碳钢的力学性能
碳钢的性能和选用知识点
碳钢的性能和选用知识点 任务二 碳钢的性能和选用【知识要点】一、碳钢性能内涵物理性能强度拉伸试验测量（也可测量弹性和刚度）使用性能 化学性能 塑性 碳钢力学性能 硬度：压入试验法测量 的性铸造性 韧性：一次冲击试验法测量 能锻压性 疲劳强度：交变载荷试验法测量 工艺性能焊接性切削加工性 二、碳钢的力学性能1．碳钢的力学性能不仅是设计零件、选用材料时的重要依据，而且也是按验收标准来鉴定材料的依据以及对产品的工艺进行质量控制的重要参数。
2．拉伸试验是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、弹性模量、比例极限、断面收缩率、拉伸强度和其他拉伸性能指标。
拉伸试验所使用的是静载荷，拉伸曲线分为四阶段，具体见下。
3. 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。
开始永久变形和断裂的点的位置在：σs σb强度的两个指标：屈服点σs ，抗拉强度σb 。
4．塑性是金属材料在（静）载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。
拉伸曲线中K 点越右，塑性越好。
塑性指标：断后伸长率 、断面收缩率ψ5.硬度是金属材料在静载荷下抵抗其他更硬物质压入起表面的能力。
6.冲击韧度是金属材料在一次冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
用aK 表示，aK 值低的材料为脆性材料，aK 高的材料为韧性材料。
7.疲劳强度是金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。
三、碳钢的切削加工性1.切削加工金属材料的难易程度称切削加工性能。
2.通常是用硬度和韧性作为碳钢切削加工性能好坏的大致判断。
一般讲，金属材料的硬度愈高愈难切削，硬度虽然不高，但韧性大，切削也困难。
3．低碳钢的强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。
4．中碳钢的强度、硬度比低碳钢高，切削性能良好。
5.高碳钢的强度、硬度高，而塑性、韧性差，切削加工性差，通过退火处理改善其切削加工性。
6．易切削钢是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素的钢。
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。
碳钢的布氏硬度
碳钢的布氏硬度
碳钢布氏硬度范围一般在120~360之间，具体取决于碳钢材料的成分、热处理工艺等因素。
一、碳钢硬度知识概述
硬度是材料的一项重要力学性能指标，反映了材料抗划伤、抗磨损的能力。
碳钢作为一种常见的金属材料，其硬度也是固定的，可以用硬度测试仪进行测量。
硬度测试常用的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
二、碳钢布氏硬度范围及测试方法
碳钢的硬度常用布氏硬度进行测量，常见的硬度值为HB（布氏硬度）。
在通常情况下，碳钢的硬度范围一般在120~360之间。
其测试方法为在材料表面施加一定的压力，然后通过读取硬度测试仪上的刻度来确定其硬度值。
常用的硬度测试仪有万能硬度计、数字硬度计等。
三、影响碳钢硬度的因素
碳钢的硬度受到多种因素的影响，如碳素含量、热处理过程、冷却工艺等。
一般而言，碳素含量越高的碳钢，其硬度也越高。
同时，经过热处理和冷却工艺后也可以提高碳钢的硬度。
此外，碳钢的硬度还受到材料的加工硬化以及表面处理等因素的影响。
四、结语
本文介绍了碳钢的硬度知识，详解了碳钢布氏硬度范围以及硬度测试方法和影响硬度的因素。
55碳钢和65锰钢
55碳钢和65锰钢的区别主要在化学成分、力学性能和用途方面。
1. 化学成分：55碳钢的主要化学成分是铁和碳，其中碳含量为0.55%左右。
而65锰钢除了铁和碳外，还含有较高的锰元素，通常在0.65%左右。
2. 力学性能：由于含有较高的碳和锰元素，65锰钢的强度、硬度和耐磨性都比55碳钢更高。
同时，65锰钢的抗冲击性能也优于55碳钢，可以在较为复杂的环境下使用。
3. 用途：由于力学性能的不同，55碳钢和65锰钢的用途也有所不同。
55碳钢主要用于制造要求不太高的零件和工具，例如刀具、刮刀、玻璃工具等。
而65锰钢则主要用于制造要求高强度、高硬度和高耐磨性的零件和工具，例如齿轮、轴、挖掘机铲齿等。
总的来说，65锰钢在化学成分、力学性能和用途方面都优于55碳钢，但价格也相对更高。
因此，在选择使用哪种钢材时，需要根据具体需求和使用环境进行综合考虑。
钢铁材料的分类、力学性能及热处理
钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、 分类及力学性能：1． 碳素钢：按含碳量的多少可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量在0.25％～0.5％）和高碳钢（含碳量大于0.5％）。
随着含碳量的增加，钢的机械强度提高，但使它的塑性和韧性下降。
（1） 普通碳素钢：它的化学成分不准确，因而不宜进行热处理。
普通碳素钢的牌号标记如Q235（国标），表示屈服点MPa S 235=σ。
（2） 优质碳素钢：力学性能优于普通碳素钢，采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。
低碳钢塑性高，焊接性好，适用于冲压、焊接零件。
采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度；中碳钢具有综合性能好的特点，它的机械强度、塑性和韧性均较好，可进行调质、表面淬火处理；高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性，常制成弹性零件。
优质碳素钢的牌号如15、35、45（国标），表示含碳量平均值各为0.15％、0.35％、0.45％。
2． 合金钢：合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。
