1.2了解碳钢的力学性能

性模量、比例极限、断面收缩率、拉伸
强度、屈服强度和其它拉伸性能指标。
拉伸曲线：拉伸力（F）和伸长量（l-lo）的关系曲线。
知识点二 碳钢力学性能的类型、含义及衡量指标
一、强度 是金属材料在静载荷作用下，
抵抗永久变形和断裂的能力。
衡量指标
屈服强度σ 抗拉强度σ
s b
二、塑性 是金属材料在静载荷作用下产生
表示方法：
在符号HV前方标出硬度值，在HV后面按试验力 大小和试验力保持时间（10～15s不标出）的顺 序用数字表示试验条件。如640HV300。
四、韧性 金属材料抵抗冲击载荷的作用
而不破坏的能力。
衡量指标
作用而不破坏的能力。
韧性α
k
五、疲劳强度 金属材料抵抗交变载荷的 衡量指标
疲劳强度σ
-1
零件发生疲劳破坏是没有预兆而突然断裂，此 时发生疲劳破坏的应力远远低于抗拉强度，甚至比 屈服强度还小，非常危险。
塑性变形而不被破坏的能力。
衡量指标
断后伸长率δ
断面收缩率Ψ
三、硬度 是材料表面抵抗比它更
硬的物体压入的能力。 布氏硬度（HB）
衡量指标
洛氏硬度（HR）
维氏硬度（HV）
硬度值一般 不标单位。
1、布氏硬度
基本原理：
用一定直径D（mm）的球体（淬火钢球或硬 质合金球），以规定的试验力P（Kgf或N） 压入试样表面，经规定时间t秒后卸除试验 力，试样表面将残留压痕。测量压痕直径d （mm）求得压痕球形表面积（mm2）
布氏硬度的应用范围和优缺点
• 1、应用范围：主要用于测定铸铁、有色金 属，以及退火、正火、调质处理以后的各 种软钢等硬度较低的材料。 • 2、优缺点：操作时间较长、压痕较大，所 以宜对毛坯和半成品进行测定。
2、洛氏硬度
基本原理： 采用金刚石圆锥体或硬质合金球， 压入金属表面后，经规定保持时间 后卸除主试验力，以测量压痕深度 来计算洛氏硬度值。
洛氏硬度优缺点
• 优点：快，操作简单，直接从表盘上读出 ；测量的硬度值范围较大；所以应用广泛 ，尤其是HRC.
• 缺点：压痕小，不能反映平均状态。不适 用较薄工件 .
3、维氏硬度
基本原理：
将相对面夹角为136°的金刚石正四棱锥体压头以 选定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸 除试验力，以测量压痕解 碳钢的力学性能及指标。
考点剖析
1、碳钢具有良好的力学性能。
2、碳钢常见的力学性能有
强度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度 等。 3、碳钢的强度和塑性一般可通过 拉伸试验来测定。
知识点一
拉伸试验
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测
定材料特性的试验方法。利用拉伸试验 得到的数据可以确定材料的伸长率、弹
布氏硬度的表示方法
当压头为淬火钢球时，用HBS表示
当压头为硬质合金球时，用HBW表示
符号HBS或HBW之前写出硬度值，符号后面 用数字依次表示压头直径、试验力及试验 力保持时间（10～15s不标）等试验条件。 如150HBS10/1000/30。
一般只需标出要求的硬度值范围和硬度符 号，如210～230HBS。
•
洛氏硬度没有单位，是一个无纲量的力学性能 指标，其最常用的硬度标尺有A、B、C三种，通 常记作HRA、HRB、HRC，其表示方法为硬度数 据+硬度符号，如50HRC。
• HRA：压头类型为120°金刚石圆锥体。 • 例如：硬质合金、表面淬火钢。 • HRB ：压头类型为硬质合金球。 • 例如：软钢、有色金属、退火钢、 铸铁等。 • HRC ：压头类型为120°金刚石圆锥体。 • 例如：淬火钢等