金属材料性能知识大汇总(超全)
金属材料学知识点总结
金属材料的热处理
热处理原理
01
热处理是通过改变金属材料内部组织结构来改善其性能的一种
工艺方法。
热处理工艺
02
包括退火、正火、淬火和回火等，不同的热处理工艺适用于不
同种类的金属材料。
热处理设备
03
热处理设备包括电炉、盐浴炉、真空炉等，选择合适的热处理
设备对获得良好性能的金属材料至关重要。
03
金属材料的力学性能
金属材料的轻量化
总结词
通过采用轻质材料、优化结构设计、减少材料厚度等方式，降低产品的重量。
详细描述
轻量化是现代工业领域中重要的技术趋势，特别是在汽车、航空航天和电子产品等领域。轻量化可以 降低产品的能耗、提高机动性、减少振动和噪音等。常用的轻量化金属材料包括铝合金、钛合金和镁 合金等。
金属材料在新能源领域的应用
电化学保护
通过外加电流或牺牲阳极等方法，改变金属 的电化学状态，防止腐蚀。
选用耐蚀材料
选用耐蚀性能好的金属或合金材料，提高耐 蚀性。
05
金属材料的新技术与新应 用
金属材料的高性能化
总结词
通过改进制造工艺和材料成分，提高金 属材料的力学性能、物理性能和化学性 能。
VS
详细描述
金属材料的高性能化主要涉及合金设计、 热处理工艺优化、表面处理技术等。这些 技术可以提高金属材料的硬度、韧性、耐 腐蚀性、高温性能等，使其在更广泛的领 域得到应用。
良好的导电性和导热性
金属材料是电和热的良导体，广泛用于电子 、电力和散热等领域。
耐腐蚀性
部分金属材料具有较好的耐腐蚀性，可以在 各种环境条件下使用。
金属材料的用途
机械制造业
用于制造各种机器 零部件、工具等。
金属材料的性能 重点概括
1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。
2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。
②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。
③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。
④工艺性能。
力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。
3、力学性能包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性a)金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。
强度的大小用应力来表示。
b)根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。
4、金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。
变形分为：弹性变形和塑性变形两种5、不能随载荷的去除而消失的变形称为塑形变形。
在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。
屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。
Fs称为屈服载荷6、sb：强化阶段：7、随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。
Fb：试样拉伸的最大载荷。
8、在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
用符号σs表示，计算公式：σs=Fs/So对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示，计算公式：σ0.2=F0.2/So9、（2）抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示。
计算公式为：σb=Fb/So10、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
塑性由拉伸试验测得的。
常用伸长率和断面收率表示。
11、伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
用δ表示：计算公式：δ=(l1-l0)/l0×100%断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。
用ψ表示12、材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。
任务一金属材料的性能
任务一金属材料的性能金属材料是人类使用最为广泛的材料之一，具有许多优良的性能。
以下将详细介绍金属材料的各项性能，包括力学性能、化学性能、物理性能等。
1.力学性能金属材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的机械性能。
主要包括抗拉强度、屈服强度、弹性模量、延伸率和硬度等参数。
金属材料通常具有优良的力学性能，具体表现在以下几个方面：（1）抗拉强度：金属材料的抗拉强度是指材料在拉伸载荷作用下所能承受的最大拉伸应力。
常见的金属材料如铝、铁、铜等具有较高的抗拉强度，通常在100MPa以上。
（2）屈服强度：金属材料的屈服强度是指在材料开始出现塑性变形时所承受的最大应力。
屈服强度一般小于抗拉强度，通常在50-80%之间。
（3）弹性模量：金属材料的弹性模量是指材料在弹性阶段内的应力和应变之比，也称为刚度。
弹性模量越大，表示材料的刚度越大，对外力的变形越小。
常见金属材料如钢材的弹性模量在200-210GPa之间。
（4）延伸率：金属材料的延伸率是指材料在拉伸过程中能够产生的塑性变形量。