它具有良好的力学性能和热处理性能，随着所加合金元素的不同，还可获得不同的特殊性能。
合金钢的牌号如35Mn2、40Cr （国标），表示含碳量平均值为0.35％和0.40％，而含合金元素Mn2％及Cr 小于1.5％。
3． 铸钢：铸钢的含碳量一般在0.15％～0.60％范围内，含碳量较高，塑性很差，容易产生龟裂，故不能锻造。
铸钢的强度显著高于铸铁，但铸造性则比较差，收缩率较大。
铸钢的牌号如ZG500－270，前组数字表示抗拉强度MPa B 500=σ，后组数字表示屈服点MPa S 270=σ。
4． 铸铁：铸铁是含碳量大于2％的铁碳合金。
铸铁因含碳量高，故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差，不能锻造，焊接性能也差。
但它有较高的抗压强度，良好的减摩性和切削性能，吸振性好，价格又较低廉。
常用的铸铁有灰铸铁（如HT150，抗拉强度MPa B 150=σ）、可锻铸铁（如KT300－6，抗拉强度MPa B 300=σ，最低伸长率为6％）和球墨铸铁（如QT500－7，抗拉强度MPa B 500=σ，最低伸长率为7％）。
1022碳钢剪应力、抗拉强度
1022碳钢剪应力、抗拉强度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：1022碳钢是一种常用的碳素钢材料，具有优良的加工性能和机械性能，在工业领域被广泛应用。
碳钢剪应力和抗拉强度是评价其性能的重要指标。
在下文中，将详细介绍1022碳钢剪应力和抗拉强度的相关知识。
首先我们来了解一下碳钢的基本性质，碳钢是通过锻造、轧制或锻造等方式将碳与其他合金元素混合制成的铁碳合金材料。
碳钢的主要成分是碳和铁，同时还有少量的硅、锰、磷和硫等元素。
碳钢的性能取决于碳含量、晶格结构和热处理工艺等因素。
1022碳钢是一种属于碳钢中低碳钢的材料，其碳含量在0.18%到0.25%之间。
这种低碳钢具有良好的可锻性和可焊性，适用于制造各种结构件和零部件。
1022碳钢具有较高的硬度和强度，但塑性较差，容易发生变形和破裂。
剪应力是指在剪切力的作用下，材料发生屈服、变形或开裂的能力。
在工程中，剪应力通常用于评估材料的切削性能和承载能力。
对于1022碳钢而言，其剪应力值一般在300MPa到500MPa之间，取决于材料的热处理状态和晶粒尺寸等因素。
抗拉强度是指材料在拉伸载荷作用下的最大承载能力。
对于1022碳钢来说，其抗拉强度约为420MPa到620MPa左右，具有相对较高的强度，适用于承受拉伸载荷较大的工程结构。
在实际应用中，设计工程结构时需要考虑材料的剪应力和抗拉强度等性能指标，以确保结构的安全可靠。
需要注意的是，材料的热处理和加工工艺会影响其力学性能，因此在选择材料和设计结构时需要综合考虑各方面因素。
1022碳钢是一种理想的工程材料，具有良好的剪应力和抗拉强度，适用于制造各种零部件和结构件。
了解和掌握材料的性能特点，有助于提高工程设计的精准性和可靠性。
希望本文对于读者了解碳钢剪应力和抗拉强度有所帮助。
第二篇示例：碳钢是一种常用的金属材料，其中1022碳钢是一种中碳钢，具有良好的机械性能和加工性能。
在机械加工领域，1022碳钢常用于制作零部件、工具和钢结构。
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响含碳量少，一般组织由铁素体和珠光体组成，淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大，硬度低，耐磨性差含碳量高，组织一般由渗碳体跟珠光体组成，淬火后多为片状马氏体；高碳钢脆性大，硬度高，耐磨性好一般碳的含量越高硬度越大，韧性降低！以下是各种钢的特点的一些简介：1 碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。
碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc 0.25％一0.6％)和高碳钢(wc >O．6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 。
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。
2 碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。
若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含s、P 的量依次降低，钢材质量依次提高。
若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’或“b”者为镇静钢。
例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A 级沸腾钢，Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。
通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。
Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。
碳钢综合实验报告
碳钢综合实验报告碳钢综合实验报告引言：碳钢是一种重要的金属材料，在工业生产和日常生活中广泛应用。
为了深入了解碳钢的性质和特点，我们进行了一系列的综合实验。
本报告旨在总结实验结果，并对碳钢的性能进行分析和讨论。
实验一：碳钢的化学成分分析在这个实验中，我们采用了化学分析的方法来确定碳钢的化学成分。
首先，我们使用了光谱分析仪对样品进行了表面成分分析。
结果显示，样品中含有铁、碳、锰等元素。
接下来，我们使用了电感耦合等离子体发射光谱仪对样品进行了更加详细的分析。
通过比对标准样品的光谱图，我们确定了样品中的各种元素的含量。
实验二：碳钢的力学性能测试为了了解碳钢的力学性能，我们进行了拉伸实验和硬度测试。
在拉伸实验中，我们将碳钢样品放在拉伸机上，逐渐增加载荷并记录应力-应变曲线。
通过分析曲线的特征，我们可以得出材料的屈服强度、抗拉强度和延伸率等参数。
硬度测试则通过在样品表面施加一定的载荷，测量其表面的硬度来评估材料的硬度。
