金属屈服强度 抗拉强度 硬度知识
机械专业基础知识--金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识
机械专业基础知识--金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识 [日期：2005-03-28编] 来源：Jackyc 原创文稿作者：陈俊光 [字体：大中小]钢材机械性能介绍1.屈服点（σs）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2.屈服强度（σ0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度（σb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。
4.伸长率（δs）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比（σs/σb）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
金属材料的机械性能
金属材料的机械性能金属材料是人类使用最早、最广泛的材料之一，它们的强度、硬度、韧性等机械性能是评价其使用价值的重要指标。
机械性能是指材料在受力下表现出的变形和破坏过程。
下面，我们将从强度、硬度、韧性等方面介绍金属材料的机械性能。
一、强度强度是金属材料的最基本的机械性能之一，指的是材料在外力作用下抗拉、抗压、抗剪等方向上的承载能力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、剪切强度等。
屈服强度是指材料在受拉力作用下，开始发生塑性变形并出现显著的应力松弛时所承受的最大应力值。
抗拉强度是材料在拉伸过程中承受的最大应力值。
抗压强度是指材料在受压力作用下承受的最大压应力值。
剪切强度是指材料受到剪切应力时所承受的最大应力值。
强度的大小与金属材料的组织结构、成分、热处理等因素有关。
一般来说，金属材料的强度与其硬度成正比，而与其韧性成反比。
不同材料的强度有很大的差别，在选择材料时需要根据使用条件和要求进行合理选择。
二、硬度硬度是指材料抵抗表面受压痕的能力，是金属材料的另一个重要机械性能指标。
硬度可用于估计金属材料的抗划伤性、金属材料的耐磨性和其他机械性能。
硬度测试常用的方法有维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度等。
这些方法的基本原理都是利用不同直径和角度的硬度试验锥体或硬度试验球压入试样表面，测出不同深度下硬度的值。
金属材料的硬度与其晶粒大小、成分、组织结构、热处理等因素密切相关。
一般来说，材料的晶粒越小其硬度越大，成分和组织结构的变化也会影响材料的硬度。
三、韧性韧性是指金属材料在受力后发生变形后仍能够吸收能量的能力，它也是材料性能的重要指标之一。
韧性的大小决定了材料在受到冲击或重载作用下的抗破坏能力。
韧性可用塑性变形能或断裂韧性来表征。
塑性变形能是指材料在发生塑性变形过程中所吸收的能量，断裂韧性则是指材料在断裂点吸收的总能量。
金属材料的韧性可以通过控制材料的组织结构和成分来实现。
例如，通过加工和淬火的处理，可以使材料的晶粒细化和增强位错密度，从而提高材料的韧性。
金属材料的性能
金属材料的性能一、金属材料的力学性能任何机械零件工作时都会受到外力的作用，如行车吊运重物，钢丝绳会受到重物拉力的作用；柴油机连杆会受到拉力、压力、甚至交变外力和冲击力的作用等。
在这些外力作用下，材料所表现出来的一系列特性和抵抗的能力称力学性能。
按作用形式不同，外力常分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。
材料的力学性能也分为强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。
1．强度和塑性强度是指材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。
强度用应力表示，其符号为σ，单位为MPa，1MPa=1N/mm2。
常用来衡量金属材料强度的指标有屈服点（σs）和抗拉强度（σb）等。
金属材料的屈服点和抗拉强度是通过把材料做成标准试样，在材料试验机上进行拉伸试验测得的。
常用的拉伸试样如图4-1所示。
图中l0为试样的标距长度，d0为试样截面的直径。
按国家标准规第四章金属材料与热处理定，试样可以分为长试样和短试样两种，长试样l0=10 d0，而短试样l0=5 d0。
试验时，随着拉力的缓慢增加，试样的长度也逐渐增长，即产生变形。
在整个试验中，把拉力与试样的相应变形，画在以伸长量∆l为横坐标、拉力F为纵坐标的图上，所连成的曲线即为力—变形曲线，如图4-2所示。
图4-l 拉仲试样图4-2 低碳钢力—变形曲线图a）拉伸前b）拉伸后由图4-2可知，在开始的Oe阶段，试样在拉力作用下均匀伸长，伸长量与拉力保持正比关系。
这时若去掉拉力，试样将恢复原状，此时材料处于弹性变形阶段，弹性变形在e 点处达到最大极限。
因此，在e点处试样所承受的拉力与试样横截面积之比称为弹性极限，用σe表示。
当超过e点后，材料除弹性变形外，开始产生塑性变形，拉力与伸长量之间的正比关系不再保持。
