力作用下的零件要考虑σ-1以保证寿命 。