通常用百分比表示，延伸率越高，表示金属材料的可塑性越好。
（5）硬度：金属材料的硬度是指材料在外力作用下抵抗划痕或形变的能力。
硬度是金属材料的一个重要性能指标，不同金属材料的硬度差异较大，如钢材的硬度通常在200-500HB之间。
2.化学性能金属材料的化学性能是指金属材料在各种化学环境中的耐蚀性能。
金属材料通常容易发生氧化、腐蚀等化学反应，因此其耐蚀性是一个重要的考量指标。
金属材料的化学性能受材料成分、表面处理等因素影响，一般来说，金属材料的化学性能表现为以下几个方面：（1）耐腐蚀性：金属材料的耐腐蚀性是指金属在各种化学介质中抵抗腐蚀的能力。
不同金属材料对不同腐蚀介质的抵抗能力不同，有的金属材料对酸、碱、氧化剂等具有较好的耐蚀性能，而有的金属材料对盐、湿气等环境容易发生腐蚀。
（2）热稳定性：金属材料的热稳定性是指材料在高温环境下的稳定性。
金属材料的性能
2.抗氧化性 金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮的能力 。
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。
三1 金属材料的力学性能
1.力学性能:
金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。
2.载荷：
拉伸过程
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
拉伸试验机
②塑性 δδ
金属材料在静载荷作用下，产生永久变形 而不破坏的能力称为塑性。
常用的塑性指标： 延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）。
塑性 ：材料在载荷作用下，产生塑形变形而不被破坏的能力。
1.断后伸长率
断后伸长率是指试样拉断后，标距的伸长量与原标距长
度的百分比，用符号δ表示。
δ=
L1-L0 L0
L0—试样的原始标距（mm）
2.断面收缩率
L1—试样拉断后的标距（mm）
断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩
减量与原始横截面积的百分比，用符号ψ表示。
ψ=
S1-S0 S0
S0—试样的原始横截面积（mm2） S1—试样拉断后的横截面积（mm2）
裂纹扩展的基本形式
1943年美国T-2油轮发生
北
断裂
极 星
导
弹
⑤疲劳强度
• 材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的 最大应力称为疲劳极限。用-1表示。
钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。
疲劳应力示意图
疲劳曲线示意图
疲劳断口
式中：HBS(HBW) ——淬火钢球（硬质合金球）试验的布氏硬度值 Ｆ —— 试验力（N）； d —— 压痕平均直径（mm）； Ｄ —— 淬火钢球（硬质合金球）直径（mm）。
金属学习材料性能的基础学习知识.docx
.....5.2 金属材料性能的基知金属材料的性能决定着材料的适用范及用的合理性。
金属材料的性能主要分四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工性能。
一.机械性能（一）力的概念物体内部位截面上承受的力称力。
由外力作用引起的力称工作力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的力称内力（例如力、力、加工程束后留存下来的残余力⋯等等）。
（二）机械性能金属在一定温度条件下承受外力（荷）作用，抵抗形和断裂的能力称金属材料的机械性能（也称力学性能）。
金属材料承受的荷有多种形式，它可以是静荷，也可以是荷，包括独或同承受的拉伸力、力、弯曲力、剪切力、扭力，以及摩擦、振、冲等等，因此衡量金属材料机械性能的指主要有以下几： 1.度是表征材料在外力作用下抵抗形和破坏的最大能力，可分抗拉度极限（σb）、抗弯度极限（σbb）、抗度极限（σbc）等。
由于金属材料在外力作用下从形到破坏有一定的律可循，因而通常采用拉伸行定，即把金属材料制成一定格的，在拉伸机上行拉伸，直至断裂，定的度指主要有：（1 ）度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大力，一般指拉力作用下的抗拉度极限，以σb 表示，如拉伸曲中最高点 b 的度极限，常用位兆帕（MPa），算关系有： 1MPa=1N/m 2 =(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPaσb=P b/F o式中： P b–至材料断裂的最大力（或者是能承受的最大荷）；F o–拉伸原来的横截面。
（2 ）屈服度极限：金属材料承受的外力超材料的性极限，然力不再增加，金属材料的拉伸曲但是仍生明的塑性形，种象称屈服，即材料承受外力到一定程度，其形不再与外力成正比而生明的塑性形。
生屈服的力称屈服度极限，用σs表示，相于拉伸曲中的S 点称屈服点。
σs=P s/F o位：兆帕（MPa）式中：P s–达到屈服点S 的外力（或者材料生屈服的荷）。
对于塑性高的材料，在拉伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。
金属材料知识
断面收缩率（ Ψ ）
Ψ= S0-S1 ×100% S0
S0——试样原始横截面积,mm2； S1——颈缩处的横截面积,mm2 。
三、 硬 度
（一）布氏硬度 1. 原理 2. 应用 3. 优缺点
（二）洛氏硬度 1. 原理 2. 应用 3. 优缺点
（一）布氏硬度
1. 原理
F 布氏硬度=
A凹 2F = πD[D-（D²-d ²）½]