当拉力增大到F s时，即使拉力不再增加，材料仍会继续伸长一定距离，这种现象称为“屈服”。
在s点处，试样承受的拉力与试样原始横截面积之比称为屈服点，用σs表示σs=F s/A0式中F s r——试样屈服时的拉力（N）；A0——试样原始截面积（mm2）。
金属材料的力学性能指标项目
2) 洛氏硬度 HR
洛氏硬度用符号HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002
根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为A、B、C。
HRC60：表示材料的硬度
3) 维氏硬度 HV
目 录
5、冲击韧度（冲击韧性）
材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力。
AKU =mg（H1 – H2）（J）
a K = AKU/S
N0— 循环基数
1
N0 N
钢： 有色金属：
影响疲劳强度的因素:内部缺陷、表面划痕、残留应力等
目 录
伸长率：
F
d0
F
l0
LБайду номын сангаас
dk
良好的塑性是金属材料进行 塑性加工的必要条件。
lk
目 录
3、刚
度
材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。
在弹性阶段： F l
所以：
E
E
比例系数E 称为弹性模量，它反映材料对弹性变形 的抗力，代表材料的“刚度” 。
E
— 材料抵抗弹性变形的能力越大。
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，随温度升高而 逐渐降低。
目 录
4、硬
度
定义：材料抵抗表面局部弹塑性变形的能力。 1)布氏硬度 HB
HB 0.102 2F
D( D D 2 d 2 )
HB230 材料的b与HB之间的经验关系：
对于低碳钢: b(MPa)≈3.6HB 对于高碳钢： b(MPa)≈3.4HB 对于 铸铁： b(MPa)≈1HB或 b(MPa)≈ 0.6(HB-40)
指材料在外力作用下，产生屈服现象时的最小应力。
金属材料基础知识
1、金属材料的机械性能的含义是什么？金属及合金的机械性能是指材料的力学性能，即受外力作用时所反映出来的性能。
它是衡量金属材料的重要指标。
2、金属材料的主要机械性能指标有哪些？金属材料的主要机械性能有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性。
3、什么是弹性和韧性？金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后恢复原来的形状的性能，叫弹性；这种随着外力而消失得变形叫弹性变形，其大小与外力成正比。
金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能，叫塑性。
外力消失时留下的这部分不可恢复得变形叫塑性变形，其大小与外力不成正比。
4、什么叫应力？什么叫应变？材料受到拉伸时单位截面上的拉力叫应力，用σ表示。
材料受到拉伸时单位长度上的伸长量叫应变，用ε表示。
5、什么叫弹性极限？材料所能承受的、不产生永久变形的最大应力叫做弹性极限，用σb表示。
6、什么叫屈服极限？金属材料开始出现明显的塑性变形的应力叫做屈服极限，用示。
有些材料屈服极限很难测定，通常规定产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限，用σ0.2表示。
7、什么叫刚度？刚度用什么来衡量？金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力叫刚度。
在弹性范围内，应力与应变的比值叫做弹性模数，弹性模数越大，刚度越大。
8、什么叫强度？强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
9、表示材料强度的指标有哪些？表示材料强度的指标有：1)、屈服强度：金属材料发生屈服现象时的屈服极限。
σs=P s/F0 (Pa)P s—试样产生屈服现象时所承受的最大外力，N(牛顿)；F0—试样原来的截面积，㎡。
2）、抗拉强度：金属材料在拉断前所承受的最大应力。
以σb表示。
σb=P b/F0 (Pa) P b—试样在断裂前的最大拉力，N(牛顿)；F0—试样原来的截面积，㎡。
10、什么叫硬度？金属材料抵抗更硬的物体压入其内部的能力叫做硬度。
11、衡量材料的硬度的指标有哪些？衡量硬度的指标有：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度(HV)。
金属的强度名词解释汇总
金属的强度名词解释汇总金属是一类重要的材料，其强度是评估其力学性能的重要指标。
强度可以衡量金属材料在外部力作用下所能承受的程度。
本文将对金属的强度相关名词进行解释汇总。
1. 屈服强度屈服强度是金属材料在拉伸或压缩过程中发生塑性变形的临界点。
当金属材料受到外力拉伸或压缩时，最初会呈弹性变形，即应变与应力成正比。
然而，当应变逐渐增大到一定程度时，材料开始出现可见的塑性变形，此时对应的应力即为屈服强度。
屈服强度可以用来评估金属的可塑性。
2. 抗拉强度抗拉强度也称为极限抗拉强度，是金属材料在拉伸过程中抵抗破断的能力。
金属材料在受到拉力作用下，逐渐发生塑性变形，直至达到抗拉强度时发生破断。