实验三：碳钢的热处理热处理是改变碳钢组织和性能的一种重要方法。
我们在实验中选择了两种常用的热处理方法：退火和淬火。
通过将样品加热至一定温度后，迅速冷却至室温，我们观察到样品的组织结构发生了明显的变化。
退火处理使得碳钢的晶粒变得细小且均匀，提高了材料的韧性；而淬火处理则使得碳钢的组织变为马氏体，提高了材料的硬度。
实验四：碳钢的耐蚀性测试碳钢的耐蚀性是其在特定环境中抵抗腐蚀的能力。
我们使用了盐雾试验来评估碳钢的耐蚀性。
将样品暴露在盐雾环境中一段时间后，我们观察到样品表面出现了腐蚀现象。
通过对腐蚀程度的评估，我们可以得出碳钢在不同环境中的耐蚀性能。
实验五：碳钢的应用实例最后，我们选取了几个具有代表性的碳钢应用实例进行了介绍。
例如，碳钢在汽车制造中的应用，可以用于制造车身和发动机零部件，具有良好的强度和韧性；碳钢在建筑领域中的应用，可以用于制造桥梁和建筑结构，具有良好的承重能力和耐久性。
结论：通过一系列的综合实验，我们对碳钢的性质和特点有了更加深入的了解。
一般工程用铸造碳钢的牌号及化学成分
企业铸钢产品所采用的标准一般工程用铸造碳钢的牌号及化学成分( 摘自GB / T11352 ― 1989冶金)一般工程用铸造碳钢的力学性能( 摘自GB / T11352 ― 1989 冶金)牌号力学性能 (最小值 )，试验环境温度为10 ～30 ℃屈服点或屈服强度σs或σ0.2/MPa抗拉强度σb/ MPa伸长率δ ( % )按合同规定断面收缩率ψ( % )冲击功A K/ J冲击值 a k/kJ · m -2ZG200 - 400( ZG15 )200 400 25 40 30 600牌号元素最高含量(质量分数 )，%C(碳 )Si(硅 )Mn(锰 )S(硫 )P(磷 )残余元素 (总量≤ 1 . 00 %)Ni(镍 )Cr(铬 )Cu(铜 )Mo(钼 )V (钒 )ZG200 - 400 0 . 20 0 . 50 0 . 80 0 . 04 0 . 30 0 . 35 0 . 30 0 . 20 0 . 05ZG230 - 450 0 . 30 0 . 50 0 . 90 0 . 04 0 . 30 0 . 35 0 . 30 0 . 20 0 . 05 ZG270 - 500 0 . 40 0 . 50 0 . 90 0 . 04 0 . 30 0 . 35 0 . 30 0 . 20 0 . 05 ZG310 - 570 0 . 50 0 . 60 0 . 90 0 . 04 0 . 30 0 . 35 0 . 30 0 . 20 0 . 05ZG340 - 640 0 . 60 0 . 60 0 . 90 0 . 04 0 . 30 0 . 35 0 . 30 0 . 200 . 05ZG230 - 450( ZG25 )230 450 22 32 25 450 ZG270 - 500( ZG35 )270 500 18 25 22 350 ZG310 - 570( ZG45 )310 570 15 21 15 300 ZG340 - 640( ZG55 )340 640 10 18 10200一般工程用铸造碳钢的特性和应用牌号主要特性应用举例ZG200 - 400( ZG15 )低碳铸钢，韧性及塑性均好，但强度和硬度较低，低温冲击韧度大，脆性转变温度低，导磁、导电性能良好，焊接性好，但铸造性差机座、电气吸盘、变速箱体等受力不大，但要求韧性的零件ZG230 - 450 ( ZG25 )用于负荷不大、韧性较好的零件，如轴承盖、底板、阀体、机座、侧架、轧钢机架、箱体、犁柱、砧座等ZG270 - 500( ZG35 )中碳铸钢，有一定的韧性及塑性，强度和硬度较高，切削性良好，焊接性尚可，铸造性能比低碳钢好应用广泛，用于制作飞轮、车辆车钩、水压机工作缸、机架、蒸气锤气缸、轴承座、连杆、箱体、曲拐ZG310 - 570 ( ZG45 )用于重负荷零件、如联轴器、大齿轮、缸体、气缸、机架、制动轮、轴及辊子ZG340-640高碳铸钢，具有高强度、高硬度及高耐磨性，塑性韧性低，铸造、焊接性均差，裂纹敏感性较大起重运输机齿轮、联轴器、齿轮、车轮、阀轮、叉头大型铸件用低合金铸钢的牌号及化学成分牌号化学成分 (质量分数 )，%C ( 碳 ) Si ( 硅 ) Mn ( 锰 )P( 磷 )，S( 硫 )Cr ( 铬 ) Ni ( 镍 ) Mo ( 钼 ) Cu ( 铜 )ZG30Mn0 . 27～0 . 340 . 30～0 . 501 . 20～1 . 50≤0 . 035————ZG40Mn 0 . 35～0 . 450 . 30～0 . 451 . 20～1 . 50≤0 . 035————ZG40Mn20 . 35～0 . 450 . 20～0 . 401 . 60～1 . 80≤0 . 035————ZG50Mn20 . 45～0 . 550 . 20～0 . 401 . 50～1 . 80≤0 . 035————ZG20Mn0 . 12～0 . 220 . 60～0 . 801 . 00～1 . 30≤0 . 035—≤0 . 40——ZG35Mn0 . 30～0 . 400 . 60～0 . 801 . 10～1 . 40≤0 . 035————ZG35SiMn Mo 0 . 32～0 . 401 . 10～1 . 401 . 10～1 . 40≤0 . 035——0 . 20～0 . 30≤0 . 30ZG35CrMn Si 0 . 30～0 . 400 . 50～0 . 750 . 90～1 . 20≤0 . 0350 . 50～0 . 80———ZG20MnM o 0 . 17～0 . 230 . 20～0 . 401 . 10～1 . 40≤0 . 035——0 . 20～0 . 35≤0 . 30ZG55CrMn Mo 0 . 50～0 . 600 . 25～0 . 601 . 20～1 . 60≤0 . 0350 . 60～0 . 90—0 . 20～0 . 30≤0 . 30ZG40Cr10 . 35～0 . 450 . 20～0 . 400 . 50～0 . 80≤0 . 0350 . 80～1 . 10———ZG34Cr2N i2Mo 0 . 30～0 . 370 . 30～0 . 600 . 60～1 . 00≤0 . 0351 . 40～1 . 701 . 40～1 . 700 . 15～0 . 