金属材料的基本知识论述(ppt 32页)
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《金属材料》PPT精品课件
几种重要的பைடு நூலகம்属
金属
金属的物理性质 金属的用途
个性
决定物质用途的因素
主要取决于性质， 还需考虑其他因素
合金
定义 性质 应用
1、以下金属中，熔点最低的是〔 B 〕
A.铜 B.汞 C.铝 D.钨 2、?吕氏春秋?记载“金〔即铜单质〕柔锡〔即锡单质〕柔，合两柔那么刚〔即坚硬〕
〞。这句话说明合金具有的特性是〔 〕B
合金与组分金属的物理性质有差异
注意：合金的硬度一般大于其组分金属，并且抗腐蚀性更好。
实验：焊锡与锡、铅熔点比较
现象 结论
焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化 合金一般比组成它的金属熔点低
归纳总结：合金的性质
1、合金比其组分金属的颜色鲜艳； 2、合金的硬度大于组成它们的金属； 3、合金的熔点低于组成它们的金属； 4、合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属； 5、合金的机械性能比组分金属更好。
B.金刚石 C.焊锡
D.黄铜
D 4·铁是一种应用广泛的金属，以下有关铁的说法中，正确的选项是( )
A．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
B．铁在自然界中以单质形式存在
C．铁是地壳里含量最多的金属元素
D．用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素
5·铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们的生活息息相关，
延展
〔1〕用铜块制成铜片、铜丝利用了铜的
如：铁的合金〔生铁、钢〕，铜合金，铝合金，钛合金
铁的合金 Fe-C合金
生铁： 含碳量为 2%~4.3%
钢： 含碳量为0.03%~2%
含碳量越高，钢的硬度越大；反之，钢的韧性越好
现
象
性质比较
黄铜
铜
焊锡
锡
第1节 金属材料(课件 32张ppt).ppt
合金的特性：
根据以上实验可得到合金与组成它们的纯金属的性质有何异同？
1、 一般地，合金的硬度和强度高于组成它们的纯金属。
2、 合金的熔点低于组成它们的纯金属。
3、 一般地，合金的抗腐蚀性能强于组成它们的纯金属。
合作探究
延展性
导电性
导热性
密度
硬度
金属
良好
良好
良好
大多密度较大
一般较大
非金属
不具有延展性
大多较差（石墨较好）
大多为热的不良导体（石墨较好）
大多密度较小
一般较小，但差异很大（金刚石硬度极大，而石墨硬度就较小）
金属一定能导电、导热，但能导电导热的单质不一定 是金属。如非金属石墨也能导电，也能导热。
为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
资源丰富无毒轻便耐磨耐腐蚀美观、易加工
金称为形状记忆合金。
记忆合金
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。
状态
固态
铝、锌、铁、碳、硫、磷
汞、溴
液态
金属都有特殊的金属光泽，非金属大多无光泽
金属大多呈银白色或灰色，非金属大多外表暗淡
金属常温下呈固态，汞除外，非金属常温下大多是气态或固态，溴除外
总结一下
金属
非金属
光泽
特殊的金属光泽
大多数无金属光泽
颜色
大多数银白色或灰色（铜：紫红色，金：金黄色）
多种颜色，大多外表暗淡
钢
(1)成分
常用金属材料的一般知识PPT课件
5
一、金属材料的性能
（二）金属材料的力学性能
力学性能：金属材料受外部负荷时，从开始受力 直到材料破坏的全部过程中所呈现的力学特征，称为 力学性能。
它是衡量金属材料使用性能的重要指标。力学性 能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等。
1、强度
金属材料的强度性能表示金属材料对变形和断裂的抗 力，它用单位截面上所受的力（称为应力）来表示。 常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度等。
钢材的名称、用途、冶炼和浇注方法等，则用汉语 拼音字母表示，如沸腾钢用“F”(沸)，锅炉钢用“g”( 锅)，容器用钢用“R”(容)，焊接用钢用“H”(焊)，高级 优质钢用“A”，特级优质碳素钢用“E”等。
18