抗拉强度可以用来评估金属材料的强度和韧性。
3. 抗压强度抗压强度是金属材料在受到压缩力作用下抵抗破碎的能力。
金属材料在受到压缩力作用下，逐渐产生塑性变形，当达到抗压强度时发生破碎。
抗压强度可以用来评估金属材料的抗压性能。
4. 弯曲强度弯曲强度是金属材料在受到弯曲载荷作用下抵抗破断的能力。
金属材料在受到弯曲载荷作用下，会经历拉应力和压应力变化，当应力达到弯曲强度时发生破断。
弯曲强度可以用来评估金属材料在弯曲工况下的承载能力。
5. 冲击强度冲击强度是金属材料在受到快速冲击载荷作用下抵抗破断的能力。
金属材料在受到冲击载荷作用下，会发生瞬时的塑性变形，其破断方式和机械性能与其它载荷情况有所不同。
冲击强度可以用来评估金属材料在特殊工况下的承受能力。
6. 硬度硬度是金属材料抵抗局部受力的能力，即抵抗表面被划伤或穿透的能力。
硬度测试常用于评估金属材料的耐磨性和划痕性能。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
7. 拉伸强度拉伸强度也称为断裂强度或破断强度，是金属材料在拉伸过程中最终发生破断的能力。
拉伸强度是金属材料抵抗破断的极限，通常与抗拉强度相近。
8. 韧性韧性是金属材料抵抗外界冲击和振动作用下发生破断的能力，包括延展性和断裂性。
材料强度与硬度
材料的强度和硬度材料的强度和硬度是两个不同的概念。
强度是材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。
硬度是指金属材料表面上不大体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力；或在外力作用下，材料抵抗局部变形，尤其是抵抗塑性变形、压痕或划痕的能力。
1.强度常用的强度指标有屈服点和抗拉强度等。
（1）屈服点金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加或缓慢增加，金属材料仍继续发生明显的塑性变形，这种现象成为“屈服”。
发生屈服现象时的应力，即开始出现塑性变形时的应力成为“屈服点”。
它代表金属材料抵抗产生塑性变形的能力。
工程上规定发生0.2%残余伸长时的应力为“条件屈服点”，成为屈服强度。
（2）抗拉强度金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大应力值，叫做抗拉强度。
抗拉强度是压力容器设计常用的性能指标，它是试件拉断前最大载荷下的应力。
工程上所用的金属材料，不仅希望有较高的屈服点，还希望具有一定的“屈强比”，即屈服点/抗拉强度。
屈强比愈小，材料的塑性储备就愈大，愈不容易发生塑性变形。
但是屈强比太小，材料的强度水平就不能充分发挥。
反之，屈强比愈大，材料的强度水平就愈能得到充分发挥，但塑性储备愈小。
实际上，要保证一定的较高的屈强比。
2.硬度硬度是衡量材料软硬的指标，它不是一个单纯的物理量，而是反映材料弹性、强度、塑性和韧性的综合性能指标。
常用的硬度测量方法是用一定载荷把一定的压头压入金属表面，然后测定压痕的面积或深度。
当压头和压力一定时，压痕愈深或面积愈大，硬度就愈低。
根据压头和压力的不同，常用的硬度指标可分为布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、维氏硬度（HV）和肖氏硬度（HS）等。
布氏硬度比较准确，因此用途很广，但不能测量硬度很高的材料，而且其压痕较大，易损坏表面。
金属的强度名词解释
金属的强度名词解释引言：金属是一类常见的材料，它们具有许多独特的性质，其中之一就是强度。
强度是指材料抵抗外部力量的能力，对于金属来说，强度是评估其结构是否能够承受外部压力和负载的重要指标。
本文将深入探讨金属的强度，并解释与之相关的一些重要名词。
一、屈服强度屈服强度是指金属在受到应力作用后开始发生塑性变形的应力水平。
一般来说，金属在应力逐渐增大的过程中会先达到屈服强度，之后开始塑性变形。
屈服强度是金属的一个重要指标，能够反映金属抵抗塑性变形的能力。
不同金属的屈服强度各不相同，常用的测量方法是在试样上施加拉伸力，通过测量应变和应力的关系来确定屈服强度。
二、抗拉强度抗拉强度是金属材料在受到拉伸力作用时能够承受的最大应力。
金属材料在受到拉伸力作用时会发生断裂，抗拉强度可以衡量金属材料的抗拉性能。
高抗拉强度意味着金属具有较好的拉伸性能，可以在受到较大拉伸力时不易断裂。
抗拉强度通常用来评估金属材料在结构设计中的可靠性。
三、屈服比强度屈服比强度是指金属材料的屈服强度与其密度的比值。
这一参数可以用来比较不同材料的强度性能。
较高的屈服比强度意味着该金属具有较高的强度和轻质化的特点。
工程中，屈服比强度常常用来选择合适的材料，以满足结构强度和重量限制的要求。
四、塑性塑性是指金属材料在受到应力作用后经历的可逆变形。
与其他材料相比，金属具有较高的塑性，可以在外部力作用下发生可逆性的形变。
这使得金属材料在工程设计中具有广泛的应用。
塑性是金属强度的重要特性之一，也是人们对金属材料进行加工和成形的基础。
五、韧性韧性是指金属材料在受到应力作用后能够吸收能量并发生断裂之前的能力。
高韧性的金属具有较好的抗冲击和抗疲劳性能，可以在承受外部冲击和变形时不易破裂。
韧性与金属的强度紧密相关，通过调整金属的化学成分和结构来提高金属的韧性。