35—ZG20CrMo0 . 17～0 . 250 . 20～0 . 450 . 50～0 . 80≤0 . 0350 . 50～0 . 80—0 . 40～0 . 60—ZG35Cr1M o 0 . 30～0 . 370 . 30～0 . 500 . 50～0 . 80≤0 . 0350 . 80～1 . 20—0 . 20～0 . 30—ZG42Cr1M o 0 . 38～0 . 450 . 30～0 . 600 . 60～1 . 00≤0 . 0350 . 80～1 . 20—0 . 20～0 . 30—ZG50Cr1M o 0 . 46～0 . 540 . 25～0 . 500 . 50～0 . 80≤0 . 0350 . 90～1 . 20—0 . 15～0 . 25—ZG65Mn0 . 62～0 . 700 . 17～0 . 370 . 90～1 . 20≤0 . 035————ZG28NiCr Mo 0 . 25～0 . 300 . 30～0 . 800 . 60～0 . 90≤0 . 0350 . 35～0 . 850 . 40～0 . 800 . 35～0 . 55—ZG30NiCr Mo 0 . 25～0 . 350 . 30～0 . 600 . 70～1 . 00≤0 . 0350 . 60～0 . 900 . 60～1 . 000 . 35～0 . 50—ZG35NiCr Mo 0 . 30～0 . 370 . 60～0 . 900 . 70～1 . 00≤0 . 0350 . 40～0 . 900 . 60～0 . 900 . 40～0 . 50—。
碳钢的力学性能
2）洛氏硬度
HR C h 0.002
式中，C为常数，压头是金刚 石圆锥时，C＝100；压头为淬火 钢球时,C＝130。
2）洛氏硬度
2）洛氏硬度
洛氏硬度无单位，需标明硬度标尺符号，在符号前面写 出硬度值，如60HRC、80HRA、90HRB。洛氏硬度各标尺之间没 有对应关系，不能直接比较硬度值的高低。
HBS (HBW ) F A压
kgf/mm2
式中A压—压痕球形表面积，mm2 Ｄ—压头直径，mm2 ｄ—压痕平均直径，mm。
HBS (HBW )
2F
π D（D D2 d 2）
kgf/mm2
(试验力F单位用kgf)
1）布氏硬度
布氏硬度的表示方法： 140HBS10／10000／30 500HBW5／7500
• 2 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、 焊接等加热作业时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和 各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时，常在其 周围形成一 种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属 材料在高温下的化学 稳定性叫做热稳定性。用于制造在高温 下工作的零件的金属材料，要有良好的热稳定性。
3.力学性能
力学性能是指材料在力作用下所表现出来的性能，主要 有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
(1)强度 强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。 常用的强度判据是屈服强度σs和抗拉强度σb。 （2）塑性 指金属材料产生永久变形而不被破坏的能力。塑性判据 是断后伸长率和断面收缩率。 测定强度和塑性的方法是拉伸试验。
• (2)熔点 金属从固体状态向液体状态转变时的温度称为熔点。 熔点一般用摄氏温度（℃）表示。各种金属都有 其固定熔点。如铅的熔点为323 ℃，钢的熔点为１ ５３８ ℃。熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合 金等都很重要。
1022碳钢剪应力、抗拉强度-概述说明以及解释
1022碳钢剪应力、抗拉强度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述1022碳钢是一种常用的碳素钢材料，具有较高的可焊性和加工性，常用于制造螺栓、螺母、螺杆等零件。
剪应力和抗拉强度是评价材料力学性能的重要指标，对于碳钢材料的应用具有重要意义。
因此，本文将针对1022碳钢的剪应力和抗拉强度进行研究和分析，以探讨其力学性能及在工程领域的应用前景。
通过对实验结果的分析和比较，可以更全面地了解1022碳钢材料的力学性能特点，为工程设计和材料选择提供重要参考依据。
1.2 文章结构本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
在引言部分，将简要概述本文的研究对象和背景，介绍1022碳钢的重要性，并阐明研究的目的和意义。
接着在正文部分，将详细介绍1022碳钢的剪应力和抗拉强度的相关知识。
首先会探讨1022碳钢的剪应力特性，包括其应力分布、剪切行为等，然后对其抗拉强度进行详细分析，探讨其受力机制和强度表现。
最后，将介绍实验方法，包括实验步骤、参数设置等内容。
最后在结论部分，将总结全文的主要内容，归纳研究结果，并对未来的研究方向进行展望。
整个文章结构严谨，逻辑清晰，旨在为读者提供一份关于1022碳钢剪应力和抗拉强度的全面而深入的研究。
1.3 目的: 本文旨在通过对1022碳钢的剪应力和抗拉强度进行研究，探讨其在不同条件下的力学性能表现。
通过实验方法的详细介绍和数据分析，旨在揭示1022碳钢在受力情况下的表现特点，为相关领域的工程设计和应用提供参考和指导。
同时，通过本文的研究，可以对1022碳钢的力学性能有更深入的了解，为材料性能优化和产品品质提升提供支持。
2.正文2.1 1022碳钢剪应力1022碳钢是一种低碳钢，通常含有约0.22％的碳。
在工程应用中，碳钢常用于制造机械零件、工具和结构材料等领域。
在使用过程中，了解材料的性能参数是至关重要的，其中包括其剪应力。
剪应力是指在材料上受到的剪切力作用下，单位横截面积的剪应力，通常用符号τ表示。
碳钢的力学性能
条件屈服强度
σ r 0.2
?
Fr0.2 Ao
MPa
3）抗拉强度 定义：是指试样拉断前所能承受的最大拉应力。
σb ?
