金属材料的力学性能

课题： 3.1.1金属材料的力学性能
课型：复习课授课时间：2015.9.6 课时分配：共 2 课时
教学目标：1、掌握金属材料力学性能的分类及用途
2、理解金属材料各种力学性能指标的表达方式及测定方法
3、了解金属材料力学性能的实际应用
教学重点：1、强度指标的定义与分类
2、硬度指标的定义与分类
教学难点：金属的各力学指标的概念、测量方法
教学过程：
【案例导入】
在进行机械制造时，首先进入技术准备阶段。

在技术技术准
备中，要完成相关的工作。

这些工作中，有一项是非常重要的，
那就是选择材料。

那么怎么选择材料呢？首先得研究常见的材料
的性质，只有掌握了材料的特征性质才能顺利进行选材。

那么材
料的性质有哪些呢？
【教学内容】
3.1.1金属材料的力学性能
力学性能是指金属材料在受外力作用时所反映出来的性能。

力学性能指标，是选择、使用金属材料的重要依据。

金属材料的力学性能
主要有：强度、塑性、硬
度、冲击韧度
和疲劳强度等。

1、强度
强度是在外力作用
备注
下，材料抵抗塑性变形和断 裂的能力。

按作用力性质不同， 强度可分为屈服点（屈服强 度）、抗拉强度、抗压 强度、抗弯强度、抗剪 强度等。

在工程上常用来表 示金属材料强度的指标 有屈服强度和抗拉强 度。

（1）屈服点 当载荷增达到Fs 时，拉伸曲线出现了平 台，即试样所承受 的载荷几乎不变，但产生了不断增加的塑性变形，这种现象称 为屈服。

屈服点是指在外力作用下开始产生明显塑性变形的最小 应力。

用ós 表示。

ós= （MPa ） 式中：Fs —试样产生明显塑性变形时所受的最小载荷，即 拉伸曲线中S 点所对应的外力（N ） Ao —试样的原始截面积（mm2） （2）抗拉强度 抗拉强度是金属材料断裂前所承受的最大应力，故又称强 度极限。

常用ób 来表示。

ób= （MPa ）
Ao Fs Ao Fb
机、洛氏硬度机等。

（1）布氏硬度（HB）
用布氏硬度机测试出来
的硬度叫布氏硬度。

布氏硬度的特点：
布氏硬度因压痕面积较大，
HB值的代表性较全面，而且实验
数据的重复性也好，但由于淬火
钢球本身的变形问题，不能试验
太硬的材料，一般在HB450以
上
的就不能使用。

由于压痕较大，成品检验也有困难。

通常用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料的硬度。

(2) 洛氏硬度（HR）
在洛氏硬度机上测试出
来的硬度叫洛氏硬度。

洛氏硬度的特点：
洛氏硬度HR可以用于硬
度很高的材料，而且压痕很
小，几乎不损伤工件表面，故
在钢件热处理质量检查中应
用最多。

但洛氏硬度由于压痕较小，
硬度代表性就差些，如果材料
中
有偏析或组织不均的情况，则所
测硬度值的重复性也差。

4、冲击韧度（ak）
金属材料抵抗冲击载荷作用
而不破坏的能力叫做冲击韧度。

常用一次摆锤冲击试验来测定
金属材料的冲击韧度。

ak = AK/A0 （J·cm-2）
式中：Ak—折断试样所消耗的冲击功（J）
Ao—试样断口处的原始截面积（mm2）
【小结】
学习了金属的力学性能指标，包括：强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度
【教学反思】。