金属材料化学分析模块一
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黑色金属及其合金分析
致物体内部之间相互作用的力称为内力，而单位面积上的内力则为 应力ζ（N/mm2）。应变ε是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状
的相对变化（%）。
金属力学性能的高低表征金属抵抗各种损害作用的能力大小，它 是评定金属材料质量的主要判据，也是金属构件设计时选材和进行 强度计算的主要依据。金属力学性能主要有：强度、刚度、塑性、 硬度、韧性和疲劳强度等。
第六单元 黑色金属及其合金分析
模块一 金属材料的性能 模块二 钢铁分析 模块三 锰及锰合金分析 模块四 铬及铬合金分析
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第六单元 黑色金属及其合金
模块一 金属材料的性能
一、金属材料的分类 二、金属的力学性能 三、金属单质物理性能与化学性能 四、金属工艺性能
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第六单元 黑色金属及其合金
一、金属材料的分类
金属是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有光 泽的物质，如铁、铝和铜等。金属材料是由金属元素或以金属元素为主要 材料构成，并具有金属特性的工程材料。它包括纯金属和合金两类。 纯金属由于强度、硬度一般都较低，而且冶炼技术复杂，价格较高， 因此，在使用上受到很大的限制。 合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材 料。 金属材料，尤其是钢铁材料，在国发经济及其他方面都有重要作用。它 具有良好的物理性能、化学性能、力学性能及工艺性能等，能够适应生产 和科学技术发展的需要。 金属（或金属材料）通常还可分为黑色金属材料和有色金属材料两大类 如图6-1所示。
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华司卫华第六单元 黑色金属及其合金
二、金属的力学性能
的相对变化（%）。
金属力学性能的高低表征金属抵抗各种损害作用的能力大小，它 是评定金属材料质量的主要判据，也是金属构件设计时选材和进行 强度计算的主要依据。金属力学性能主要有：强度、刚度、塑性、 硬度、韧性和疲劳强度等。
第六单元 黑色金属及其合金分析
模块一 金属材料的性能 模块二 钢铁分析 模块三 锰及锰合金分析 模块四 铬及铬合金分析
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第六单元 黑色金属及其合金
模块一 金属材料的性能
一、金属材料的分类 二、金属的力学性能 三、金属单质物理性能与化学性能 四、金属工艺性能
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华
司卫华
第六单元 黑色金属及其合金
一、金属材料的分类
金属是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有光 泽的物质，如铁、铝和铜等。金属材料是由金属元素或以金属元素为主要 材料构成，并具有金属特性的工程材料。它包括纯金属和合金两类。 纯金属由于强度、硬度一般都较低，而且冶炼技术复杂，价格较高， 因此，在使用上受到很大的限制。 合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材 料。 金属材料，尤其是钢铁材料，在国发经济及其他方面都有重要作用。它 具有良好的物理性能、化学性能、力学性能及工艺性能等，能够适应生产 和科学技术发展的需要。 金属（或金属材料）通常还可分为黑色金属材料和有色金属材料两大类 如图6-1所示。
《金属材料化学分析》主编 课件制作 李江华司卫华第六单元 黑色金属及其合金
二、金属的力学性能
金属材料化学分析
按品质分类
– （1）普通钢 – （2）优质钢 – （3）高优质钢 A – （4）特殊优质钢 E
量具
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
按形状分
– 板材
• 板材：0.2～4.0 mm薄钢板 • 4～20mm 中厚钢板 • 大于20mm厚钢板
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Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
黑色金属 • 分类 （钢铁）
– 按冶炼方法分类 – 按脱氧程度 – 按用途
– 按金相组织 – 按化学成分 – 按品质分类 – 按形状分
大港油田检测监督评价中心
大港油田检测监督评价中心
Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
3、材料牌号表示方法
金属材料牌号的表示方法往往是根据其含碳量、合金元素含量 、强度级别、汉 语拼音来表示。 汉语拼音一般表示材料的名称、用途、特性和工艺方法。
a、结构钢（Q235A.F）
• Q——屈服强度
• A——质量等级（分ABCD 4个等级）
• F——代表沸腾钢
• 235——代表屈服强度235MPa
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Da gang Oilfield Inspection Intendance and Evaluation Center
非铁合金大体可分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重 有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉 、铋、铟、镓、汞及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金 等）、贵金属（金、银、铂、钯等）和稀土金属等。其中应用最广的是铝合金 。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的；高速 火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来 越多，既漂亮、又耐腐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线； 铝箔可用于包装食品和香烟；铝合金还可用作电容器等。
– （1）普通钢 – （2）优质钢 – （3）高优质钢 A – （4）特殊优质钢 E
量具