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(二)钢材的编号
1．碳素钢的编号
(1)碳素结构钢
一般结构钢和工程用热轧钢板、型钢均属此类。按 照GB700—88的规定，钢的牌号由代表屈服强度的字 母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号等四 部分按顺序组成，如Q235—A．F，Q235—B等。
6
一、金属材料的性能
（二）金属材料的力学性能
（1）屈服强度 钢材在拉伸过程中，当拉应力达到某一数
值而不再增大时，其变形却继续增加，这个拉 应力值称为屈服强度。 （2）抗拉强度
金属材料在破坏前所承受的最大拉应力。
7
一、金属材料的性能
（二）金属材料的力学性能
2、塑性
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。表示 金属材料塑性性能有伸长率、断面收缩率及冷弯角等。
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(二)钢材的编号
2．合金结构钢的编号
合金结构钢的钢号由三部分组成：数字+化学元素符号+数字。 前面的两位数字表示平均碳含量的万分之几，合金元素以汉字或 化学元素符号表示，合金元素后面的数字，表示合金元素的百分 含量。当元素的平均含量<1．5％时，则钢号中只标出元素符号 而不标注含量；其合金元素的平均含量≥1．5％、≥2．5％、≥3 ．5％……时，则在元素后面相应标出2、3、4、……如 “16Mn”钢，从钢号可知：其平均含碳量为0．16％，平均含锰 量为<1．5％。
一、金属材料的性能
（二）金属材料的力学性能
力学性能：金属材料受外部负荷时，从开始受力 直到材料破坏的全部过程中所呈现的力学特征，称为 力学性能。
它是衡量金属材料使用性能的重要指标。力学性 能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等。
1、强度
金属材料的强度性能表示金属材料对变形和断裂的抗 力，它用单位截面上所受的力（称为应力）来表示。 常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度等。
钢材的名称、用途、冶炼和浇注方法等，则用汉语 拼音字母表示，如沸腾钢用“F”(沸)，锅炉钢用“g”( 锅)，容器用钢用“R”(容)，焊接用钢用“H”(焊)，高级 优质钢用“A”，特级优质碳素钢用“E”等。
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二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(二)钢材的编号
1．碳素钢的编号
(1)碳素结构钢
一般结构钢和工程用热轧钢板、型钢均属此类。按 照GB700—88的规定，钢的牌号由代表屈服强度的字 母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号等四 部分按顺序组成，如Q235—A．F，Q235—B等。
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一、金属材料的性能
（二）金属材料的力学性能
（1）屈服强度 钢材在拉伸过程中，当拉应力达到某一数
值而不再增大时，其变形却继续增加，这个拉 应力值称为屈服强度。 （2）抗拉强度
金属材料在破坏前所承受的最大拉应力。
7
一、金属材料的性能
（二）金属材料的力学性能
2、塑性
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。表示 金属材料塑性性能有伸长率、断面收缩率及冷弯角等。
二、钢材和有色金属的分类、 编号及性能
(二)钢材的编号
2．合金结构钢的编号
合金结构钢的钢号由三部分组成：数字+化学元素符号+数字。 前面的两位数字表示平均碳含量的万分之几，合金元素以汉字或 化学元素符号表示，合金元素后面的数字，表示合金元素的百分 含量。当元素的平均含量<1．5％时，则钢号中只标出元素符号 而不标注含量；其合金元素的平均含量≥1．5％、≥2．5％、≥3 ．5％……时，则在元素后面相应标出2、3、4、……如 “16Mn”钢，从钢号可知：其平均含碳量为0．16％，平均含锰 量为<1．5％。
第一章金属材料的基础知识PPT课件
32
3.按冶炼方法分类： 按炉别分：
转炉钢 转炉为梨形容器，因装料和出钢时需倾转炉体而得名。