试验过程如图所示。
计算公式
Ak=GH1 - GH2 =G（H1 - H2）
冲击韧度（a
）：冲击吸收功除以试样缺口处截面积。
k
材料的工艺性能
工艺性能：指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要
包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的 能力；偏析指化学成分不均性。 焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两 个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的 特性。 顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯 曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径d 对材料厚度a 的 比值表示，a 愈大或d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常 温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的
1000N
25~100
HRC
120°金刚
石圆锥体 1500N
20~67
3. 优缺点
优点：操作简便、迅速，效率 高，可直接测量成品件 及高硬度 的材料。
缺点：压痕小，测量不准确， 需多次测量。
金属材料的使用性能
金属材料的使用性能1. 密度(比重):材料单位体积所具有的质量，即密度＝质量/体积，单位为g/cm3。
2. 力学性能: 金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。
3. 强度: 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。
屈服点、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。
强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示。
4. 屈服点: 金属在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。
产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。
5. 抗拉强度: 金属在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。
6. 塑性: 金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。
7. 伸长率: 金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，称为伸长率。
用符号δ，%表示。
伸长率反映了材料塑性的大小，伸长率越大，材料的塑性越大。
8. 韧性: 金属材料抵抗冲击载荷的能力，称为韧性，通常用冲击吸收功或冲击韧性值来度量。
9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷作用下，折断时所吸收的功。
用符号A?k表示，单位为J 。
10. 硬度: 金属材料的硬度，一般是指材料表面局部区域抵抗变形或破裂的能力。
根据试验方法和适用范围的不同，可分为布氏硬度和洛氏硬度等多种。
布氏硬度用符号HB表示：洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC表示。
部分常用钢的用途(一)各牌号碳素结构钢的主要用途:1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。
用于轧制薄板和盘条。
冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。
盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。
金属材料基本常识
金属材料的性能一，物理性能1，密度：物体的质量与其体积的比值计算公式P=m/v (g/cm3)2, 熔点：物体在加热过程中，由固体开始熔化为液体时的温度3．导电性：金属材料传导电流的能力，纯银导电性最好，铜铝次之，纯金更好4．导热性：金属材料传导热量的能力纯金导热性最好，合金稍差，应用炒菜的锅容易焦5 热膨胀性金属材料温度升高后体积增长的性质二力学性能1 强度强度时指金属材料在外力作用下，对变形和破裂的抵抗能力、强度的大小用材料单位横截面积上所产生的抵抗力。
即应力来表示，应力单位为Mpa，其公式6=F/sF---外力（N 1kgf约等于9.8N）s横截面积（mm2）6---应力（mpa）1mp=1N/1mm2=10kg/cm2常用的强度测试方法是拉伸实验2．