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按形状分
– 板材
• 板材：0.2～4.0 mm薄钢板 • 4～20mm 中厚钢板 • 大于20mm厚钢板
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黑色金属 • 分类 （钢铁）
– 按冶炼方法分类 – 按脱氧程度 – 按用途
– 按金相组织 – 按化学成分 – 按品质分类 – 按形状分
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3、材料牌号表示方法
金属材料牌号的表示方法往往是根据其含碳量、合金元素含量 、强度级别、汉 语拼音来表示。 汉语拼音一般表示材料的名称、用途、特性和工艺方法。
a、结构钢（Q235A.F）
• Q——屈服强度
• A——质量等级（分ABCD 4个等级）
• F——代表沸腾钢
• 235——代表屈服强度235MPa
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非铁合金大体可分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重 有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉 、铋、铟、镓、汞及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金 等）、贵金属（金、银、铂、钯等）和稀土金属等。其中应用最广的是铝合金 。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的；高速 火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来 越多，既漂亮、又耐腐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线； 铝箔可用于包装食品和香烟；铝合金还可用作电容器等。
金属材料化学分析第一、二模块
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第四单元 固体试样的分解及分析方法的选择 课件制作 李江华
模块一 固体试样的分解方法
湿法分解法和干法分解法优缺点: 湿法分解:特别是酸分解法的优点主要是：酸较易提纯，分解时不致 引入除氢以外的阳离子；除磷酸外，过量的酸较易用加热方法除去；一 般的酸分解法温度低，对容器腐蚀小；操作简便，便于在批生产。其缺 点是湿法分解法的分解能力有限，对有些试样分解不完全；有些易挥发 组分在加热分解试样时可能会挥发损失。 干法分解:特别是全熔分解法的最大优点就是只要熔剂及处理方法选 择适当，许多难分解的试样均完全分解。但是，由于熔融温度高，操作 不如湿法方便。同时，正是因为其分解能力强，器皿腐蚀及其对分析结 果可能带的影响，有时不能忽略。
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第四单元 固体试样的分解及分析方法的选择 课件制作 李江华
模块一 固体试样的分解方法
工业分析的试样种类繁多，组成复杂，待测组分在不同样品中的含量变 化极大。一个样品的分析或者一个项目的测定都可能有数种方法。在实践中， 试样分解方法的选择要考虑多种因素，其一般原则如下。
硝酸水溶液加热时，最高沸点120.5ºC，这时含HNO3 为68%。 硝酸既是强酸，又是强氧化剂，它可以分解碳酸盐、磷酸盐、硫化物及 许多氧化物，以及铁、铜、镍、钼等等许多金属及其合金。 用硝酸分解样品时，由于硝酸的氧化性的强弱与硝酸的浓度有关，对于 某些还原性样品的分解，随着硝酸浓度不同，分解产物也不同。如：
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第四单元 固体试样的分解及分析方法的选择 课件制作 李江华
一.盐酸分解法
盐酸可分解铁、铝、铅、镁、锰、锡、稀土、钛、钍、 铬、锌等许多金属及它们生成的合金，能分解碳酸盐、氧化 物、磷酸盐和一些硫化物，以及正硅酸盐矿物。盐酸加氧化 剂（H2O2、KClO3）具有强氧化性，可将铀矿、磁铁矿、 磁黄铁矿、辉钼矿、方铅矿、辉砷镍矿物、黄铜矿、辰砂等 许多难溶矿物以及金、铂、钯等难溶金属溶解。
模块一 固体试样的分解方法
湿法分解法和干法分解法优缺点: 湿法分解:特别是酸分解法的优点主要是：酸较易提纯，分解时不致 引入除氢以外的阳离子；除磷酸外，过量的酸较易用加热方法除去；一 般的酸分解法温度低，对容器腐蚀小；操作简便，便于在批生产。其缺 点是湿法分解法的分解能力有限，对有些试样分解不完全；有些易挥发 组分在加热分解试样时可能会挥发损失。 干法分解:特别是全熔分解法的最大优点就是只要熔剂及处理方法选 择适当，许多难分解的试样均完全分解。但是，由于熔融温度高，操作 不如湿法方便。同时，正是因为其分解能力强，器皿腐蚀及其对分析结 果可能带的影响，有时不能忽略。
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第四单元 固体试样的分解及分析方法的选择 课件制作 李江华
模块一 固体试样的分解方法
工业分析的试样种类繁多，组成复杂，待测组分在不同样品中的含量变 化极大。一个样品的分析或者一个项目的测定都可能有数种方法。在实践中， 试样分解方法的选择要考虑多种因素，其一般原则如下。
硝酸水溶液加热时，最高沸点120.5ºC，这时含HNO3 为68%。 硝酸既是强酸，又是强氧化剂，它可以分解碳酸盐、磷酸盐、硫化物及 许多氧化物，以及铁、铜、镍、钼等等许多金属及其合金。 用硝酸分解样品时，由于硝酸的氧化性的强弱与硝酸的浓度有关，对于 某些还原性样品的分解，随着硝酸浓度不同，分解产物也不同。如：
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第四单元 固体试样的分解及分析方法的选择 课件制作 李江华
一.盐酸分解法
盐酸可分解铁、铝、铅、镁、锰、锡、稀土、钛、钍、 铬、锌等许多金属及它们生成的合金，能分解碳酸盐、氧化 物、磷酸盐和一些硫化物，以及正硅酸盐矿物。盐酸加氧化 剂（H2O2、KClO3）具有强氧化性，可将铀矿、磁铁矿、 磁黄铁矿、辉钼矿、方铅矿、辉砷镍矿物、黄铜矿、辰砂等 许多难溶矿物以及金、铂、钯等难溶金属溶解。
金属材料化学分析模块一 (3)
Q Kd 2 （3-5）
式中 Q——最小样品质量（或称为样品最低可靠质量），以㎏计；
D——最大颗粒直径，以mm计；
K——与试样密度等有关的矿石特性系数。
捷蒙德和哈尔费尔达里在进行一系列研究之后，提出了较理查-切乔特公
式较为完善的计算公式：
Q Kd a
（3-6）