Fb Ao
MPa
式中 Fb —试样拉断前所能承受的最大拉伸力，单位N。 Ao—试样原始横截面积，单位 mm2
塑性指标
1、断后伸长率：试样拉断后的伸长与原始 标距的百分比。
δ ? lk ? lo ? 100% lo
? (2) 熔点 金属从固体状态向液体状态转变时的温度称为熔点。
熔点一般用摄氏温度（℃）表示。各种金属都有 其固定熔点。如铅的熔点为323 ℃，钢的熔点为１ ５３８ ℃。熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合 金等都很重要。
熔点低于 １０００ ℃的金属称为低熔点金属， 熔点在１０００～２０００ ℃的金属称为中熔点 金属，熔点 高于２０００ 。
2）洛氏硬度
HR ? C ? h 0.002
式中，C为常数，压头是金刚 石圆锥时，C＝100；压头为淬火 钢球时,C ＝130。
2）洛氏硬度
? (4) 热膨胀性
金属材料在受热时体积会增大，冷却时 则收缩，这种现象称为热膨胀性。各种金属 的热膨胀性能不同。
在实际工作中有时必须考虑热膨胀的影 响。例如，一些精密测量工具就要选用膨胀 系数较小的金属材料来制造；铺设铁轨、架 设桥梁、金属工件加工过程中测量尺寸等都 要考虑到热膨胀的因素。
? (5) 导电性
／10000／30
500HBW5
／7500
一般在零件图或工艺文件上标柱材料要求的布氏硬度值
时，不规定试验条件，只标出要求的硬度范围和硬度符号，
例如200～230HBS。
HBS用于测试硬度值小于450的材料；HBW用于测量硬度
常用碳钢、合金钢成份及力学性能表
常 用 碳 钢、 合 金 钢 成 份 及 力 学 性 能 表
材质
标准
C Si Mn
P
S
Cr
MIN
0.10 0.60
A105 ASTM A105-2011
MAX 0.35 0.35 1.05 0.035 0.040 0.30
MIN 0.17 0.17 0.35
20#
俄标
MAX 0.24 0.37 0.65 0.035 0.040 0.25
09Г2C
俄标
MIN 0.07 0.50 1.30 MAX 0.12 0.80 1.70 0.040 0.040 0.30 0.30
0.30
ST37.2
MIN 0.10 0.15 0.50
MIX 0.17 0.25 1.40 0.045 0.045
0.30
S235JRG2
EN10250-2
MIN MIX 0.20 0.55 1.40 0.045 0.045
材质标准csimnpscrnimoalcutivnb公称厚度抗拉强度mpa屈服强度mpa延伸率收缩率试验温度冲击j硬度hbmin0100604852502230max03503510500350040030040012040008187min0170170353901952655111max02403706500350040025030030156min017017060390215242034106max0230371000030020025025025540159min0170150601004105602352411016010020040055022524max0230401000030002002502502520030038053020524min01801508048525020452031143max0230351350035003003004001204000300020630185c228min018040001541025020203112510460max02304009000250015030030008005003000200010540160min0170170704502752450max02303710000350035025030025p245ghmin00805041024523202712510352max0200401300025001503000803000200010530160p280ghmin0080904602802310426max020040150002500150300080300020001580min01506048525022304627max030030135003500400300400120400030655197min022015115004n0015154152040max03015000250025030040012040011n003690197min37523526mix02203514000450050500min375235262027mix02003514000450045500min01002005000204102652331138max0200401400025002003003000803000300020530170p250ghmin0180400015410250203112510460max023040090002
任务二 碳素钢的力学性能
2 —— 负荷 (kgf) —— 压痕的球形表面积(mm2) —— 钢球直径(mm) —— 压痕直径(mm) —— 压痕深度(mm) 压痕直径是在两个相互垂直方向上测量的平均值。
常用的静压入硬度试验方法
布氏硬度试验 (GB231-63)
对钢铁材料， 通常负荷采用 3000kg，保持时 间 10 ~ 15 s; 对软金属， 负荷可降至500kg。 通常硬度和负荷的关系为： 3000kg BHN 96 - 600 1500kg BHN 48 - 300 500kg BHN 16 - 100
静压入硬度试验
定义：抵抗永久压痕的能力。
原理：在一定的时间间隔里，将硬质压头压入所要 测试的金属表面，然后测量压痕的深度 或大小。
静压入硬度试验
优点：材料的硬度和其他物理特性之间存在着某 种关系，是一种非破坏性试验。 分类：宏观硬度 通常载荷在1KG 以上 显微硬度 通常载荷小于1KG(1g-500g) 纳米硬度 通常在更小的载荷范围
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。 主要有屈服强度δs和抗拉强度或强度极限δb 两个指标
塑性
金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不被 破坏的能力，主要有伸长率和断面收缩率两个 指标。
疲劳强度
在交变应力作用下，零件的工作应力低于材料 的屈服点，但仍会发生突然断裂的现象称为金 属的疲劳断裂 。
硬度试验方法分类
