金尾材料的主要性能
金属材料的力学性能
（1）测量值较精确，反复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（2） 可测旳硬度值不高（3）不测试成品与薄件（4）测量费时，效率低
4、测量范围
用于测量调质钢、铸铁、非金属材料及有色金属材料等.
6
第一章 金属旳力学性能
引言：
第二节 硬度
1、定义：指材料局部体积内抵抗弹性、塑性变形、压 痕和划痕旳能力。它是衡量材料软硬程度旳指标，其物 理含义与试验措施有关。
2、硬度旳测试措施 （1）布氏硬度 （2）洛氏硬度 （3）维氏硬度
7
§1-2 硬度
一、布氏硬度
1、布氏硬度试验（布氏硬度计）
原理:用一定直径旳球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应旳试验力 压入待测材料表面，保持要求时间并到达稳定状态后卸除试验力，测量 材料表面压痕直径，以计算硬度旳一种压痕硬度试验措施。
布氏硬度计
返回
16
洛氏硬度计
返回
17
维氏硬度计
返回
18
布洛维氏硬度计
19
8
§1-2 硬度
二、洛氏硬度
1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计）
原理: 用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力旳作用下压入试样表面， 经要求时间后卸除试验力，用测量旳残余压痕深度增量来计算硬度旳一
种压痕硬度试验。
2、洛氏硬度值 出。如：50HRC 3、优缺陷
用测量旳残余压痕深度表达。可从表盘上直接读
（1）试验简朴、以便、迅速（2）压痕小，可测成品、薄件（3）数据 不够精确，应测三点取平均值（4）不能测组织不均匀材料，如铸铁。
4、测量范围
1 金属材料的主要性能解析
27
ak不能直接用于强度方面计算，但可作为鉴
影响ak因素:材料的化学成分、显微组织、试 样的表面质量、热处理工艺以及试验温度等。
2018/10/5
动画 冲击试验
27
Titanic沉没原因
——含硫高的钢板， 韧性很差，特别是在低温 呈脆性。所以，冲击试样 是典型的脆性断口。近代 船用钢板的冲击试样则具 有相当好的韧性。
一、金属材料的主要性能
2018/10/5
1
金属材料具有许多的可贵的性能，一般分为两大类：
使用性能
力学性能 物理性能 化学性能
工程材料的性能
铸造性能 可锻性能 工艺性能 可焊性能 切削加工性能 热处理性工艺性
2
2018/10/5
金属材料的主要性能
1.使用性能 ――反映金属材料在使用过程中所表现出的特性。
包括： 力学性能： （强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等） 物理性能： （密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 磁性等） 化学性能： （抗大气、海水及其它介质腐蚀、抗高温氧化等
2. 工艺性能 ――反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性。
包括：铸造特性、压力加工特性、焊接特性、热处理特性、切削加工 特性等。 在选择和应用金属材料时，一般无特殊要求时，首先考虑金属材料的 使用性能，而在使用性能中，又主要以力学性能（机械性能）为主，因 此作为本章讨论的重点。
Titanic
一项新的科学研究回答了80年未解之谜
Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果
2018/10/5 28
金属材料的主要性能—疲劳强度
28
4、疲劳强度σr，N（交变载荷）
定义： 表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。 承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化，交变应力作用下，往往 在远小于强度极限，甚至小于屈服极限的应力下发生断裂。 钢材的循环次数一般取 N = 107;有色金属的循环次数一般取 N = 108 钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系:σ-1 = (0.45～0.55)σb
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）。
金属材料的主要性能
金属材料的主要性能金属材料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加工制造过程中，金属材料所定冷、热加工条件下表现出来性能。
金属材料工艺性能好坏，决定了它制造过程中加工成形适应能力。
加工条件不同，要求工艺性能也就不同，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使用条件下，金属材料表现出来性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。
金属材料使用性能好坏，决定了它使用范围与使用寿命。
机械制造业中，一般机械零件都是常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用，且使用过程中各机械零件都将承受不同载荷作用。
金属材料载荷作用下抵抗破坏性能，称为机械性能（或称为力学性能）。
金属材料机械性能是零件设计和选材时主要依据。
外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求机械性能也将不同。
常用机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
下面将分别讨论各种机械性能。
1．强度强度是指金属材料静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）性能。
载荷作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
各种强度间常有一定联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本强度指针。
2．塑性塑性是指金属材料载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏能力。