式中 Q、K、d——含义与理查-切乔待公式相同；
A——随矿石类型和粒度而变化的一个系数，并且a<3。
但是，他们认为用数学方法难以解决试样质量问题，而必须用实验方法
来确定。而且，为了简化计算，长期以来，国内外工业分析工作者仍广泛采
用理查-切乔待公式。
课件制作 李江华
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第三单元 试样的采集与制备
三、取样量
理查-切乔待公式的应用，K值的确定一般都是用实验的方法。常用求取K值的方法有 两种：一是连续缩分法，另一是预定不同K值法。
(1)连续缩分法：设有需要确定K值的铀矿石480㎏，破碎至d≤10mm，混匀。然后将 此样品连续缩分8次，得到质量不同的8组，即每组质量分别为240㎏、120㎏、60㎏、30 ㎏、15㎏、7.5㎏、3.75㎏、1.875㎏。将每组样品等分成5～8份，分别粉碎至分析方法
所需的粒度，用相同的或等精度的分析方法，测定每组各份样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中某一元素或几个元素
显然，样品的采集与制备是工业分析工作的一部分，是分析结果准确可靠
的前提与基础。经前人研究得知，分析结果总的标准偏差S0是与取样（含制
样）的标准偏差Ss和分析操作（含分析方法本身）的标准偏差Sa有关，并且
符合下述关系式：
S02 ＝ Ss2 + Sa2
（3-1）
课件制作 李江华
式中 Q——最小样品质量（或称为样品最低可靠质量），以㎏计；
D——最大颗粒直径，以mm计；
K——与试样密度等有关的矿石特性系数。
捷蒙德和哈尔费尔达里在进行一系列研究之后，提出了较理查-切乔特公
式较为完善的计算公式：
Q Kd a
（3-6）
式中 Q、K、d——含义与理查-切乔待公式相同；
A——随矿石类型和粒度而变化的一个系数，并且a<3。
但是，他们认为用数学方法难以解决试样质量问题，而必须用实验方法
来确定。而且，为了简化计算，长期以来，国内外工业分析工作者仍广泛采
用理查-切乔待公式。
课件制作 李江华
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第三单元 试样的采集与制备
三、取样量
理查-切乔待公式的应用，K值的确定一般都是用实验的方法。常用求取K值的方法有 两种：一是连续缩分法，另一是预定不同K值法。
(1)连续缩分法：设有需要确定K值的铀矿石480㎏，破碎至d≤10mm，混匀。然后将 此样品连续缩分8次，得到质量不同的8组，即每组质量分别为240㎏、120㎏、60㎏、30 ㎏、15㎏、7.5㎏、3.75㎏、1.875㎏。将每组样品等分成5～8份，分别粉碎至分析方法
所需的粒度，用相同的或等精度的分析方法，测定每组各份样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中某一元素或几个元素
显然，样品的采集与制备是工业分析工作的一部分，是分析结果准确可靠
的前提与基础。经前人研究得知，分析结果总的标准偏差S0是与取样（含制
样）的标准偏差Ss和分析操作（含分析方法本身）的标准偏差Sa有关，并且
符合下述关系式：
S02 ＝ Ss2 + Sa2
（3-1）
课件制作 李江华
人教版化学九年级下册第八单元课题一金属材料教学设计
第八单元金属和金属材料课题1 金属材料一、教学目标：知识与技能:1、知道金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2、了解金属的发展史。
3、了解金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度决定了物质的用途，但同时还需考虑其他因素。
4、知道常见金属与氧气的反应。
5、初步认识金属与酸的反应。
6、初步认识金属活动性顺序表，初步会应用金属活动性顺序表解决问题。
过程与方法：1、通过学生自身对生活的观察，认识到金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2、通过学生自身收集信息，认识金属的发展史。
3、学习科学探究的方法，初步尝试用控制变量法探究金属的活动性。
4、通过比较学习，帮助学生形成获得信息和处理信息的能力，通过资源共享，培养学生的合作参与意识，实现课堂上学生为主题的教学目标。
情感态度与价值观：1、通过对日常生活广泛使用金属材料的了解，对金属物理性质的了解，是学生体会到学习化学的价值。
2、让学生体会到科学探究对知识构建的意义。
3、在实验探究中，培养学生与别人交流、合作的能力，增强学生的协作精神，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度。
二、教学重点与难点重点：1、了解金属的物理性质。
2、通过实验探究掌握金属与酸的反应，继而熟悉金属活动性顺序表。
3、通过所学知识解决生活问题。
难点：1、实验操作中安全问题，并通过实验总结知识。
2、金属活动性顺序的应用。
3、化学方程式的书写。
三、教学对象分析学生已经对日常生活中使用金属材料的制品有了一些了解，也初步具备了一定的实验操作能力、实验观察能力，分析与解决问题的能力。
但是，学生对金属的了解还不够系统，尤其对金属的化学性质还不够了解，对模仿书写化学方程式的能力还有点弱，对用化学知识解决生活中问题的能力也不足。
四、教学方法：讲授法、讨论法、提问法、实验法、游戏法等五、课前准备：提前一周布置学生的活动：1、充分利用网络、书籍等途径，收集整理材料，制作ppt“大力神杯”、“金属的发展史”。
金属材料的物理化学性能分析
机电信息工程金属材料的物理化学性能分析王栋1王瑞2(1.新乡职业技术学院，河南新乡453006*.豫新汽车热管理科技有限公司，河南新乡453006)摘要:金属材料在加工和使用的过程中需要考虑其性能要求，来满足工艺性能的需要。
本文主要分析金属材料的物理和化学性能包含的内容和特点，要求。
关键词：材料；物理性能；化学性能；要求1物理性能1.1密度金属的密度就是单位体积金属的质量，其单位为Pg/n?,金属按照密度的大小分为轻金属和重金属，我们把密度小于4.5X103kg/m3的金属称为是轻金属，常见的有铝、镁、钛及其合金；把密度大于4,5X103 kg/m?的金属称为是重金属，这样的金属有金、银、铜、铅等。
在航空、汽车和较大体积的机器时，都应当考虑其密度要求，因为密度的大小很大程度上决定了零件的自身重量。
而机床外壳，底座、箱体等要求自重的,我们就采用密度较大的材料来保证其自身的强度和硬度。
1.2熔点熔点对于金属材料来说有着十分重要的作用，因为金属材料一般在作为成品使用之前都需要进行热处理工艺，如果不能准确地掌握材料的熔点的话，那作能够直接完成所有的工作，个别重要岗位仍然需要钳工进行手工操作，包括设备的维护、维修等等。