电炉钢 电炉钢 主要是各种炼各种优质合金钢，它利用电极与炉
料之间的电弧产生的热量完成熔炼的过程。 4. 按脱氧程度和浇注制度分：
沸腾钢 脱氧不完全的钢，因为这种钢液在钢锭模中冷凝时残
存的氧与碳发生反应。
FeO + C → Fe +CO CO气体使钢沸腾。 镇静钢 脱氧完全，基本上没有上述反应，钢液平静。 半镇静钢
只有一种金属元素的物质叫纯金属 由两种或两种以上的金属元素（或
金属与非金属元素）熔合在一起形 成的具有金属特性的物质叫合金。
7
金属材料就是指金属及合金。
当各个金属原子相互在一起形成固体
时，各金属原子与其价电子脱离变成
正离子，按照一定的几何形式排列，
并在其占据的位置上作高频率的振动,
价电子呈自由电子的形式在各离子间
27
炼钢炉中加入石灰是为了除去对钢的性质很 有害的S、P等杂质。 P2O5 +3CaO =Ca3(PO4)2 SiO2 + CaO = Ca SiO3 SO2 + CaO +O2 =Ca SO4 MnO + SiO2 =Mn SiO3
氧化后生成的CO气体很容易除去，其他氧化 物在熔剂的作用下变成熔渣除去。所有的 氧化反应都是强放热反应，能保持高温而 无须另外加热。
22
用纯氧代替空气可以克服由于空气 里的氮气的影响而使钢质变脆，以及 氮气排出时带走热量的缺点。在除去 大部分硫、磷后，当钢水的成分和温 度都达到要求时，即停止吹炼，提升 喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜， 钢水从出钢口注入钢水包里，同时加 入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水 合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭， 钢锭可以再轧制成各种钢材。
3.按冶炼方法分类： 按炉别分：
转炉钢 转炉为梨形容器，因装料和出钢时需倾转炉体而得名。
电炉钢 电炉钢 主要是各种炼各种优质合金钢，它利用电极与炉
料之间的电弧产生的热量完成熔炼的过程。 4. 按脱氧程度和浇注制度分：
沸腾钢 脱氧不完全的钢，因为这种钢液在钢锭模中冷凝时残
存的氧与碳发生反应。
FeO + C → Fe +CO CO气体使钢沸腾。 镇静钢 脱氧完全，基本上没有上述反应，钢液平静。 半镇静钢
只有一种金属元素的物质叫纯金属 由两种或两种以上的金属元素（或
金属与非金属元素）熔合在一起形 成的具有金属特性的物质叫合金。
7
金属材料就是指金属及合金。
当各个金属原子相互在一起形成固体
时，各金属原子与其价电子脱离变成
正离子，按照一定的几何形式排列，
并在其占据的位置上作高频率的振动,
价电子呈自由电子的形式在各离子间
27
炼钢炉中加入石灰是为了除去对钢的性质很 有害的S、P等杂质。 P2O5 +3CaO =Ca3(PO4)2 SiO2 + CaO = Ca SiO3 SO2 + CaO +O2 =Ca SO4 MnO + SiO2 =Mn SiO3
氧化后生成的CO气体很容易除去，其他氧化 物在熔剂的作用下变成熔渣除去。所有的 氧化反应都是强放热反应，能保持高温而 无须另外加热。
22
用纯氧代替空气可以克服由于空气 里的氮气的影响而使钢质变脆，以及 氮气排出时带走热量的缺点。在除去 大部分硫、磷后，当钢水的成分和温 度都达到要求时，即停止吹炼，提升 喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜， 钢水从出钢口注入钢水包里，同时加 入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水 合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭， 钢锭可以再轧制成各种钢材。
金属材料ppt课件
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。
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。
《金属材料》PPT优秀课件
硫 淡黄色的固体
碳
黑色固体
磷 白色或红色的固体
你能总结出金属与非金属一些共性特征吗？？？？
1.金属与非金属的区别
金属的共性
颜 有光泽，一般为银
状 常温下一般为固体 常温下一般为气体或固 态 （汞为液体）。 体（溴为液体）。
性 有良好的导电性、 导电性、导热性较差 质 导热性、延展性。 ，无延展性。
第2章 物质转化与材料利用
第一节 金属材料
-.