六、硬度硬度是指金属材料在受到压力或切割作用时抵抗形变或破裂的能力。
硬度可以反映金属材料的抗划伤性和抗变形性能。
材料的力学性能
材料的力学性能在一定的温度条件和外力作用下，材料的抗变形和抗断裂能力称为材料的力学性能。
锅炉和压力容器材料的常规力学性能主要包括强度、硬度、塑性和韧性。
(1)强度强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力。
强度指标是设计中确定许用应力的重要依据。
常用的强度指标为:屈服强度为s，或强度为0.2，抗拉强度为b。
高温工作时，应考虑蠕变极限为N，断裂强度为D。
(2)塑性是指金属材料在断裂前产生塑性变形的能力。
塑性指标包括:断裂伸长率，断裂后试样的相对伸长率;面积圆的减少，断裂点上横截面积的相对减少;和冷弯(角)α,即角测量标本时第一个裂纹在拉伸弯曲表面。
(3)韧性是指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
韧性通常表达的冲击能量AK和冲击韧性值αk . k值或αk值不仅反映了材料的耐冲击,但也有些敏感材料的缺陷,可以敏感地反映材质的细微变化,宏观缺陷和微观结构。
而且AK对材料的脆性转变非常敏感，可以通过低温冲击试验来测试钢的冷脆性。
断裂韧度是衡量材料韧性的一个新的指标，它反映了材料的抗裂纹扩展能力。
(4)硬度，硬度是衡量材料硬度和柔软度的性能指标。
硬度测试的方法很多，原理不一样，硬度值和意义也不完全相同。
最常用的是静载荷压痕硬度试验，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV)，其值代表材料表面抵抗坚硬物体冲击的能力。
肖氏硬度(HS)属于回弹硬度试验，其值代表金属的弹性变形功。
因此，硬度不是一个简单的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性的综合性能指标。
力学性能是钢材最重要的使用性能，包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。
(1)抗拉性能。
表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。
屈服是指钢材试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象。
发生屈服现象时的最小应力，称为屈服点或屈服极限，在结构设计时，一般以屈服强度作为设计依据。
抗拉强度是指试样拉伸时，在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比。
有色金属材料硬度与强度换算标准
有色金属材料硬度与强度换算标准1. 概述有色金属材料是一类重要的工程材料，具有良好的导电、导热、耐腐蚀等特性，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域广泛应用。
而有色金属材料的硬度和强度是评价其性能的重要指标之一。
2. 有色金属材料硬度与强度的概念有色金属材料的硬度是指其抗外力（例如压缩、弯曲、切割等）的能力，通常用洛氏硬度（HB）、维氏硬度（HV）等指标来表示。
而有色金属材料的强度是指其抵抗变形、破坏的能力，通常用抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标来表示。
硬度和强度是两个不同的概念，但在有色金属材料的应用中经常需要进行相互转换。
3. 有色金属材料硬度与强度之间的关系有色金属材料的硬度和强度之间存在一定的关系。
一般来说，硬度高的材料通常具有较高的强度，但并不是绝对的。
铝合金和铜合金都属于有色金属材料，但其硬度和强度并不完全成正比关系。
对于不同种类的有色金属材料，需要根据具体情况进行合理的硬度与强度换算。
4. 有色金属材料硬度与强度换算的标准针对有色金属材料的硬度与强度换算，国际上制定了一系列的标准和规范，以便工程师和研究人员在实际工作中进行准确的换算和评估。
4.1 美国标准美国材料和试验协会（ASTM）制定了一系列有色金属材料的硬度与强度换算标准，例如ASTM E140-12标准，该标准规定了洛氏硬度（HB）、布氏硬度（HB）等硬度值与抗拉强度、屈服强度等强度值的换算公式和方法。
4.2 欧洲标准欧洲标准化委员会（CEN）和欧洲材料研究协会（ECCA）也制定了有色金属材料硬度与强度换算的标准，例如EN xxx-1:2000标准，该标准规定了一系列有色金属材料的硬度与强度换算的公式和计算方法。
4.3 我国标准我国国家标准化委员会（SAC）和我国材料研究协会（CMRA）也针对有色金属材料硬度与强度换算制定了一系列的国家标准，例如GB/T 3217-2005标准，该标准规定了有色金属材料的硬度值与抗拉强度、屈服强度等强度值的换算关系。
金属材料的基本知识
续