塑性指金属材料在外力作用下产生显著变形而不断裂的性能------ ------ 凹模1____13 硬度金属材料表面抵抗其他更硬物压入的能力任何零件都应具备足够的硬度才能保证其使用寿命测试硬度的方法有以下几种1）洛式硬度HR方法向上用淬火钢球或120°圆锥形金刚石….2 ）布氏硬度ABS最常用的是将直径为10mm的淬火钢球实验力伟3000kgf（29.4KN）压向材料表面，持续时间30s 测压痕直径3 ）维氏硬度HV4 象积性疲劳金属材料在低于屈服强度的交变力作用下发生破裂的现象称为疲劳5 韧性金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力三工艺性能一般指切削加工型铸造性（金属熔化后烧注成合格铸件的难度程度）可锻性（打造兵器）可焊性和热处理Eg：菜刀经过热处理，强度会增加钢与（铸铁）的区别在于含C量不同钢含c量小于2%铸铁含C量大于2%1 普通碳素机构钢N/mm2 Q195 Q235Q为屈服点即：每mm2 最多能承受195的力只规定屈服强度不规定含碳量2 碳素工具钢（一般高碳钢实验室中的工具就是）3 优质碳素结构钢08# 10# 20# 25#45号钢：含碳量0.45%的钢4 合金结构钢38CrMoAl 都不超过1%Al Cr Ti Mo Mn W Ni Si N B5 合金工具钢1白口铸铁BT硬（耐磨）脆断开后雪白雪白的含碳量少主要用于炼钢或制造可锻铸铁的原料2灰口铸铁AT 片状石墨削弱灰铁的强度主要用于制造承受低中高负荷的零件（如手轮工作台活塞床身等）HT200—>HT300 ----HT400 （屈服强度减少片状石墨越少）3球墨铸铁QT 球状石墨削弱作用比片状石墨小，因此强度大，主要用于制造机床零件，轴瓦柴油曲轴拖拉机减速齿轮等QT450-10 （450Mpa ，10为延伸率）稀土镁合金包头片状石墨变球状石墨4可锻铸铁KT自来水管（九十度）差速器主要用于汽车后桥外壳活塞环等。
金属知识点总结大全
一、金属的基本性质1. 导电性：金属具有良好的导电性，其原子结构中的自由电子能够在金属内部自由流动，从而实现电流的传导。
2. 导热性：金属具有良好的导热性，可以快速将热量传导到周围环境中，因此常用于制造散热器和导热器等产品。
3. 可塑性：金属具有良好的可塑性，可以通过锻造、轧制等方式形成各种形状的产品。
4. 良好的机械性能：金属材料具有较高的强度和韧性，可以满足不同工程领域的需要。
二、金属的分类1. 基本金属：包括铁、铜、铝、镁、锌等，是工业生产中最常用的金属材料。
2. 合金：由两种或更多种金属或非金属混合而成，具有优良的物理和化学性能，如钢、铜合金、铝合金等。
3. 贵金属：如黄金、铂、银等，具有良好的抗腐蚀性和化学稳定性，常用于珠宝、电子器件等领域。
三、常见金属材料1. 铁：是最常见的金属材料，包括纯铁、钢和铸铁等，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等领域。
2. 铝：具有良好的轻量化和耐腐蚀性能，常用于航空航天、汽车制造和建筑材料等领域。
3. 铜：具有良好的导电性和导热性，常用于电子器件、建筑材料等领域。
4. 钛：具有优良的耐腐蚀性和高强度，常用于航空航天、医疗器械等领域。
四、金属加工和制造1. 铸造：将金属熔化后倒入模具，冷却后得到所需的形状。
2. 锻造：通过对金属进行加热后进行锻打，使其得到所需的形状和尺寸。
3. 冷拔：通过在室温下拉制金属材料，使其形成所需的形状和尺寸。
4. 焊接：将两个金属材料通过加热或施加压力，使其相互连接。
5. 切削加工：通过旋转刀具等方式对金属材料进行加工，实现所需的形状和尺寸。
1. 建筑领域：金属材料常用于制造建筑结构、门窗、屋顶等部件。
2. 机械制造：金属材料广泛应用于制造机床、轴承、齿轮等机械零部件。
3. 电子设备：金属材料常用于制造电子器件、电路板、散热器等产品。
4. 汽车制造：金属材料是汽车制造的主要材料，常用于制造车身、发动机零部件等。
六、金属的环保和可持续发展1. 循环利用：金属材料可以通过回收再利用的方式，减少资源浪费和环境污染。
金属力学性能总结
金属力学性能总结引言金属是一类常见的材料，具备优异的力学性能，包括强度、韧性、塑性等。
本文将从这些方面对金属的力学性能进行总结和分析。
强度抗拉强度抗拉强度是衡量金属材料抵抗拉力的能力。
常见的金属材料如钢、铝等都具有较高的抗拉强度，这使得它们能够承受外部拉力而不或较少发生破坏。
通过拉伸试验可以获得金属材料的抗拉强度，该试验会在材料上施加一个逐渐增大的拉力，直到发生断裂。
抗压强度抗压强度是衡量金属材料抵抗压缩力的能力。
金属材料在某些应用中需要能够承受压缩力，例如桥梁的支撑柱等。
抗压强度一般低于抗拉强度，但仍然是关键的力学性能指标之一。
屈服强度屈服强度是指金属材料在受到一定应力作用后开始发生可观察到的形变所需要的应力值。
常见的金属材料会在屈服点处开始变形，接着进入塑性变形阶段。
屈服强度可以用来衡量材料的可塑性，即其允许的形变程度。
韧性韧性是指金属材料抵抗断裂的能力。
在金属力学中，韧性是一个重要的参数，特别是在应对冲击载荷时。
韧性取决于金属材料的断裂韧性和延展性。
断裂韧性是指材料在发生断裂前能够吸收的冲击能量的能力。
而延展性则是指材料的塑性变形能力。
塑性塑性是金属材料特有的力学性能，指的是材料在受到外力作用时能够发生可逆性变形的能力。
金属材料在塑性变形时会以晶粒滑移和晶格变形为主要方式，这使得金属能够在应力下承受较大的形变而不断裂。
塑性是金属工程中的重要性能参数，能够导致材料的加工性能和使用寿命的改变。
总结金属材料具备较高的强度、韧性和塑性。
强度方面，金属能够承受拉力和压力的能力很强，具备较高的抗拉强度和抗压强度。
韧性方面，金属能够抵抗断裂，具备较高的断裂韧性和延展性。
塑性方面，金属能够发生可逆性变形，具备较高的塑性能力。
这些力学性能使得金属在工程应用中得以广泛应用，如建筑、机械制造、航空航天等。
以上是对金属力学性能的简要总结，希望能够对读者对金属材料有较为全面的了解。
参考文献：1.Callister, William D., and David G. Rethwisch. MaterialsScience and Engineering: An Introduction. Wiley, 2014.2.Meyers, Marc A., Krishan K. Chawla, and Manoj K. Chawla.Mechanical Metallurgy: Principles and Applications. CambridgeUniversity Press, 2012.。