3.2钳工工艺在先进制造技术中的实际应用基于现代制造技术社会及企业对制造技术都提出了更高的要求和标准，与此同时，基于钳工工艺也开始要求精密度和准确度，其能够切实满足多元化的维修需要。
在进行一些较大的零件切割时，技术人员可以不再单纯地使用传统技术技能，可以利用现代信息技术及制造技术实现机床切割或自动化切割。
而对于一些微型零件的切割时，也可以采用微细车削、铳削，同时也可以利用渗透融合先进技术的微细钻削。
例如，在当前社会极其常见的桌面微细锂削机，其体积小、占地面积小，在使用时能够快速移动，像行李箱一样拖走。
据调查显示,钳工工艺中极其重要的工艺主要包括装配钳工、机修钳工及工具钳工。
首先，所谓装配钳工,本质上来讲是通过工件加工、机械设备装配实么在进行热处理时就不能准确地得到我们需要的合金组织。
(金属材料与热处理)模块一金属的力学性能
此阶段中应力-延伸率成直线关系， 加力时产生变形，卸力后变形能完 全恢复拉伸曲线oa阶段的斜率(R/e) 为试验材料的弹性模量（E）。弹 性模量表示金属材料对弹性变形的 抵抗能力，也叫材料的刚度。 ✓ 第2阶段：滞弹性变形阶段（ab） 这阶段中应力-延伸率出现了非直 线关系，当力加到b点时卸除力， 变形仍可回到原点
硬度
布氏硬度试验过程
布氏硬度试验一般在10～35℃的室温下进行。将被测试样放置在样品台 中央，顺时针平稳旋转手轮，使样品台缓慢上升，试样与压头紧密接触， 直至手轮与螺母产生相对滑动，停止转动手轮。此时按下“开始”键， 试验开始自动进行，自此 自动完成以下过程:试验力加载，试验力完全 加上后开始按设定的保持时间保持该试验力，时间到后即开始卸载，完 成卸载后恢复初始状态。逆时针旋转手轮，样品台下降，取下试样，用 读数显微镜测量试样表面的压痕直径，并取下试样，从专门的硬度表中 查出相应的硬度值。
工艺性和焊接质量有较大影响。 1.密度 ✓ 密度是单位体积物质的质量，密度是金属材料的特性之一。不同金属的密度不同。
按密度的大小，将金属分为轻金属与重金属两类。 ✓ 在生产中，常利用金属的密度来计算毛坯或零件的质量。此外密度有
时是选择材料的依据。 2.熔点 ✓ 金属的熔点是指金属由固态熔化为液态时的温度。 ✓ 纯金属的熔点是固定不变的，合金的熔点取决于它的成分 ✓ 熔点是金属和合金进行冶炼、铸造、焊接时重要工艺参数
洛氏硬度试验原理示意图
硬度
洛氏硬度值以残余压痕深度h确定，残余压痕深度h越大， 硬度越低;反之则硬度越高。为了照顾习惯上数值越大，硬 度越高的概念，一般用一个常数k减去残余压痕深度h作为 硬度值，并以0.002 mm的压痕深度为一个硬度单位。由此 获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。
硬度
布氏硬度试验过程
布氏硬度试验一般在10～35℃的室温下进行。将被测试样放置在样品台 中央，顺时针平稳旋转手轮，使样品台缓慢上升，试样与压头紧密接触， 直至手轮与螺母产生相对滑动，停止转动手轮。此时按下“开始”键， 试验开始自动进行，自此 自动完成以下过程:试验力加载，试验力完全 加上后开始按设定的保持时间保持该试验力，时间到后即开始卸载，完 成卸载后恢复初始状态。逆时针旋转手轮，样品台下降，取下试样，用 读数显微镜测量试样表面的压痕直径，并取下试样，从专门的硬度表中 查出相应的硬度值。
工艺性和焊接质量有较大影响。 1.密度 ✓ 密度是单位体积物质的质量，密度是金属材料的特性之一。不同金属的密度不同。
按密度的大小，将金属分为轻金属与重金属两类。 ✓ 在生产中，常利用金属的密度来计算毛坯或零件的质量。此外密度有
时是选择材料的依据。 2.熔点 ✓ 金属的熔点是指金属由固态熔化为液态时的温度。 ✓ 纯金属的熔点是固定不变的，合金的熔点取决于它的成分 ✓ 熔点是金属和合金进行冶炼、铸造、焊接时重要工艺参数
洛氏硬度试验原理示意图
硬度
洛氏硬度值以残余压痕深度h确定，残余压痕深度h越大， 硬度越低;反之则硬度越高。为了照顾习惯上数值越大，硬 度越高的概念，一般用一个常数k减去残余压痕深度h作为 硬度值，并以0.002 mm的压痕深度为一个硬度单位。由此 获得的硬度值称为洛氏硬度值，用符号HR表示。
中考化学人教版 精讲本 模块一 身边的化学物质 主题五 金属与金属矿物
(1)如图所示的各部件中，由金属材料制成的是铁铁螺螺丝丝钉、钉铜、质铜插头质、插铝
箔铝反箔光反光片片。
头、
(2)灯管后面的反光片为铝箔，铝块能形成铝箔是利用铝的延延展性。
(3)铜质插头是利用了金属铜的导导电电性性。
展
知识点 2：金属的化学性质(☆☆☆☆)
（ 1） 与 氧 气 反 应
（ 1） 与 氧 气 反 应
A 和 D D 中铁钉生锈更严重
食盐能加速铁的锈蚀
5．实验结论
铁生锈的主要条件是铁与空空气气(或(氧或气氧) 和水水 同时接触。 气)
实验反思
(1)实验所用铁钉要洁净无锈。 (2)实验中用煮沸过的蒸馏水的目的：排排除除水水中中溶解溶的解氧的气对氧实气验对的干实扰。 (3)植物油的作用：隔隔绝绝空空气(气或(氧或气验氧)。的气干) 扰
3．实验现象 (1)A 中铁钉表面出现红色物质且氧气和蒸馏水交界处较为明显。 (2)B 和 C 中铁钉不生锈。 (3)D 中铁钉表面出现红色物质，比 A 中铁钉生锈更加严重。
4．现象对比及实验分析
对比
现象
分析
A 和 B A 中铁钉生锈，B 中铁钉不生锈 铁钉锈蚀需与空空气气(或(氧或气氧)接触 A 和 C A 中铁钉生锈，C 中铁钉不生锈 铁钉锈蚀需与水气水)接触
生发爆生爆炸炸。
止加热时
(2)实验结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直至硬质玻璃管冷
却。目的是防防止止生生成的成铁的在铁高温在下高被温空气下中被的空氧气气氧中化的，氧同时气防氧止化试管， 中澄澄清清石石灰灰水同水倒时倒吸入防吸灼止入热试灼的玻管热璃的管玻，使璃玻管璃，管炸使裂玻。璃管 炸裂
(3)尾气处理：一氧化碳有毒，应将排出的尾气点燃或集中收集再处理。 【归纳】一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。
课题1 金属材料(共2课时)-2023学年九年级化学下册精品课堂课件精讲及好题精练(人教版)
人教版 化学（初中）
课 题1 金 属 材 料 （共2课时）
学习目标
1.了解生活中常见金属的物理性质，能区分常见金属和非金属； 2.认识金属加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生 铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
重点、难点
1.金属的物理性质； 2.几种常见合金的用途。
新课引入
新课讲解
二、合 金
阅读课本P4合金的内容，思考