日常生活用品
房屋建筑
交通工具
工农业生产
二、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品 的外观，想想它们之间有什么不同。
观察记录：
名称
外观
名称
外观
铝 银白色的固体
汞 银白色的液体
铜 金黄色的固体
溴 红棕色的液体
铁 银白色的固体
三、常见金属材料
图2-2 合金钢
图2-3 金和铜的合金—18K金
多数金属材料实际上是合金，你知道这是 为什么？
1、合金 把一种金属跟其他一种或几种金属
（或非金属）一起熔合而成的具有 金属特性的物质，就称为合金。
2、合金往往比纯金属具有更好的性能。
3、钢 是最常见、应用最广的一种合金材料。
成分：一种由铁和碳等元素组成的合金。 性能：质坚硬、有弹性和延展性。 用途：制作车身、刀具、量具、模具。 注意：钢和铁的成分都是铁的合金，属于混合物。
1．银是最佳的导热体，为什么银不宜用 来制造煮食器皿？试说出2种原因。
答：（1）易发生重金属中毒。 （2）价格较贵。 （3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2．为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制 造，而不用纯锡制造？
金属材料PPT课件32 人教版
熔点（℃） 97.8 63.6 660 1083 1535 沸点（℃） 883 774 2200 2595 2750
A．K—Na合金 C．Na—Al合金
B．K—Fe合金 D．Fe—Cu合金
。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚 和在乎自己的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困 难，那韩智华就是我们的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上 第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量 而是以质量来计算，知道你停止努力的那一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。 21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人， 未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗 兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不 要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以 乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过 程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。— —曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必 须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
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ak = AK /S （J/m2）
在冲击载荷下工作的零件， 很少是受大能量一次冲击而 破坏的；往往是受小能量多 次重复冲击而破坏的。
6．疲劳强度( fatigue strength )
材料在无数次重复或交变载荷作用下不引起破坏的最大应力。
受交变载荷作用的零件，在
其所受应力远远低于该材料的
屈服强度时，会发生突然的断
1.1.1 材料的力学性能
在外力作用下所表现出的特性。
外力→弹性变形→失效
作用在机件上的外力——载荷
静载荷 动载荷
常见的失效形式
断裂 塑性变形 过量弹变 磨损 腐蚀
失效形式与力学性能的关系
力学性能
强度
b s
塑性
刚度
硬度
韧性
疲劳强度
失效形式
断裂 塑性变形 过量弹变 磨损
拉伸实验
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
批量生产的零件 当HRC20-70 时有效
(3)维氏硬度 HV
( diamond penetrator hardness )
适用范围:
➢ 测量薄板类 ➢ HV≈HBS
5．冲击韧性 ( notch toughness )
材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。
H1
AK = G（H1 – H2）（J）
H2
拉伸试验机
F Fb
b
d0
F S0
s
F
F Fs
Fe
e
k
l0
L dk
lk
o 缩颈 拉伸曲线
l
l l0
应力—应变曲线
e — 弹性极限点 K — 断裂点
S — 屈服点
b — 极限载荷点
1．弹性和刚度
弹性：受外力作用时产生变形，外力去掉后能恢复原来形状的性能。 刚度：材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。
