第一章 金属材料的强度与塑性
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脆性材料：在断裂前未发生明显的塑性变形，
为脆性断裂，断口是平整的。如铸铁、玻璃等。
不同类型的材料，其σ-ε曲线有很大差 异。反映出其所具有不同的抗拉性能特点。
2. 强度指标
(1) 屈服点是指拉伸试样在拉伸试 验过程中力不增加（保持恒定）仍 然能继续伸长（变形）时的应力。
ss
= FS S0
σs ——屈服点，MPa
σb=Fb/Ao
（MPa）
式中，Fb是试样断裂前所承受的最大载荷(N),Ao是
试样的原始横截面积(㎜2)。
塑性
1）定义： 是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变
形的能力。
塑性变形：是物体在力作用下产生的形状和尺寸的改变， 外力去除后塑性变形不能恢复到原来的形状和 尺寸。
2） 测量方法
拉伸试验
3）强度指标
δ﹤5％时为脆性材料，如灰铸铁
塑性指标不直接用于计算，但任何零件都需要一定塑性。 防止过载断裂；塑性变形可以缓解应力集中、削减应力峰值。
×100%
S0——试样原始横截面积,mm2； S1——颈缩处的横截面积,mm2 。
塑性好坏的意义:
1)塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏，便于通 过塑性变形加工成复杂的零件。
2)塑性好的材料，在过载时，由于首先产生塑性变形而不 致发生突然断裂，因此比较安全。
塑性材料与脆性材料的区分：
δ﹥5%时为塑性材料，如低碳钢
三.材料的化学性能
化学性能:是指材料抵抗周围介质侵蚀的能力。 对于金属材料来说，指耐蚀性和抗氧化性。
材料的化学性能
对于非金属材料，还存在着化学稳定性、抗老化能力和耐热 性等问题。
四. 材料的工艺性能
是指材料在被制成各种零部件的过程中适应加工 的性能。包括:
铸造性能：流动性、收缩性、偏析 锻造性能：塑性、变形抗力 焊接性能：焊接性、碳当量 切削性能：表面粗糙度、刀具寿命 热处理性能：淬透性
久变形。
2.拉伸试验
拉伸试验是指用静载荷对试样进行轴向拉伸，测 量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能的试验。 拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂。
静载荷—是指大小、方向不变或变动很慢的载荷。
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。
3.测量方法
1）拉伸试样 常用标准圆柱形试样。 长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0
2）拉伸试验机 拉伸试验机
3)拉伸过程
拉
伸
试
样
当拉伸力达到Fb时， 试样的局部截面开
的 颈 缩
始收缩，产生颈缩
现
现象。
象
不同材料的拉伸曲线
塑性材料
退火低碳钢
中碳调质钢
脆性材料
铸铁
高碳钢
(一)材料的拉压试验
塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为
塑性断裂,塑性断裂的断口呈“杯锥”状。如低碳钢。
强度、塑性
强度
金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度 常用强度指标是屈服强度、抗拉强度
塑性
金属材料产生塑性变形而不被破坏的最大能力 常用塑性值的指标是伸长率和断面收缩率。
1. 载荷
根据外加载荷的性质，载荷分为： 1、静载荷 2、冲击载荷 3、交变载荷。
金属材料 （受载）-变形,分： 弹性变形：载荷卸除后恢复原状 塑性变形：载荷卸除后不能恢复,也叫永
断后伸长率 δ 塑性指标
断面收缩率 Ψ
断后伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。
Fra Baidu bibliotek
δ=
l1-l0 ×100% l0
l1——试样拉断后的标距,mm; l0——试样的原始标距,mm。
长试样：δ10 短试样：δ5
断面收缩率：试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量
与原始横截面积的百分比。
Ψ=
S0-S1 S0
FS ——试样屈服时的载荷( N )
S ——试样原始横截面积( mm2) 0
2，材料的强度指标
（1）屈服点σs ：表示材料产生屈服时对应的应力。
屈服点也称为屈服强度。
σs= Fs/Ao
（MPa）
式中，Fs为试样发生屈服变形时的载荷（N），A0 为试样原始横截面积（mm2）。
（2）抗拉强度σb 指试样在拉伸过程中所能承受的最 大应力值。
乐都职业技术学校
第二节 材料的性能
祝增美
一. 材料的力学性能
材料的力学性能：是指材料在外加载荷作用 下所表现 出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧度、疲劳强度及断裂韧度等；
力学性能指标：用来表征材料力学性能的各种临界值或规 定值.可通过试验测定.