1.什么是合金？ 2，合金的性质与其组分金属有何不同？,3.合金的应用范围怎样？ 3.我们常用的合金有哪些？ 4.哪些合金最有前途？
新课讲解
1、合金
定义 就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的
具有金属特征的物质。
特征： ①至少有一种金属，可能有非金属，属于混合物; ②具有金属特性。
新课讲解
思考
钢铁是使用最多的金属材料，钢的性能比铁好，请问：钢是很 纯的铁吗？根据生活，请举例说明钢有哪些优良的性质？
钢是含碳量在0.04%~2.3%之间的铁碳合金。我们通常将其 与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过 1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等，添加 这些成分主要是为了使钢铁的性能有所改变。
钢的优良性质：硬度、锻造、脆性、延性、弹性、展性（又 称可锻性、韧性）。
新课讲解
铁的合金——生铁和钢
生铁 钢
含碳量 2%-4.3% 0.03%-2%
机械性能
坚硬、韧性差，可铸造，不宜锻造 强度高，硬度大，韧性强， 延展性好，更易机械加工
在钢中继续加热熔合铬、镍等金属而形成的合金就是不锈钢。
知识拓展
银的导电性比铜好，为什么 电线一般用铜制而不用银制？
因为银的价格比铜高很多，且铜 的导电性也很好
课 题1 金 属 材 料 （共2课时）
学习目标
1.了解生活中常见金属的物理性质，能区分常见金属和非金属； 2.认识金属加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生 铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
重点、难点
1.金属的物理性质； 2.几种常见合金的用途。
新课引入
新课讲解
二、合 金
阅读课本P4合金的内容，思考
1.什么是合金？ 2，合金的性质与其组分金属有何不同？,3.合金的应用范围怎样？ 3.我们常用的合金有哪些？ 4.哪些合金最有前途？
新课讲解
1、合金
定义 就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的
具有金属特征的物质。
特征： ①至少有一种金属，可能有非金属，属于混合物; ②具有金属特性。
新课讲解
思考
钢铁是使用最多的金属材料，钢的性能比铁好，请问：钢是很 纯的铁吗？根据生活，请举例说明钢有哪些优良的性质？
钢是含碳量在0.04%~2.3%之间的铁碳合金。我们通常将其 与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过 1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等，添加 这些成分主要是为了使钢铁的性能有所改变。
钢的优良性质：硬度、锻造、脆性、延性、弹性、展性（又 称可锻性、韧性）。
新课讲解
铁的合金——生铁和钢
生铁 钢
含碳量 2%-4.3% 0.03%-2%
机械性能
坚硬、韧性差，可铸造，不宜锻造 强度高，硬度大，韧性强， 延展性好，更易机械加工
在钢中继续加热熔合铬、镍等金属而形成的合金就是不锈钢。
知识拓展
银的导电性比铜好，为什么 电线一般用铜制而不用银制？
因为银的价格比铜高很多，且铜 的导电性也很好
汽车机械基础机工配套课件：模块一汽车工程材料
低碳钢拉伸曲线中，横坐标
表示试样的形变量△L,纵坐标
表示拉伸力F
低碳钢拉伸曲线
强度
2.拉伸试验
阶段
曲线特征
OE段：弹性变 直线
形阶段
ES 段 ： 屈 服 阶 上下波动
段
低碳钢拉伸曲线
力学性能
试样长度随着拉伸力的增大而增
大，撤去外力后，试样变形消失，
恢复原长
在该阶段，拉力一旦超过Fe，试样
将产生塑性变形。等拉力增加到
F-试样所受拉力，单位N
S-试样的横截面积，单位mm2
常用的应力单位为MPa，存在换算关系：1MPa=1N/ mm2 =106N/m2=106Pa
对于铸铁、高碳钢等材料，它们没有明显的屈服现象，则很确定正确的Fel，此时可用试样产
生0.2%永久变形时的应力，作为一种条件屈服强度。
强度
强度指标：
02
任务二 金属材料的工艺性能
03
任务三 金属材料的物理机械系统,它通常由上万个零部件组装而成,如图1-1所示,这些零部件是由种类
繁多的材料加工而成的,所以了解汽车常用的材料对合理选材、降低汽车成本具有重要意义。材料的
选择主要依据材料的机械性能(力学性能),同时也要综合考虑材料的工艺性能和物理和化学性能。
积除以载荷值，即为维氏硬度值（HV），
如图所示。
硬度
三种硬度比较：
类别
试验原理简图
测试方法
应用范围
表示方法
布氏硬度
（HB）
采用直径为 D 的淬火钢球或硬质
合金钢球作为压头，以规定压力 P
挤压材料表面并保持规定的时间，
汽车机械基础
模块一
汽车工程材料
金属材料化学分析2篇
金属材料化学分析2篇金属材料化学分析第一篇：金属材料化学分析概述金属材料化学分析指的是对金属材料样品进行化学测试和分析，以了解其物理和化学性质，对材料的组成、结构、性质及其变化进行分析和检测。
化学分析方法广泛应用于现代工业制造、质量控制、环境污染监测、材料研究和生命科学等领域中。
下面将详细介绍金属材料化学分析的方法和技术。
1. 原子吸收光谱法原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectrometry，AAS)是一种广泛应用于金属分析的重要方法。
它利用样品溶液中金属离子吸收具有特定波长的光线，从而测定金属元素的含量。
因具有检测灵敏度高、准确性好、选择性强、样品消耗小、适用于不同金属元素的分析等优点，已成为广泛应用于各种领域的一种分析方法。
2. X-射线衍射法X-射线衍射(X-ray Diffraction，XRD)是一种常见的材料分析方法，用来确定材料的结构。
XRD基于材料内部原子的排列模式而工作，可以确定样品中存在的所有化学物质以及它们的结晶状态。
XRD可以用于分析任何晶体材料，如金属、陶瓷、聚合物等。
此外，与其他化学分析方法相比，该方法的基础设施要求较低，使用成本较低。
3. 扫描电镜扫描电镜(Scanning Electron Microscopy，SEM)可以通过扫描样品表面以获取用电子束激发后反射、散射、发射出的原子来获得有关样品形态、结构和拓扑的信息。
使用SEM，可以观察到金属样品中的表面微观结构，发现金属样品中的任何异常，此外，还可以使用扫描电子显微镜进行波谱分析。
4. S/T 曲线分析S/T曲线分析(Sigmoidal/Thresholding Curve Analysis，S/T)是一种常见的化学分析方法，其基本原理是将样品中的化学反应表现为S曲线或阈值曲线(Threshold curve)。