低碳钢： σb≈3.6HB 高碳钢： σb≈3.4HB 调质合金钢： σb≈3.25HB
(2)洛氏硬度HR (Rockwell hardness)
将标准压头用规定压力压入被测材料的表面， 根据压痕深度来确定硬度值 根据压头的材料及所加的负荷不同又可分为 HRA、HRB、HRC三种
10HRC≈HBS
属脆性材科 属韧性材料 属塑性材料
良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。
任何零件都需要一定塑性。 塑性变形可以缓解应力集中、削减应力峰值。 防止过载断裂；增加可靠性 。
4．硬度( hardness )
抵抗局部塑性变形的能力 抵抗更硬的物体压入其内的能力。
通常材料的强度越高，硬度也越高
最常用的硬度指标有：布氏硬度（HB)和洛氏硬度 (HR)。 氏硬度和洛氏硬度试验原理和使用范围均不相同；
工程材料的分类
按组成特点分：
金属材料 非金属材料
陶瓷材料 高分子材料
复合材料
材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。
第１章 金属材料的基本知识
1.1 金属材料的性能 1.2 金属的晶体构造和结晶过程
基本内容和要求
（1）掌握金属主要机械性能： 强度、塑性、韧性、硬度的概念和应用
（2）三种常见的金属晶体结构及其基本性能 （3）实际金属晶体缺陷及其对性能的影响 （4）熟悉结晶过程以及过冷度的概念，
（2）抗拉强度（σb ）
抗拉强度是材料在拉断前 承受最大载荷时的应力。
F
F
S
0F 0
.2
s 0.2
bs
e
σb =Fb/S0 （MPa）
它表征了材料在拉伸条件下 所能承受的最大应力。
0.2%
抗拉强度 — 是脆性材料选材的依据。
b
k
100%
l
l l0
屈强比 σs/σb小，则工程构件可靠性高
不同材料的拉伸曲线
布氏硬度试验
HB
压入载荷N（ ） 压痕的表面积 mm（）
2F 0.102
D2(1 1 d2 )
D
布氏硬度计
布氏硬度特点
布氏硬度测量的优点：测量数值稳定，准确 缺点：操作慢，不适用批量生产和薄形件
布氏硬度适用于：铸铁，有色金属 退火、正火、调质处理钢（未经淬火的钢） 原材料，毛坯 当HBS<450 时有效（HBW450-650)
掌握影响晶粒大小的因素及细化晶粒的方法
方法： 概念较多、实践性强，要联系实际加深理解和记忆
作业
P21 1. 10. 11. 13. 14.
1.1 金属材料的性能
1.1.1 金属材料的力学性能 1．弹性和刚度 2．强度 3．塑性 4．硬度 5．冲击韧性 6．疲劳强度
1.1.2 金属材料的其它性能 1．物理性能 2．化学性能 3．工艺性能
洛氏硬度一般用于HB>450
F F F
120
0
h
洛氏硬度试验
原理： HR = (k-h) / 0.002
对金刚石圆锥压头 k = 0.2 mm
对钢球压头
k = 0.26 mm
洛氏硬度特点
洛氏硬度测量的优点：操作简便，压痕小 可用于成品和薄形件
缺点：测量数值分散 HRC洛氏硬度适用于：淬火钢，调质钢
F
(1)布氏硬度HB (Brinell-hardness)
D D
用一定载荷P，将直径为D的球体，
压入被测材料的表面，保持一定时间后卸去载荷，
d
根据压痕面积大小确定硬度值。
测量HBS<450的较软金属采用淬火钢球 测量HBW450-650的材料采用硬质合金钢球
exp:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球 在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
σ
σe σs σb ε
退火低碳钢
中碳调质钢
淬火钢及铸铁
低、中回火钢
3.塑性
材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力。
常用 δ 和 ψ 作为衡量塑性的指标。 F
伸长率： lk l0 100%
l0
断面收缩率: s0 sk 100%
s0
δ↑、Ψ↑ 塑性越好
d0
l0
L dk
lk
δ < 2 ~ 5% δ ≈ 5 ~ 10% δ > 10%
（弹性模量E的大小主要取决于各种材料的本性）
弹性变形－－随外力消失而消失的变形
F F
F
塑性变形 产生永久的不可恢复的变形
F F F
2.强度
材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
工程上常用的金属材料的强度指标有屈服强度(σs)和抗拉强度(σb)
（1） 屈服强度（σS 、σ0.2 ）
指材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力。
σS=Fs/S0 （MPa） 它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。
当材料单位面积上所受的应力σe<σ<σs时，只产生微量的塑 性变形。当σ>σs时，材料将产生明显的塑性变形。
条件屈服强度: σ0.2=F 0.2/S0 （MPa）
对于塑性差的材料，用σ0.2来代替σs
屈服强度 — 是塑性材料选材和评定的依据。