静压入试验 —— 用以测定材料对永久变形的抗 力。布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度
划痕试验 —— 测定材料对破裂的抗力。观察一 种材料是否能被另一种材料划痕， 马氏划痕硬度、 莫氏划痕硬度
硬度试验方法分类
犁槽试验 —— 将一钝头元件（通常为金刚 石）以一定的载荷和相似条件下划过表面， 以划痕宽度作为硬度的度量标准。
碳钢强度等级
碳钢强度等级
碳钢是一种以碳为主要成分的合金钢，它由许多质量比均衡的合金构成，其中主要有碳、硅、铬、锰、硫、铝、磷、氮、锌等，其中碳的含量在0.12～2.14之间，碳钢的强度可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三大类。
低碳钢，又称碳素钢，碳含量在0.12～0.25之间，其力学性能很差，只能用于制作铸件、钢制品等。
中碳钢的碳含量在0.25～0.7之间，它有较好的耐热性能和可塑性，所以它可用于制作电器、工具件等部件。
高碳钢，碳含量在0.7～2.14之间，它有著更高的强度、延伸率和耐磨性，所以常用于制造轴承、锯片等。
碳钢扩展系数是衡量碳钢强度等级的重要参数，它是衡量碳钢在温度环境下的延展度的一种指标。
据计算，碳钢的扩展系数为10％，而碳素钢的扩展系数为20％。
碳含量的增加会增加碳钢的强度，因此，低碳钢的强度最低，高碳钢的强度最高，而中碳钢的强度介于两者之间。
除了碳含量外，碳钢的强度还受到碳钢强度等级的影响。
碳钢的强度等级有很多，例如A级、B级、C级、D级等，其中A级碳钢的机械强度最高，而D级的机械强度最低。
碳钢的强度不仅受碳含量和碳钢强度等级的影响，还受温度、气压和负载的影响。
温度的升高会使碳钢的机械强度降低，反之亦然。
气压的改变会对碳钢的强度造成影响，当气压增加时，碳钢的机械强度也会增加。
负载也会影响碳钢的强度，当负载增加时，碳钢的机械
强度也会随之增加。
总之，碳钢的强度等级受到多种因素的影响，如碳含量、碳钢强度等级、温度、气压和负载等，因此，在确定碳钢的强度时，必须考虑到这些因素的影响，以确保碳钢的正确应用。
碳钢的常温抗拉强度
碳钢的常温抗拉强度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：碳钢是一种常见的金属材料，具有优良的机械性能和加工性能，被广泛应用于工业生产和建筑领域。
碳钢的常温抗拉强度是衡量其力学性能的重要指标之一。
本文将详细介绍碳钢的常温抗拉强度及其影响因素。
一、碳钢的常温抗拉强度概述碳钢是一种以碳元素为主要合金元素的钢铁材料，其主要特点是硬度高、耐磨性好、加工性能好等。
根据其碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢等不同等级。
碳钢的常温抗拉强度是指在室温下，碳钢材料在拉伸加载下所能承受的最大拉伸力，通常用单位面积上的力来表示，单位为N/mm2或MPa。
通常来说，碳含量较低的碳钢其抗拉强度较低，而碳含量较高的碳钢其抗拉强度则较高。
一般来说，低碳钢的抗拉强度在300-600MPa之间，中碳钢的抗拉强度在600-800MPa之间，而高碳钢的抗拉强度则在800MPa以上。
碳钢的常温抗拉强度直接影响着其在工程领域的应用范围和承载能力，因此对于碳钢材料的研究和控制具有重要意义。
1.碳含量碳含量是影响碳钢常温抗拉强度的主要因素之一。
一般来说，碳含量越高，碳钢的强度和硬度就越高，抗拉强度也相应增加。
但是碳含量过高也会导致碳钢的韧性下降，使其易于发生断裂。
在实际应用中需要根据具体要求选择合适的碳含量。
2.晶粒大小晶粒大小是另一个影响碳钢常温抗拉强度的重要因素。
晶粒越细小，材料的塑性和韧性就越好，抗拉强度也会相应增加。
通过控制热处理工艺和合理设计合金元素可以有效调控碳钢的晶粒大小，提高其抗拉强度。
3.热处理工艺热处理工艺对碳钢的抗拉强度也有显著影响。
适当的热处理可以改善碳钢的晶格结构和力学性能，提高其抗拉强度。
常用的热处理工艺包括回火、正火、淬火等，通过选择合适的热处理工艺可以有效提升碳钢的抗拉强度。
4.合金元素除了碳元素外，合金元素也会对碳钢的抗拉强度产生影响。
通常情况下，添加适量的合金元素可以提高碳钢的强度和硬度，从而增加其抗拉强度。
铸造碳钢的牌号
一般工程用铸造碳钢的牌号和化学成分牌 号元素最高含量(质量分数)(％)C ①SiMn ①SP残余元素⑦ Ni Cr Cu Mo V ZG200-400 O.20 0.50 O.80 0.04O.300.350.300.20O.05ZG230-450 O.30 0.500.90 O.04 O.30 O.35 0.30 0.20 O.05ZG270-500 O.40 ZG310-570 O.50 0.60ZC340-640 0.60①对上限每减少wc0.01％的允许增加WMn0.04％，对ZG200-400Mn 最高WMnl.00％， 其余四个牌号WMn 最高至1.20％。
②残余元素总量不超过1.00％，如需方无要求，残余元素可不进行分析。
(2)力学性能见表。
一般工程用铸造碳钢的力学性能牌 号屈服点ós或屈服强度óO.2／MPa抗拉强度 ób ／MPa伸长率δ (％)按合同规定断面收缩率 Ψ (％) 冲击吸收功 AK ／J冲击韧度 aK ／(J ／cm2)≥ZG200-400 200 400 25 40 30 60 ZG230-450 230 450 22 32 25 45 ZG270-500 270 500 18 25 22 35 ZG310-570 310 570 15 21 15 30 ZG340-640 3406401018lO20一般工程用铸造碳钢的特性和应用牌号主要特性应用举例ZG200_400 低碳铸钢，韧性及塑性均好，但强度和硬度较低，低温冲击韧度大，脆性转变温度低，导磁、导电性能良好，焊接性好，但铸造性差机座、电气吸盘、变速箱体等受力不大，但要求韧性的零件ZG230-450用于负荷不大、韧性较好的零件，如轴承盖、底板、阀体、机座、侧架、轧钢机架、箱体、犁柱、砧座等ZG270-500中碳铸钢，有一定的韧性及塑性，强度和硬度较高，切削性良好，焊接性尚可，铸造性能比低碳钢好应用广泛，用于制作飞轮、车辆车钩、水压机工作缸、机架、蒸气锤气缸、轴承座、连杆、箱体、曲拐ZG310-570 用于重负荷零件、如联轴器、大齿轮、缸体、气缸、机架、制动轮、轴及辊子ZG340-640 高碳铸钢，具有高强度、高硬度及高耐磨性，塑性韧性低，铸造、焊接性均差，裂纹敏感性较大起重运输机齿轮、联轴器、齿轮、车轮、阀轮、叉头。