金属材料性能
金属材料性能
金属材料是一类以金属元素为主要成分的材料，具有许多独特的性能。
以下将介绍几种常见的金属材料性能：
1. 导电性能：金属材料是良好的导电材料，因为金属具有自由电子。
这使得金属在电流的通导能力上表现出色，被广泛应用于电力输送、电子设备和电子电路中。
2. 导热性能：金属材料具有很高的导热性能，可以快速传导热量。
这使得金属材料常用于导热器、散热器和制冷设备等需要快速传热的应用。
3. 强度和硬度：金属材料通常具有较高的强度和硬度，可以经受较大的外力作用而不容易变形或破裂。
这使得金属材料适用于承受重负荷和高强度工作环境的结构材料，如建筑桥梁、汽车零部件等。
4. 塑性：金属材料具有较好的塑性，即在外力作用下具有可塑性，能够发生一定的塑性变形。
这使得金属材料易于加工成各种形状，如拉伸、压缩和弯曲等，广泛应用于制造业中。
5. 耐腐蚀性能：许多金属材料具有良好的耐腐蚀性能，可以抵御一些腐蚀介质的侵蚀，因此适用于制造耐腐蚀设备和结构，如化工设备、海洋工程等。
6. 密度：金属材料的密度通常较大，但相比于其他一些材料，如陶瓷和聚合物材料，金属材料的密度相对较低。
这使得金属
材料适用于需要同时满足强度和轻量化要求的应用，如航空航天和汽车制造等。
7. 熔点：金属材料的熔点通常较高，使其能够在高温下保持其结构和性能的稳定性。
这使得金属材料可以应用于高温环境和高温工艺中，如航空发动机部件、高温炉子等。
总的来说，金属材料具有导电性、导热性、强度和硬度、塑性、耐腐蚀性、密度和熔点等特点，使其在工程领域中有着广泛的应用。
金属材料性能知识大汇总(超全)
金属材料性能知识大汇总1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题低碳钢的应力－应变曲线a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。
b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σ；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。
P；弹性极限σε真应变 e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力 s=σ(1+ε)= σ*eε指数e 为真应变。
c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。
弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题a、相关概念弹性：表征材料弹性变形的能力刚度：表征材料弹性变形的抗力弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。
包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。
金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗b、相关理论：弹性变形都是可逆的。
理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。
但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。
弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映单晶体和多晶体金属的弹性模量，主要取决于金属原子本性和晶体类型。
包申格效应；滞弹性；伪弹性；粘弹性。
包申格效应消除方法：预先大塑性变形，回复或再结晶温度下退火。
循环韧性表示材料的消震能力。
(完整版)金属材料知识大全
概述金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料）1.意义人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。
继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。
现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。
2.种类金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料.（1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳2%~4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。
广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
（2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等.有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小.(3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。
其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。
3。
性能一般分为工艺性能和使用性能两类。
所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。
金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。