二.材料的理化性能
1．材料的物理性能
指材料的固有属性， 如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性和色泽等。
为脆性断裂，断口是平整的。如铸铁、玻璃等。
不同类型的材料，其σ-ε曲线有很大差 异。反映出其所具有不同的抗拉性能特点。
2. 强度指标
(1) 屈服点是指拉伸试样在拉伸试 验过程中力不增加（保持恒定）仍 然能继续伸长（变形）时的应力。
ss
= FS S0
σs ——屈服点，MPa
σb=Fb/Ao
（MPa）
式中，Fb是试样断裂前所承受的最大载荷(N),Ao是
试样的原始横截面积(㎜2)。
塑性
1）定义： 是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变
形的能力。
塑性变形：是物体在力作用下产生的形状和尺寸的改变， 外力去除后塑性变形不能恢复到原来的形状和 尺寸。
2） 测量方法
拉伸试验
3）强度指标
δ﹤5％时为脆性材料，如灰铸铁
塑性指标不直接用于计算，但任何零件都需要一定塑性。 防止过载断裂；塑性变形可以缓解应力集中、削减应力峰值。
×100%
S0——试样原始横截面积,mm2； S1——颈缩处的横截面积,mm2 。
塑性好坏的意义:
1)塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏，便于通 过塑性变形加工成复杂的零件。
2)塑性好的材料，在过载时，由于首先产生塑性变形而不 致发生突然断裂，因此比较安全。
塑性材料与脆性材料的区分：
δ﹥5%时为塑性材料，如低碳钢
三.材料的化学性能
化学性能:是指材料抵抗周围介质侵蚀的能力。 对于金属材料来说，指耐蚀性和抗氧化性。
材料的化学性能
对于非金属材料，还存在着化学稳定性、抗老化能力和耐热 性等问题。
四. 材料的工艺性能
是指材料在被制成各种零部件的过程中适应加工 的性能。包括:
铸造性能：流动性、收缩性、偏析 锻造性能：塑性、变形抗力 焊接性能：焊接性、碳当量 切削性能：表面粗糙度、刀具寿命 热处理性能：淬透性
久变形。
2.拉伸试验
拉伸试验是指用静载荷对试样进行轴向拉伸，测 量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能的试验。 拉伸时一般将拉伸试样拉至断裂。
静载荷—是指大小、方向不变或变动很慢的载荷。
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。
3.测量方法
1）拉伸试样 常用标准圆柱形试样。 长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0
2）拉伸试验机 拉伸试验机
3)拉伸过程
拉
伸
试
样
当拉伸力达到Fb时， 试样的局部截面开
的 颈 缩
始收缩，产生颈缩
现
现象。
象
不同材料的拉伸曲线
塑性材料
退火低碳钢
中碳调质钢
脆性材料
铸铁
高碳钢
(一)材料的拉压试验
塑性材料：断裂前有明显的塑性变形，称为
塑性断裂,塑性断裂的断口呈“杯锥”状。如低碳钢。
强度、塑性
强度
金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度 常用强度指标是屈服强度、抗拉强度
塑性
金属材料产生塑性变形而不被破坏的最大能力 常用塑性值的指标是伸长率和断面收缩率。
1. 载荷
根据外加载荷的性质，载荷分为： 1、静载荷 2、冲击载荷 3、交变载荷。
金属材料 （受载）-变形,分： 弹性变形：载荷卸除后恢复原状 塑性变形：载荷卸除后不能恢复,也叫永
断后伸长率 δ 塑性指标
断面收缩率 Ψ
断后伸长率：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。
Fra Baidu bibliotek
δ=
l1-l0 ×100% l0
l1——试样拉断后的标距,mm; l0——试样的原始标距,mm。
长试样：δ10 短试样：δ5
断面收缩率：试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量
与原始横截面积的百分比。
Ψ=
S0-S1 S0
FS ——试样屈服时的载荷( N )
S ——试样原始横截面积( mm2) 0
2，材料的强度指标
（1）屈服点σs ：表示材料产生屈服时对应的应力。
屈服点也称为屈服强度。
σs= Fs/Ao
（MPa）
式中，Fs为试样发生屈服变形时的载荷（N），A0 为试样原始横截面积（mm2）。
（2）抗拉强度σb 指试样在拉伸过程中所能承受的最 大应力值。
乐都职业技术学校
第二节 材料的性能
祝增美
一. 材料的力学性能
材料的力学性能：是指材料在外加载荷作用 下所表现 出来的性能。 包括强度、塑性、硬度、韧度、疲劳强度及断裂韧度等；
力学性能指标：用来表征材料力学性能的各种临界值或规 定值.可通过试验测定.
二.材料的理化性能
1．材料的物理性能
指材料的固有属性， 如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性和色泽等。