碳钢的杨氏模量
碳钢的杨氏模量碳钢的杨氏模量是指碳钢在受力时对应的杨氏模量数值。
碳钢是一种常用的金属材料，具有优良的强度和硬度，因此在工程领域被广泛应用。
在对碳钢进行材料力学性能分析时，杨氏模量是一个重要的参数，它描述了材料在受力时的变形能力。
碳钢的杨氏模量一般在200-210 GPa之间，具体数值取决于碳钢的成分和热处理工艺。
杨氏模量是衡量材料刚度的重要指标，它描述了材料在受力时的弹性变形能力。
对于碳钢这种金属材料，杨氏模量的数值通常较高，表明碳钢具有较好的弹性特性，能够在受力后迅速恢复原状。
碳钢的杨氏模量对于工程设计和材料选择具有重要意义。
在设计承载结构或机械零件时，需要考虑材料的弹性变形特性，杨氏模量的高低直接影响了结构的稳定性和承载能力。
对于碳钢材料，其杨氏模量较高，意味着具有较好的刚性和弹性，能够承受较大的力和变形，适用于要求较高刚度和强度的应用场合。
此外，碳钢的杨氏模量还受到温度和应力状态的影响。
随着温度的升高，碳钢的杨氏模量通常会发生变化，这是由于材料的晶格结构和原子间的相互作用的改变所致。
在高温条件下，碳钢的杨氏模量可能会降低，导致材料的弹性性能下降。
因此，在高温环境下使用碳钢材料时，需要考虑杨氏模量的变化对结构性能的影响。
总的来说，碳钢的杨氏模量是衡量材料弹性性能的重要参数，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
了解碳钢的杨氏模量数值，有助于合理设计结构，确保材料的力学性能满足工程要求，提高结构的稳定性和可靠性。
在实际工程应用中，需要综合考虑杨氏模量以及其他材料性能参数，选择合适的材料和工艺，以确保结构的安全可靠性和性能优越性。
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【课题】了解碳钢的力学性能（授课人：王竞男）【授课类型】理论课【教学目标】【知识与技能目标】1.了解碳钢常见的力学性能：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度的含义及其衡量指标；2.了解拉伸试验的原理、过程，常见的硬度测试方法及其指标；3.进一步理解常见类型碳钢及其力学性能特点。
【过程与方法目标】1. 通过学习碳钢常见的力学性能及其衡量指标，理解力学性能对碳钢应用的重要影响；2. 通过学习拉伸试验的原理、观看拉伸试验过程的视频，了解碳钢强度、塑性衡量指标的来源和含义；3. 了解硬度测试方法和类型，能根据材料类型初步选择合适的硬度。
【情感态度与价值观目标】1.通过对材料的拉伸试验、硬度测试方法的学习，形成科学严谨的学习态度；2.通过对碳钢的力学性能与其衡量指标的学习，懂得方法的选择以合适、恰当为最好。
【教学重点】1. 碳钢常见的力学性能：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度的含义及其衡量指标；2. 拉伸试验过程和硬度测试方法。
3. 常见类型碳钢及其力学性能特点。
【教学难点】常见类型碳钢及其力学性能特点。
【教学方法】学情分析：学生已经对碳钢及其成分有了一定的认识，但对碳钢力学性能及其衡量指标缺乏系统的认知，且由于学生在力学相关的物理学科知识方面基础薄弱，所以在学习力学性能部分时，应联系生活、生产中生动形象的实际例子帮助学生理解。
教法：读书指导法、问题引导法、小组讨论法学法：以自学法为主，配合讨论法【教学用具】多媒体设备及多媒体课件【教学时间】2课时（90分钟）【教学过程】一、新课导入（7分）师：同学们，本节课我们将进一步深入学习和了解碳钢的力学性能。
假如你已经步入工作岗位，现在需要为一批订单选购适于数控车削的原材料，那么你会从哪些方面来挑选请简要说明原因。
下面给大家半分钟思考时间，然后分别请几位同学为大家举例。
生：材料的软硬程度，这将决定其是否适宜车削加工……师：碳钢之所以获得广泛应用，是由于它具有良好的力学性能。
碳钢的力学性能不但是设计零件、选用材料的重要依据，而且也是按验收标准来鉴定材料的依据以及对产品工艺进行质量控制的重要参数。
下面，就让我们进入到今天这节课的学习——碳钢的力学性能。
二、明确目标结合PPT展示，明确本节课的学习目标和学习重、难点，让学生将任务了然于胸。
三、讲授新课1.强度与拉伸试验（1）强度的含义师：哪位同学能从课本上找到强度的含义并为大家响亮地读出来生：强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力。
师：下面让我们来一起学习和理解强度的含义，你们认为这则定义的关键词有哪些生集体回答：静载荷、永久变形师：何谓静载荷呢静载荷：构件所承受的不随时间而变化的外力。
师：什么又叫做永久变形永久变形：外力去除后不可恢复的变形，相对的叫做弹性变形。
师：谁能举些永久变形或断裂的的例子呢生：折弯的钢管、断裂的路面、折断的粉笔……（2）内力与应力师：那么，我们如何来衡量一种材料的强度呢这就要用到内力与应力的知识。
①内力当一个结构受到外力作用时，其内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗外力与变形的力，称为内力。
②应力应力是构件的单位横截面上所产生的内力。
公式：σ= F/s 【F—内力，N;s—受力面积，m2；σ—应力，Pa】师：那么应力对于材料的强度有何作用呢当应力达到某一极限值（许用应力）时，材料就会遭到破坏。
③拉伸试验师：根据外力作用性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
工程中常用的是屈服强度和抗拉强度。
通过拉伸试验可以测定屈服强度和抗拉强度。
拉伸试验机在试验过程中可以绘制出施加的载荷与试件变形量的线图，称为拉伸曲线。
第Ⅰ阶段：弹性变形阶段（OE段）试件受力后，长度增加，产生变形，这时如将外力卸去，试件工作段的变形可以消失，恢复原状。
此类变形称为弹性变形，故称此阶段为弹性变形阶段。
此阶段，曲线呈直线状。
第Ⅱ阶段：屈服阶段（ES段）弹性变形阶段后，试件的伸长显著增加，但外力却在小范围内上下波动。
外力不需增加，变形却继续增大，这种现象称为屈服。
屈服阶段中拉力波动的最低值称为屈服载荷，用F s表示。
所对应的应力称为屈服极限，用σs表示。
此阶段，曲线出现波动。