由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括力学性能、物理性能、化学性能等。
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。
在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常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，称为力学性能（过去也称为机械性能）。
金属材料性能知识大汇总(超全)
金属材料性能知识大汇总1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题低碳钢的应力－应变曲线a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。
b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。
真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。
c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。
弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题a、相关概念弹性：表征材料弹性变形的能力刚度：表征材料弹性变形的抗力弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。
包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。
金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗b、相关理论：弹性变形都是可逆的。
理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。
但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。
弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映单晶体和多晶体金属的弹性模量，主要取决于金属原子本性和晶体类型。
包申格效应；滞弹性；伪弹性；粘弹性。
包申格效应消除方法：预先大塑性变形，回复或再结晶温度下退火。
循环韧性表示材料的消震能力。
金属材料的性能 重点概括
1、金属材料的性能包括：使用性能和工艺性能。
2、使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。
②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。
③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等）。
④工艺性能。
力学性能的概念：力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。
3、力学性能包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性a)金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。
强度的大小用应力来表示。
b)根据载荷作用方式不同，强度可分为：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。
4、金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。
变形分为：弹性变形和塑性变形两种5、不能随载荷的去除而消失的变形称为塑形变形。
在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。
屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。
Fs称为屈服载荷6、sb：强化阶段：7、随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。
Fb：试样拉伸的最大载荷。
8、在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
用符号σs表示，计算公式：σs=Fs/So对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示，计算公式：σ0.2=F0.2/So9、（2）抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示。
计算公式为：σb=Fb/So10、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
塑性由拉伸试验测得的。
常用伸长率和断面收率表示。
11、伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
用δ表示：计算公式：δ=(l1-l0)/l0×100%断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。
用ψ表示12、材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。
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。