(5)按 炼钢 方法 分 ①转炉钢—用转炉炼出来的钢。它按炉衬材料又分为酸性转炉钢（贝塞麦炉钢、贝氏炉钢）和碱性 转炉钢（托马斯炉钢）；按送风方法又分为底吹炉钢、侧吹炉钢和纯氧顶吹转炉钢。 ②平炉钢—用平炉（马丁炉）炼出来的钢，它按炉衬材料又分为酸性平炉钢和碱性平炉钢。 ③电炉钢—用电炉炼出来的钢。它按炉衬材料又分为酸性电炉钢和碱性电炉钢。 ①镇静钢—脱氧完全的钢。钢锭的组织紧密、坚实，但上部有较深缩孔，轧制钢材时损耗较大。除 部分普通炭素钢和优质炭素结构钢外，一般都是制成镇静钢。 ②沸腾钢—脱氧不完全的钢。钢锭上部没有缩孔，只是内部有许多分散的小气泡，但是钢锭外壳仍 是坚实的，而这些分散小气泡在轧制钢材过程中可以完全被压合消除掉。它的优点是损耗较少，成 本较低，同时仍能保证钢材的强度和坚固性，并具有较高的冷加工变形能力；缺点是成分和性能有 严重不均匀性，强度和冲击韧性较低，容易时效，不适宜在低温条件下使用。主要制成作建筑结构、 一般零件或日用器皿等用的普通低炭钢和优质低炭钢。 ③半镇静钢—钢的脱氧程度和性能介于镇静钢和沸腾钢之间。主要也是制成作建筑结构或一般零件 用的普通低炭钢和优质低炭钢。 甲类钢—按照机械性能供应的钢 普通炭素钢 乙类钢—按照化学成分供应的钢 特类钢—按照机械性能及化学成分供应 的钢 优质炭素结构钢 易切削钢
锡青铜（铜锡合金，一般尚含有磷或锌、铅等合金元素） 特殊青铜（无锡青铜） 普通白铜（铜镍合金）
铜合金
青铜
白铜
压力加工用
特殊白铜（含有其他合金元 素的白铜） 不经热处理 经热处理
锰白铜、铁白铜、锌白铜等 防锈铝 硬铝、锻铝、超硬铝、特殊铝等
合金
铝合金 镍合金 锌合金 铅合金 镁合金 轴承合金 印刷合金 硬质合金
压力加工用 铸 造 用 压力加工用 压力加工用 铸造用 铅 锑 合 金 铅基轴承合金 锡基轴承合金 铅基印刷合金
钢材的机械性能
机械性能-含义
机械性能是金属材料的常用指标的一个集合。
在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。
金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。
外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材
料要求的机械性能也将不同。
常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
下面将分别讨论各种机械性能。
常说的机械性能主要有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性等。
机械性能-相关概念
弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。
塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破华的能力。
刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。
疲劳强度：当金属材料在无数次重复活交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
断裂韧性：用来反映材料抵抗裂纹失稳扩张能力的性能指标。
机械性能-相关应用
通常说一种金属机械性能不好，是指它易折，易断，或者没有良好的打磨延展性。
一般纯金属的机械强度。
机械工程材料基本知识
任何机械零件或者工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。
如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。
这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或者不破坏的能力。
这种能力就是材料的力学性能。
金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。
1.1.1 强度强度是指金属材料在静载荷作用下反抗变形和断裂的能力。
强度指标普通用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为σ，单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或者开始浮现塑性变形时的最低应力值，用表示。
抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力σs值，表示。
用σb对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。
1.1.2 塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号6 表示。
断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。
伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。
良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生蓦地脆断的必要条件。
1.1.3 硬度硬度是指材料表面反抗比它更硬的物体压入的能力。
硬度的测试方法不少，生产中常用的硬度测试方法有布氏硬度测试法和洛氏硬度试验方法两种。
(一)布氏硬度试验法布氏硬度试验法是用向来径为D 的淬火钢球或者硬质合金球作为压头，在载荷P 的作用下压入被测试金属表面，保持一定时间后卸载，测量金属表面形成的压痕直径d，以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被测金属的布氏硬度值。