第Ⅲ阶段：强化阶段（SB段）屈服阶段后，需加大外力，才能继续增加变形，试件对变形的抵抗能力又获得增强，力与变形是非线性的关系。
此阶段称为强化阶段。
第Ⅳ阶段：颈缩阶段（BK段）当拉力继续增大到某确定数值时，试件某处突然逐渐局部变细，形同细颈，称颈缩现象。
颈缩出现前，试件所能承受的拉力最大值，称为最大载荷，用F b表示。
所对应的应力称为强度极限，用σb表示。
此阶段，曲线单调下降。
2.塑性师：根据你们的自学，什么叫做塑性生：塑性是指金属材料在给定载荷作用下，产生永久变形而不被破坏的能力。
师：当某种材料制成的构件由于塑性较低产生永久变形后，其常见的变化都有哪些生：金属材料在受到拉伸产生变形时，长度和横截面积都要发生变化。
师：有哪些衡量指标来衡量一种材料塑性的高低呢生：金属材料的塑性可以用材料的断后伸长率δ和断面收缩率ψ两个指标来衡量。
师：那么下面让我们来学习一下什么叫做断面伸长率δ和断面收缩率ψ断后伸长率δ：试件拉断后，工作段的残余伸长量Δl=l0-l1与标距长度l0的比值，代表试件拉断后塑性变形程度，称为材料的伸长率，用δ表示。
即断面收缩率ψ：试件断口处横截面面积的相对变化率称为断面收缩率，用ψ表示，即师：根据对上面两个指标的学习，你觉得断面伸长率δ和断面收缩率ψ与材料的塑性高低有何关系生：金属材料的断面伸长率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不被破坏。
师：工程上通常把常温、静载下伸长率大于5%的金属材料称为塑性材料，如低碳钢；而把伸长率小于5%的金属材料称为脆性材料，如灰口铸铁等。
3.硬度师：根据你们的自学，什么叫做硬度生：硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，是衡量材料软硬程度的指标。
师：硬度是由硬度计测试出来的，你们知道常用的硬度标准有哪些吗生：有布氏硬度和洛氏硬度。
师：常用的硬度标准有很多，最常用的三种除了布氏硬度和洛氏硬度还有维氏硬度，下面就让我们来学习这三种硬度标准的测试方法和应用范围。
①布氏硬度（HB）测试方法：用一定大小的试验力P，把直径为D的淬火钢球或硬质合金球压入被测金属的表面，保持规定时间后卸除试验力，用读数显微镜测出压痕平均直径d，然后按公式求出布氏硬度HB值，或者根据d从布氏硬度表中查出HB值。
缺点：被测材料太硬，会使钢球明显变形，故只能在硬度值小于HB450的材料上得到清晰压痕。
且试样须经表面准备、打磨，较费时。
应用范围：布氏硬度主要用来测定铸铁、有色金属、以及退火、正火和调质处理后钢材的硬度，如半成品和原材料。
不宜测定太硬、太小、太薄的工件。
②洛氏硬度（HR）试验方法：用一个顶角为120度的金刚石圆锥体在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。
优点：洛氏硬度试验操作简单、迅速、压痕小。
缺点：对于组织和硬度不均匀的材料，硬度值波动较大，准确性不如布氏硬度值。
应用范围：测试热处理后硬度较高的成品零件及较薄的工件，当被测样品过小或者布氏硬度（HB）大于450时，改用洛氏硬度计量。
③维氏硬度（HV）试验方法：以~的负荷,将相对面夹角为138°的方锥形金刚石压入材料表面，保持规定时间后，测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。
维氏硬度值一般不标单位，在符号HV前写出硬度值。
优点：维氏硬度试验力小（常用），压痕浅，轮廓清晰，数值准确，试验力选择范围大（～），所以可测量从很软到很硬材料的硬度，维氏硬度值之间能直接比较。
缺点：试验麻烦，不宜用于成批生产的常规检验。
适用范围：维氏硬度常用来测试薄片材料、金属镀层及零件表面硬化层的硬度。
4.韧性师：什么叫做韧性生：韧性表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
师：韧性能表示一种材料的什么性能呢生：可用来衡量金属料抵抗冲击载荷的能力。
韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。
师：衡量材料抗冲击能力的指标用冲击韧度a k来表示。
冲击韧度是通过冲击试验来测定的。
a k值低的材料称为脆性材料， ak值高的材料称为韧性材料。
5.疲劳强度①许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。
如：轴、齿轮、弹簧等。
承受交变载荷的构件将产生循环应力。
循环应力：应力的大小和方向随时间作周期性的变化。
②师：人长时间工作后会觉得疲劳，金属材料也是如此，那么什么叫做金属材料的疲劳呢生：在交变载荷作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力循环作用后，也会产生裂纹或突然发生脆性断裂，这种现象叫做疲劳。
师：大家觉得在工程结构中，疲劳可能带来什么后果呢生：由于疲劳不易发现，机械零件发生疲劳破坏前往往没有预兆，因此疲劳破坏常常会造成重大事故。
③师：疲劳性能可通过疲劳试验测出，主要设备为疲劳试验机，经过试验可以将试验数据整理成线图，即为疲劳曲线。
试验证明，当应力低于某一数值时，材料可经过无数次循环应力作用而不断裂，这一应力称为疲劳强度。
在工程上，疲劳强度指材料在交变载荷作用下经受无限多次循环而不发生断裂的最大应力。
一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。
④师：那么有什么措施可以提高工件的疲劳强度呢合理设计零件结构、避免应力集中、降低表面粗糙度值、进行表面滚压、喷丸处理、表面热处理等，可以提高工件的疲劳强度。
四、教学小结1.碳钢常见力学性能的含义及其衡量指标；2.拉伸试验的原理、过程，常见的硬度测试方法及其指标；3.常见类型碳钢及其力学性能特点。
五、课堂练习练习册P4 第一题、基础知识；第二题、能力拓展1（必做）能力拓展2、3（选做）六、板书设计碳钢的力学性能：1.强度与拉伸试验2.塑性3.硬度4.韧性5.疲劳强度七、教学反思本节课的教学内容中，碳钢常见力学性能的含义及其衡量指标部分在学生自学的基础上，以学生总结和分析为主，教师再结合各指标相应试验分析，最后进行概括总结，基本达到教学目标。
拉伸试验的原理、过程，常见的硬度测试方法及其指标部分，则以教师讲解和多媒体展示图片、动画为主，再通过学生的练习、展示，发现问题，进而有针对性的解决、击破。
整节课教学目标基本达成。