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金属材料性能知识大汇总1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题低碳钢的应力－应变曲线a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。
b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。
ε真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。
c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。
弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题a、相关概念弹性：表征材料弹性变形的能力刚度：表征材料弹性变形的抗力弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。
包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。
金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗b、相关理论：弹性变形都是可逆的。
理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。
但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。
弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映单晶体和多晶体金属的弹性模量，主要取决于金属原子本性和晶体类型。
包申格效应；滞弹性；伪弹性；粘弹性。
包申格效应消除方法：预先大塑性变形，回复或再结晶温度下退火。
循环韧性表示材料的消震能力。
3、关于塑形变形的问题a、相关概念滑移：滑移系越多，塑性越好；滑移系不是唯一因素（晶格阻力等因素）；滑移面——受温度、成分和变形的影响；滑移方向——比较稳定孪生：fcc、bcc、hcp都能以孪生产生塑性变形；一般在低温、高速条件下发生；变形量小，调整滑移面的方向屈服现象：退火、正火、调质的中、低碳钢和低合金钢比较常见，分为不连续屈服和连续屈服；屈服点：材料在拉伸屈服时对应的应力值，σs；上屈服点：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值，σsu；下屈服点：试样屈服阶段中最小应力，σsl；屈服平台（屈服齿）：屈服伸长对应的水平线段或者曲折线段；吕德斯带：不均匀变形；对于冲压件，不容许出现，防止产生褶皱。
屈服强度：表征材料对微量塑性变形的抗力连续屈服曲线的屈服强度：用规定微量塑性伸长应力表征材料对微量塑性变形的抗力（1）规定非比例伸长应力σp：（2）规定残余伸长应力σr：试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力；残余伸长的百分比为0.2%时，记为σr0.2 （3）规定总伸长应力σt：试样标距部分的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）达到规定的原始标距百分比时的应力。
晶格阻力（派纳力）；位错交互作用阻力Hollomon公式： S=Ke n，S为真应力，e为真应变；n—硬化指数0.1~0.5，n=1,完全理想弹性体，n=0，没有硬化能力；K——硬化系数缩颈：韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象。
抗拉强度：韧性金属试样拉断过程中最大试验力所对应的应力。
代表金属材料所能承受的最大拉伸应力，表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。
与应变硬化指数和应变硬化系数有关。
等于最大拉应力比上原始横截面积。
塑性是指金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
b、相关理论常见的塑性变形方式：滑移，孪生，晶界的滑动，扩散性蠕变。
塑性变形的特点：各晶粒变形的不同时性和不均匀性（取向不同；各晶粒力学性能的差异）；各晶粒变形的相互协调性（金属是一个连续的整体，多系滑移；Von Mises 至少5个独立的滑移系）。
硬化指数的测定：①试验方法；②作图法lgS=lgK+nlge硬化指数的影响因素：与层错能有关,层错能下降，硬化指数升高；对金属材料的冷热变形也十分敏感；与应变硬化速率并不相等。
缩颈的判据（失稳临界条件）拉伸失稳或缩颈的判据应为dF=0两个塑性指标：断后伸长率δ=(L1-L0)/L O*100%；断后收缩率：ψ=(A0-A1)/A0*100%ψ>δ，形成为缩颈ψ=δ或ψ<δ，不形成缩颈4、关于金属的韧度断裂问题a、相关概念韧性：断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力韧度：单位体积材料断裂前所吸收的功韧性断裂：裂纹缓慢扩展过程中消耗能量；断裂最先发生在纤维区，然后快速扩展形成放射最后断裂形成剪切唇，放射区在裂纹快速扩展过程中形成，一般放射区汇聚方向指向裂纹源。
脆性断裂：基本不产生塑性变形，危害性大。
低应力脆断，工作应力很低，一般低于屈服极限；脆断裂纹总是从内部的宏观缺陷处开始；温度降低，应变速度增加，脆断倾向增加。
穿晶断裂：裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂，断口明亮。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，都是脆性断裂，由晶界处的脆性第二相等造成，断口相对灰暗。