机械常识-金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识
机械常识-金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识(2011-8-9 15:17:44)机械常识--金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识钢材机械性能介绍1.屈服点（σs）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2.屈服强度（σ0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度（σb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。
4.伸长率（δs）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比（σs/σb）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
金属材料性能指标大全
金属材料性能指标大全1.强度：金属材料的强度是指其抵抗外力作用下变形或破坏的能力。
通常用屈服强度、抗拉强度、硬度等指标来衡量。
2.韧性：金属材料的韧性是指其抵抗断裂和破坏的能力。
韧性较好的金属材料在受力时能够发生塑性变形而不易断裂。
3.塑性：金属材料的塑性是指其在受力作用下能够发生可逆的塑性变形的能力。
塑性变形具有可塑性、持久性和无恢复性等特点。
4.硬度：金属材料的硬度是指其抵抗外力侵蚀或抵抗硬物压入的能力，通常通过维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度等指标来表示。
5.耐磨性：金属材料的耐磨性是指其在与其他物体接触时能够减少磨损的能力。
6.耐腐蚀性：金属材料的耐腐蚀性是指其在与腐蚀性介质接触时能够保持物理性能和化学性能不发生明显变化的能力。
7.导电性：金属材料的导电性指的是其传导电流的能力。
8.导热性：金属材料的导热性是指其传导热量的能力。
9.可加工性：金属材料的可加工性是指其在成型过程中能够满足要求的能力，如锻造、拉伸、轧制等。
10.焊接性：金属材料的焊接性是指其在焊接过程中能够实现良好的焊接接头。
11.可靠性：金属材料的可靠性是指其在长期使用过程中能够保持稳定的性能和寿命。
12.密度：金属材料的密度是指单位体积内所含质量的多少，是评估材料重量的重要指标。
13.熔点：金属材料的熔点是指其从固态转变为液态所需的温度，熔点高的金属在高温环境下具有较好的稳定性。
14.热膨胀系数：金属材料的热膨胀系数是指其单位温度变化时长度或体积的变化量。
15.磁性：金属材料的磁性可以分为磁导率、磁饱和、矫顽力等指标。
16.寿命：金属材料的寿命是指其在一定条件下能够保持正常工作的时间。
17.耐高温性：金属材料的耐高温性是指其在高温环境下能够保持稳定性能和结构完整性的能力。
18.疲劳性能：金属材料的疲劳性能是指其在交替或交变载荷下，经过多次应力循环后产生疲劳破坏的特性。
19.特殊功能：金属材料中的一些合金可能具有特殊功能，如耐磁、防辐射、防腐蚀等。
金属材料刚度,强度及钢板知识
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
强度是指材料承受外力而不被破坏(不可恢复的变形也属被破坏)的能力.根据受力种类的不同分为以下几种:(1)抗压强度--材料承受压力的能力.(2)抗拉强度--材料承受拉力的能力.(3)抗弯强度--材料对致弯外力的承受能力.(4)抗剪强度--材料承受剪切力的能力.材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。
按照他们的软硬程度分为十级：1）滑石2）石膏3）方解石4）萤石5）磷灰石6）正长石7）石英8）黄玉9）刚玉10）金刚石试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。
这种方法称为锉试法这种方法不太科学。
用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。
常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。
硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。
硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识
金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识钢材机械性能介绍1.屈服点（σs）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2.屈服强度（σ0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度（σb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。