S/T曲线分析已广泛用于分析生命科学中复杂样品的反应动力学，材料科学中纳米材料的尺寸分布，以及对化学反应与样品制备的质量控制的应用。
金属材料失效分析基础与应用第一单元 概论 PPT课件
图1-13 以失效抗力指标为线索的失效分析思路示意图
失效残骸分析法中应注意的问题：
要判断系统各构件断裂的先后顺序，从而找出最先断裂（ 失效）件。可从各构件断裂断口表面花样上判断，并将最先 断裂（失效）件断口进行分析。
如“压力容器爆炸”等众多碎片飞裂失效残骸分析中： ① 在移动残片前，应绘草图、测量列表记录每一残片位置 ； ② 要确保现场的残片都被找到，往往较难，但非常有用； ③ 要确定事故发生时，装置各控制系统是否处于正常状态 。（如飞机的“黑匣子”、设备控制仪表等）。
应特别强调的是失效与以下几个概念既有联系又有区别， 必须加以区别：
（1）失效和事故
（2）失效和可靠
（3）失效况：
（1） 零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等，从而完全 失去原有功能；
（2）零件在外部环境作用下，部分的失去其原有功能 ，虽然能够工作，但不能完成规定功能和制定任务。
二、失效分析的任务
①失效性质的判定； ②失效原因的分析； ③采取措施，提高材料或产品的失效抗力。
模块三 失效分析的思路方法和基本程序
一、失效分析的思路方法
1、失效分析思路的内涵
失效分析思路不仅是失效分析学科的重要组成部分, 而且是失效分析的灵魂。
模块三 失效分析的思路方法和基本程序
2、失效分析的主要思路方法
（3） 金属装备整体功能并无任何变化，但其中某个构 件部分或全部失去功能，虽然装备还能正常工作，但在某 些特殊情况下就可能导致重大事故，这种失去安全工作能 力的情况也属于失效；
2、失效的分类
（1）按材料损伤机理分类 根据机械失效过程中材料发生变化的物理、化学的本
质机理不同和过程特征差异,可以分为四类，分别是变形、 断裂、磨损和腐蚀，如图1-1和1-2所示。
金属材料化学分析模块三 (2)
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第五单元 常用仪器分析方法简介 课件制作 李江华
二、基本原理
2.荧光X射线的产生 如果以X射线作为激发手段来照射样品，样品立即发射次级X射线，这种射线叫做荧光X 射线。这是模仿紫外线照射某些物质产生分子荧光而命名。 荧光X射线产生机理与特征X射线机同，只是荧光X射线是以X射线作为激发手段，因此 荧光X射线本质上就是特征X射线。如图5-6所示。 当X射线的能量使K层电子激发生成光电子后，L层电子落入K层空穴，此时就有能量 △E=E—E释放出来，如果这种能量是以辐射形式释放，产生的就是Ka射线，即荧光X射线。 莫斯莱发现，荧光X射线与元素的原子序数有关，随着元素的原子序数增加，荧光X射线的 波长变短。莫斯莱2定律为λ= K（Z—S） 式中 λ——波长；
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第五单元 常用仪器分析方法简介 课件制作 李江华
பைடு நூலகம்、X射线荧光谱仪
用X射线照射试样时，试样激发出各种波长的荧光X射线。得到的是一种混合X射线， 必须将它们按光子能量（或波长）分开，分别测量不同光子能量（或波长）的X射线强 度，以进行定性和定量分析。这就是X射线荧光谱仪的任务。
一、概述
一、概述 X射线又名伦琴射线，是一种波长短，能量高的电磁波，在遇到晶体时会发生衍射。由 于电子技术、超高真空技术及计算机技术的发展，X射线在现你分析仪器中得到了广泛的 应用，除X射线荧光分析、X射线衍射分析外，还有电子探针、光电子能谱等多种仪器。 目前，X射线荧光分析已广泛用于冶金、矿石、玻璃、陶瓷、油漆、石油、塑料等材料的 元素分析。适用于固体、粉末和液体样品。 X射线荧光分析具有以下特点： （1）分析元素范围广，除少数轻元素外，周期表中几乎所有元素都能使用X射线荧光分 析。目前已扩展到F、C、O等轻元素。 （2）荧光X射线其谱线简单、干扰少，对于化学性质相似的的元素，如稀土、锆、铪、 铂系不需经过复杂分离就可进行分析。 （3）分析的含量范围较宽，从常量到痕量都可分析。目前主要用于常量分析。 （4）分析迅速、准确，且为无损分析，不破坏样品。 （5）自动化程度高。带微机X射线荧光仪能自动显示、打印分析结果，且能电传至各个 需要分析结果的车间。 （6）仪器构造较复杂，价格较贵，使用受到一定限制。
二、基本原理
2.荧光X射线的产生 如果以X射线作为激发手段来照射样品，样品立即发射次级X射线，这种射线叫做荧光X 射线。这是模仿紫外线照射某些物质产生分子荧光而命名。 荧光X射线产生机理与特征X射线机同，只是荧光X射线是以X射线作为激发手段，因此 荧光X射线本质上就是特征X射线。如图5-6所示。 当X射线的能量使K层电子激发生成光电子后，L层电子落入K层空穴，此时就有能量 △E=E—E释放出来，如果这种能量是以辐射形式释放，产生的就是Ka射线，即荧光X射线。 莫斯莱发现，荧光X射线与元素的原子序数有关，随着元素的原子序数增加，荧光X射线的 波长变短。莫斯莱2定律为λ= K（Z—S） 式中 λ——波长；
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பைடு நூலகம்、X射线荧光谱仪
用X射线照射试样时，试样激发出各种波长的荧光X射线。得到的是一种混合X射线， 必须将它们按光子能量（或波长）分开，分别测量不同光子能量（或波长）的X射线强 度，以进行定性和定量分析。这就是X射线荧光谱仪的任务。
一、概述
一、概述 X射线又名伦琴射线，是一种波长短，能量高的电磁波，在遇到晶体时会发生衍射。由 于电子技术、超高真空技术及计算机技术的发展，X射线在现你分析仪器中得到了广泛的 应用，除X射线荧光分析、X射线衍射分析外，还有电子探针、光电子能谱等多种仪器。 目前，X射线荧光分析已广泛用于冶金、矿石、玻璃、陶瓷、油漆、石油、塑料等材料的 元素分析。适用于固体、粉末和液体样品。 X射线荧光分析具有以下特点： （1）分析元素范围广，除少数轻元素外，周期表中几乎所有元素都能使用X射线荧光分 析。目前已扩展到F、C、O等轻元素。 （2）荧光X射线其谱线简单、干扰少，对于化学性质相似的的元素，如稀土、锆、铪、 铂系不需经过复杂分离就可进行分析。 （3）分析的含量范围较宽，从常量到痕量都可分析。目前主要用于常量分析。 （4）分析迅速、准确，且为无损分析，不破坏样品。 （5）自动化程度高。带微机X射线荧光仪能自动显示、打印分析结果，且能电传至各个 需要分析结果的车间。 （6）仪器构造较复杂，价格较贵，使用受到一定限制。
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模块一 金属材料的性能