穿晶断裂和沿晶断裂可混合发生。
高温下，多由穿晶断裂转为沿晶韧性断裂。
沿晶断裂断口：断口冰糖状；若晶粒细小，断口呈晶粒状。
剪切断裂：材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
（滑断、微孔聚集型断裂）解理断裂：材料在正应力作用下，由于原于间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
金属的强度就是指金属材料原子间结合力的大小，一般说金属熔点高，弹性模量大，热膨胀系数小则其原子间结合力大，断裂强度高。
断裂的实质就是外力作用下材料沿某个原子面分开的过程。
格里菲思理论：从热力学观点看，凡是使能量减低的过程都将自发进行，凡使能量升高的过程必将停止，除非外界提供能量。
Griffth指出，由于裂纹存在，系统弹性能降低，与因存在裂纹而增加的表面能平衡。
如弹性能降低足以满足表面能增加，裂纹就会失稳扩展，引起脆性破坏。
b、相关理论断裂三种主要的失效形式：磨损、腐蚀、断裂多数金属的断裂包括裂纹的形成和扩展两个阶段。
按断裂的性态：韧性断裂和脆性断裂；按裂纹扩展路径：穿晶断裂和沿晶断裂；按断裂机制：解理断裂和剪切断裂韧性断裂和脆性断裂：根据材料断裂前产生的宏观塑性变形量的大小来确定。
通常脆性断裂也会发生微量的塑性变形，一般规定断面收缩率小于5％则为脆性断裂。
反之大于5％的为韧性断裂。
脆性断口平齐而光亮，与正应力垂直，断口常呈人字纹或放射花样。
解理断裂是沿特定的晶面发生的脆性穿晶断裂，通常总沿一定的晶面分离。
解理断裂总是脆性断裂，但脆性断裂不一定是解理断裂。
常见的裂纹形成理论：①位错塞积理论②位错反应理论解理与准解理共同点：穿晶断裂；有小解理刻面；台阶及河流花样不同点：①准解理小刻面不是晶体学解理面②解理裂纹常源于晶界，准解理裂纹常源于晶内硬质点。
准解理不是一种独立的断裂机理，而是解理断裂的变种。
格雷菲斯理论是根据热力学原理得出的断裂发生的必要条件，但并不意味着事实上一定断裂。
裂纹自动扩展的充分条件是尖端应力等于或大于理论断裂强度。
5、关于硬度的问题a、硬度概念硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标。
b、硬度试验方法:划痕法——表征金属切断强度回跳法——表征金属弹性变形功压入法——表征塑性变形抗力及应变硬化能力布氏硬度压头：淬火钢球（HBS），硬质合金球（HBW）载荷：3000Kg 硬质合金，500Kg 软质材料保载时间：10-15s 黑色金属，30s 有色金属压痕相似原理只用一种标准的载荷和钢球直径,不能同时适应硬的材料或者软的材料。
为保证不同载荷和直径测量的硬度值之间可比，压痕必须满足几何相似。
布氏硬度表示方法：600HBW1/30/20①度值，②符号HBW，③球直径，④试验力(1kgf=9.80665N)，⑤试验力保持时间布氏硬度试验的优缺点：优点：压头直径较大→压痕面积较大→硬度值可反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，不受个别组成相及微小不均匀性的影响。
缺点：对不同材料需更换压头直径和改变试验力，压痕测量麻烦，自动检测受到限制；压痕较大时不宜在成品上试验洛氏硬度以测量压痕深度表示材料硬度值。
压头有两种：α＝120°的金刚石圆锥体，一定直径的淬火钢球。
洛氏硬度试验优缺点：优点：操作简便、迅速，硬度可直接读出；压痕较小，可在工件上试验；用不同标尺可测定软硬不同和厚薄不一的试样。
缺点：压痕较小，代表性差；材料若有偏析及组织不均匀等缺陷，测试值重复性差，分散度大；用不同标尺测得的硬度值没有联系，不能直接比较。
维氏硬度原理与布氏硬度试验相同，根据单位面积所承受的试验力计算硬度值。
不同的是维氏硬度的压头是两个相对面夹角α为136°的金刚石四棱锥体。
努氏硬度与维氏硬度的区别1）压头形状不同；2）硬度值不是试验力除以压痕表面积，而是除以压痕投影面积肖氏硬度一种动载荷试验法，原理是将一定质量的带有金刚石圆头或钢球的重锤，从一定高度落于金属试样表面，根据重锤回跳的高度来表征金属硬度值大小，也称回跳硬度。
用HS表示。
里氏硬度动载荷试验法，用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定的速度冲击试样表面，用冲头的回弹速度表征金属的硬度值。
用HL表示。
6、关于金属在冲击载荷下的力学性能a、相关概念冲击韧性：指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功AK表示。
冲击测量参数：测量冲击脆断后的冲击吸收功（AkU或AKV），冲击吸收功并不能真正反映材料的韧脆程度（冲击吸收功并非完全用于试样变形和破坏）低温脆性:体心立方或某些密排六方晶体金属及合金，当试验温度低于某一温度tk或温度区间时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状。
tk或温度区间称为韧脆转变温度，又称冷脆转变温度。
b、相关理论韧脆的评价方法：材料的缺口冲击弯曲试验，材料的冲击韧性韧脆的影响因素：温度（低温脆性）；应力状态（三向拉应力状态）；变形速度的影响（冲击脆断）低温脆性的本质：低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果。
屈服强度σs的随温度降低而升高，而断裂强度σc随温度变化很小。
t>tk ,σc >σs ,先屈服再断裂；t<tk ,σc <σs ,脆性断裂韧脆转变温度是金属材料的韧性指标，它反映了温度对韧脆性的影响。
影响韧脆转变温度的冶金因素：晶体结构：体心立方金属及其合金存在低温脆性。
普通中、低强度钢的基体是体心立方点阵的铁素体，故这类钢有明显的低温脆性。