4.伸长率（δs）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比（σs/σb）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个支持角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
金属材料强度
金属材料强度金属材料强度是指金属材料抵抗外力破坏的能力。
在工程设计中，金属材料强度的高低直接关系到结构的安全性和可靠性。
金属材料的强度主要取决于其晶体结构、化学组成和加工工艺等因素。
金属材料的强度可以分为三个方面：抗拉强度、屈服强度和硬度。
抗拉强度是指在拉伸试验中金属材料抵抗外力拉伸破坏的能力。
抗拉强度是金属材料最重要的强度指标之一，通常以抗拉强度的MPa（兆帕）为单位来表示。
抗拉强度越高，代表金属材料的抵抗外力破坏能力越强。
屈服强度是指在拉伸试验中金属材料开始变形时所承受的外力。
屈服强度也是金属材料的一个重要指标，通常以屈服强度的MPa为单位来表示。
屈服强度决定了金属材料的可塑性，即材料在受到外力时能否发生塑性变形。
硬度是指金属材料抵抗局部压力的能力，也可以用来描述金属材料的强度。
硬度可以通过测量材料的压痕深度、压痕长度或者压痕直径来进行评估。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
金属材料的强度是由其晶体结构决定的。
正常情况下，金属材料的晶体结构为紧密的排列，使得金属具有良好的强度和可塑性。
不同的金属材料的晶体结构和化学组成不同，因此强度也有所差异。
此外，金属材料的强度还受到加工工艺的影响。
例如，金属材料经过热处理、冷处理、轧制等加工工艺后，其晶体结构和力学性能都会发生变化，进而影响材料的强度。
总之，金属材料的强度是评估金属材料抵抗外力破坏能力的重要指标。
通过了解金属材料的抗拉强度、屈服强度和硬度等性能参数，可以选择合适的金属材料应用于工程设计中，确保结构的安全性和可靠性。
同时，在金属材料加工过程中，合理选择适当的加工工艺也可以提高材料的强度。
金属材料的力学性能是指在外载荷作用下其抵抗 或 的能力。
金属材料的力学性能是指在外载荷作用下其抵抗或的能力。
金属材料的力学性能包括强度、屈服点、抗拉强度、延伸率、断面收缩率、硬度、冲击韧性等。
1、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。
材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点（6s）：表示屈服强度，指材料在扎搓过程中，材料所受到形变达至某一临界值时，载荷不再减少变形却稳步减少或产生0.2%l。
时形变值，单位用牛顿/毫米
2(n/mm2）则表示。
3、抗拉强度（6b）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。
单位用牛顿/毫米2(n/mm2）表示。
如铝锂合金抗拉强度可达.5mpa
4、延伸率（δ）：材料在弯曲脱落后，总弯曲与完整标距长度的百分比。
工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料，如常温静载的低碳钢、铝、铜等；而把
δ≤5%的`材料称为脆性材料，如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。
5、断面收缩率（ψ）材料在弯曲脱落后、断面最小增大面积与原断面积百分比。
6、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度(hbs、hbw）和洛氏硬度（hra、hrb、hrc）。
7、冲击韧性（ak）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米2(j/cm2）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识
钢材机械性能介绍
1.屈服点（σs）
钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）
2.屈服强度（σ0.2）
有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度（σb）
材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。
4.伸长率（δs）
材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比（σs/σb）
钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度（HB）
以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度（HR）
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个支持角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。
⑶维氏硬度（HV）
以120kg以内的载荷和支持角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV）。