一、金属材料的分类 二、金属的力学性能 三、金属单质物理性能与化学性能 四、金属工艺性能
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第六单元 黑色金属及其合金 课件制作 李江华
一、金属材料的分类
金属是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有光 泽的物质，如铁、铝和铜等。金属材料是由金属元素或以金属元素为主要 材料构成，并具有金属特性的工程材料。它包括纯金属和合金两类。
E 或 G
式中 和 ----分别为正应力和切应力;
ε和 ----分别为正应变和切应变。
因E= /ε或G= / ，相应为弹性模量和切变模量。从图6-4可以看出，
弹性模量E是拉伸曲线上的斜率，即拉伸曲线斜率越大，弹性模量E也越大， 说明弹性变形越不容易进行。因此，E和G是表示材料抵抗弹性变表能力和衡 量材料“刚度”的指标。弹性模量越大，材料的刚度越大，即具有特定外形 尺寸的零件或构件保持其原有形状与尺寸的能力越大。
金属（或金属材料）通常还可分为黑色金属材料和有色金属材料两大类 如图6-1所示。
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第六单元 黑色金属及其合金 课件制作 李江华
一、金属材料的分类
1.黑色金属材料 由铁、铬、锰及合金形成的物质，称为黑色金属材料，如钢和生铁 等。 2.有色金属材料 除黑色金属以外的其他金属，都称为有色金属，如铜、铝、镁、锌 等。 除此之外，在国发经济建设中，还出现了许多新型的高性能金属材 料，如粉末冶金材料、非晶态金属材料、纳米金属材料、单晶合金以 及新型的金属功能材料（永磁合金、形状记忆合金、超细金属隐身材 料）等。
《金属材料化学分析》主编 司卫华 第六单元 黑色金属及其合金 课件制作 李江华
二、金属的力学性能
金属的力学性能是指金属在力的作用下所显示的与弹性和非弹性 反应相关或涉及应力-应变关系的性能，如弹性、强度、硬度、塑性、 韧性等。弹性是指物体在外力作用下改变其形状和尺寸，当外力卸 除后物体又回复到其原始形状和尺寸的特性。物体受外力作用后导 致物体内部之间相互作用的力称为内力，而单位面积上的内力则为 应力σ（N/mm2）。应变ε是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状 的相对变化（%）。
纯金属由于强度、硬度一般都较低，而且冶炼技术复杂，价格较高， 因此，在使用上受到很大的限制。
合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材 料。
金属材料，尤其是钢铁材料，在国发经济及其他方面都有重要作用。它 具有良好的物理性能、化学性能、力学性能及工艺性能等，能够适应生产 和科学技术发展的需要。
b Fb S0 (N mm 2 )
式中 Fb ----试样承受的最大载荷（N）； S0----试样原始横截面积（mm2）。
是表征金属材料由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也 是表征材料在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性金属材料来说，拉伸 试样在承受最大拉应力σb 之前，变形是均匀一致的。但超过 后，金属材料 开始出现缩颈现象，即产生集中变形。
金属力学性能的高低表征金属抵抗各种损害作用的能力大小，它 是评定金属材料质量的主要判据，也是金属构件设计时选材和进行 强度计算的主要依据。金属力学性能主要有：强度、刚度、塑性、 硬度、韧性和疲劳强度等。
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二、金属的力学性能
s Fs S0
式中 Fs ----试样屈服时的拉伸力（N）； S0 ----试样原始横截面积（mm2）。
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二、金属的力学性能
2）抗拉强度 抗拉强度是指试样拉断前承受的最大标称拉应力。用符号 表示，单位为MPa。的计算式为
1.强度与塑性 强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。塑性是指金属在断裂前发生不 可逆永久变形的能力。永久变形是指物体在力的作用下产生的形状、尺寸的改 变，外力去除后，变形不能恢复到原来的形状和尺寸。这种不能恢复到原始的 形状和尺寸的变形称永久变形或塑性变形。金属材料的强度和塑性指标可以通 过拉伸试验测得。 （1）拉伸试验 拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉伸，测量拉伸力 和相应的伸长。拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂，如图6-2所示。 1）拉伸试样 通常采用圆柱形拉伸试样，试样尺寸按国家标准有关规定进 行制作。拉伸试样分为短试样和长试样两种，一般工程上采用短试样。 2）试验方法 拉伸试验在拉伸试验机上进行。拉伸试验机如图6-3所示。将 试样装在试验机上下夹头上，开动机器，在压力油的作用下，试样受到拉伸。 同时，记录装置记录下拉伸过程中的力-伸长曲线。
（3）强度指标 金属材料抵抗拉伸力的强度指标有屈服点、规定残余伸长应 力、抗拉强度等。
1）屈服点和规定残余伸长应力 屈服点是掼试样在拉伸试验过程中，力不 增加（保持恒定），但试样仍然能继续伸长（变形）时的应力。屈服点用符号 σs 表示。屈服点是工程技术上重要的力学性能指标之一，也是大多数机械零件 选材和设计的依据。屈服点σs 的计算式为
另外，比值 / 称为屈强比，是但为了使用安全，也不宜过大，一般合理的 比值在0.65～0.75之间。
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二、金属的力学性能
3）刚度 材料在受力时，抵抗弹性变形的能力称为刚度，它表示材料弹性 变形的难易程度。材料刚度的大小一般用弹性模量E和切变模量G来评价。 材料在弹性范围内，内应力与应变ε的关系服从胡克定律
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二、金属的力学性能
（2）力-伸长曲线 在进行拉伸试验时，拉伸力F和试样伸长量△L之间的关 系曲线，称为力-伸长曲线。通常把拉伸力F作为纵坐标，伸长量△L作为横坐 标，退火低碳钢的力-伸长曲线如图6-4所示。 从完整的拉伸试验和力-伸长曲线可以看出，试样从开始拉伸到断裂要经过弹性 变形、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂四个阶段。
一、金属材料的分类 二、金属的力学性能 三、金属单质物理性能与化学性能 四、金属工艺性能
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一、金属材料的分类
金属是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有光 泽的物质，如铁、铝和铜等。金属材料是由金属元素或以金属元素为主要 材料构成，并具有金属特性的工程材料。它包括纯金属和合金两类。
E 或 G
式中 和 ----分别为正应力和切应力;
ε和 ----分别为正应变和切应变。
因E= /ε或G= / ，相应为弹性模量和切变模量。从图6-4可以看出，
弹性模量E是拉伸曲线上的斜率，即拉伸曲线斜率越大，弹性模量E也越大， 说明弹性变形越不容易进行。因此，E和G是表示材料抵抗弹性变表能力和衡 量材料“刚度”的指标。弹性模量越大，材料的刚度越大，即具有特定外形 尺寸的零件或构件保持其原有形状与尺寸的能力越大。
金属（或金属材料）通常还可分为黑色金属材料和有色金属材料两大类 如图6-1所示。
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一、金属材料的分类
1.黑色金属材料 由铁、铬、锰及合金形成的物质，称为黑色金属材料，如钢和生铁 等。 2.有色金属材料 除黑色金属以外的其他金属，都称为有色金属，如铜、铝、镁、锌 等。 除此之外，在国发经济建设中，还出现了许多新型的高性能金属材 料，如粉末冶金材料、非晶态金属材料、纳米金属材料、单晶合金以 及新型的金属功能材料（永磁合金、形状记忆合金、超细金属隐身材 料）等。
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二、金属的力学性能
金属的力学性能是指金属在力的作用下所显示的与弹性和非弹性 反应相关或涉及应力-应变关系的性能，如弹性、强度、硬度、塑性、 韧性等。弹性是指物体在外力作用下改变其形状和尺寸，当外力卸 除后物体又回复到其原始形状和尺寸的特性。物体受外力作用后导 致物体内部之间相互作用的力称为内力，而单位面积上的内力则为 应力σ（N/mm2）。应变ε是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状 的相对变化（%）。
纯金属由于强度、硬度一般都较低，而且冶炼技术复杂，价格较高， 因此，在使用上受到很大的限制。
合金是指两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的金属材 料。
金属材料，尤其是钢铁材料，在国发经济及其他方面都有重要作用。它 具有良好的物理性能、化学性能、力学性能及工艺性能等，能够适应生产 和科学技术发展的需要。
b Fb S0 (N mm 2 )
式中 Fb ----试样承受的最大载荷（N）； S0----试样原始横截面积（mm2）。
是表征金属材料由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也 是表征材料在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性金属材料来说，拉伸 试样在承受最大拉应力σb 之前，变形是均匀一致的。但超过 后，金属材料 开始出现缩颈现象，即产生集中变形。
金属力学性能的高低表征金属抵抗各种损害作用的能力大小，它 是评定金属材料质量的主要判据，也是金属构件设计时选材和进行 强度计算的主要依据。金属力学性能主要有：强度、刚度、塑性、 硬度、韧性和疲劳强度等。
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二、金属的力学性能
s Fs S0
式中 Fs ----试样屈服时的拉伸力（N）； S0 ----试样原始横截面积（mm2）。
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二、金属的力学性能
2）抗拉强度 抗拉强度是指试样拉断前承受的最大标称拉应力。用符号 表示，单位为MPa。的计算式为
1.强度与塑性 强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。塑性是指金属在断裂前发生不 可逆永久变形的能力。永久变形是指物体在力的作用下产生的形状、尺寸的改 变，外力去除后，变形不能恢复到原来的形状和尺寸。这种不能恢复到原始的 形状和尺寸的变形称永久变形或塑性变形。金属材料的强度和塑性指标可以通 过拉伸试验测得。 （1）拉伸试验 拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉伸，测量拉伸力 和相应的伸长。拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂，如图6-2所示。 1）拉伸试样 通常采用圆柱形拉伸试样，试样尺寸按国家标准有关规定进 行制作。拉伸试样分为短试样和长试样两种，一般工程上采用短试样。 2）试验方法 拉伸试验在拉伸试验机上进行。拉伸试验机如图6-3所示。将 试样装在试验机上下夹头上，开动机器，在压力油的作用下，试样受到拉伸。 同时，记录装置记录下拉伸过程中的力-伸长曲线。
（3）强度指标 金属材料抵抗拉伸力的强度指标有屈服点、规定残余伸长应 力、抗拉强度等。
1）屈服点和规定残余伸长应力 屈服点是掼试样在拉伸试验过程中，力不 增加（保持恒定），但试样仍然能继续伸长（变形）时的应力。屈服点用符号 σs 表示。屈服点是工程技术上重要的力学性能指标之一，也是大多数机械零件 选材和设计的依据。屈服点σs 的计算式为
另外，比值 / 称为屈强比，是但为了使用安全，也不宜过大，一般合理的 比值在0.65～0.75之间。
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二、金属的力学性能
3）刚度 材料在受力时，抵抗弹性变形的能力称为刚度，它表示材料弹性 变形的难易程度。材料刚度的大小一般用弹性模量E和切变模量G来评价。 材料在弹性范围内，内应力与应变ε的关系服从胡克定律
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二、金属的力学性能
（2）力-伸长曲线 在进行拉伸试验时，拉伸力F和试样伸长量△L之间的关 系曲线，称为力-伸长曲线。通常把拉伸力F作为纵坐标，伸长量△L作为横坐 标，退火低碳钢的力-伸长曲线如图6-4所示。 从完整的拉伸试验和力-伸长曲线可以看出，试样从开始拉伸到断裂要经过弹性 变形、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂四个阶段。