3．硬度硬度是衡量金属材料软硬程度指针。
目前生产中测定硬度方法最常用是压入硬度法，它是用一定几何形状压头一定载荷下压入被测试金属材料表面，被压入程度来测定其硬度值。
常用方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。
4．疲劳前面所讨论强度、塑性、硬度都是金属静载荷作用下机械性能指针。
实际上，许多机器零件都是循环载荷下工作，这种条件下零件会产生疲劳。
5．冲击韧性以很大速度作用于机件上载荷称为冲击载荷，金属冲击载荷作用下抵抗破坏能力叫做冲击韧性。
金属材料的主要性能
① HRA 硬、薄试件，如硬质合金、表面淬火层和渗碳层。 ② HRB 轻金属，未淬火钢，如有色金属和退火、正火钢等 ③ HRC 较硬，淬硬钢制品；如调质钢、淬火钢等。 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。
②弹性：材料不产生塑性变形的情况下，所能承受的最 大应力。
弹性极限：σe=Fe/So 不产永久变形的最大抗力。
2）屈服强度s：材料发生微量塑性变形时的应力值。即 在拉伸试验过程中，载荷不增加，
试样仍能继续伸长时的应力。
s = Fs/So
s
条件屈服强度0.2：高碳钢等无屈服点， 国家标准规定以残余变形量为0.2%时的 应力值作为它的条件屈服强度，以0.2 来表示。
影响因素：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹 杂物、表面状态、残余应力等。
二、塑性 金属材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。
1.延伸率
延伸率与试样尺寸有关：δ5、δ10 (L0=5d,10d)
2.断面收缩率 ψ=△S/So=(So-Sk)/So x 100%
> 时，无颈缩，为脆性材料表征； < 时，有颈缩，为塑性材料表征。
0.2
3)抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大 应力值。（材料抵抗外力而不致断裂的极 限应力值）。
b = Fb/So
（5）灰铸铁拉伸时的力学性能 灰口铸铁是典型的脆性材料,其σ-曲线是一段微弯曲 线,如图a)所示,没有明显的直线部分,没有屈服和颈 缩现象,拉断前的应变很小,延伸率也很小。强度极限 σb是其唯一的强度指标。 铸铁等脆性材料的抗拉强度 很低,所以不宜作为受拉零 件的材料。
无论是塑性材料还是脆性材料,断裂时都不产生明显的 塑性变形,而是突然发生,具有很大的危险性,有相当多 零件的破坏属于疲劳破坏,对此必须引起足够的重视。
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。
金属材料的性能有哪些
金属材料的性能有哪些金属材料是一类常见的材料，其性能多种多样，具有许多优秀的特点，下面将从强度、塑性、硬度、导电性和导热性等方面进行介绍。
首先，金属材料的强度是其最重要的性能之一。
金属材料通常具有较高的强度，可以承受较大的外部载荷而不会发生破坏。
这使得金属材料成为制造结构件和机械零件的理想选择。
例如，钢材具有较高的抗拉强度和屈服强度，因此被广泛应用于建筑结构和汽车制造等领域。
其次，金属材料的塑性也是其重要性能之一。
金属材料具有良好的塑性，可以在外力作用下发生塑性变形而不断裂。
这使得金属材料可以通过锻造、拉伸、压缩等加工工艺成型各种复杂的零部件。
例如，铝材具有良好的塑性，可以通过挤压工艺制成各种型材和零件，广泛应用于航空航天和汽车制造领域。
此外，金属材料的硬度也是其重要性能之一。
金属材料通常具有一定的硬度，可以抵抗外部物体对其表面的划伤和磨损。
这使得金属材料可以用于制造刀具、轴承、齿轮等需要较高硬度的零件。
例如，不锈钢具有较高的硬度和耐磨性，因此被广泛应用于厨具和机械零件制造。
另外，金属材料具有良好的导电性和导热性。
金属材料中的自由电子可以在外加电场或温度梯度下自由移动，因此金属材料具有良好的导电性和导热性。
这使得金属材料可以广泛应用于电气设备和热传导设备中。
例如，铜材具有良好的导电性和导热性，因此被广泛应用于电线、电缆和散热器等领域。
综上所述，金属材料具有良好的强度、塑性、硬度、导电性和导热性等优秀性能，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
随着材料科学的不断发展，金属材料的性能将会得到进一步提升，为各行各业的发展提供更加可靠的支持。
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。
常用金属材料及其性能
常用金属材料及其性能1. 引言金属材料是工程和制造行业中最为常用的材料之一。
它们具有优良的导电性、导热性、机械性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于建筑、航空航天、汽车、电子等领域。
本文将介绍一些常用的金属材料及其主要性能。
2. 铁及其合金铁是地球上最常见的金属之一，其合金可以增加强度和耐腐蚀性能。
以下是一些常见的铁及其合金：2.1 纯铁纯铁具有良好的延展性和可塑性，通常用于制造铁器。
然而，纯铁的机械强度较低，容易生锈。
2.2 碳钢碳钢是一种含有较高碳含量的铁合金。
它具有优异的强度和硬度，常用于制造工具和机械零件。
2.3 不锈钢不锈钢是含有铬元素的铁合金，具有良好的耐腐蚀性能。
不锈钢分为多种类型，如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢等，应用广泛于食品加工、医疗器械等领域。
3. 铝及其合金铝是一种轻便耐用的金属，具有良好的导热性和导电性，以下是一些常见的铝及其合金：3.1 纯铝纯铝具有良好的可塑性和耐腐蚀性。
它常用于制造铝箔、飞机部件和汽车零件。
3.2 铝合金铝合金通过添加其他元素来提高强度和硬度。
常见的铝合金包括铝铜合金、铝锌合金等。
铝合金具有轻便、抗腐蚀和良好的导热性，被广泛应用于航空航天、建筑和汽车制造等领域。
4. 铜及其合金铜具有优良的导电性和导热性，以下是一些常见的铜及其合金：4.1 纯铜纯铜具有良好的导电性和可塑性，常用于制造电线、电缆和导体。
4.2 黄铜黄铜是铜和锌的合金，具有良好的可铸性和耐腐蚀性，被广泛应用于制造电器、管道和五金制品。
4.3 青铜青铜是铜和锡的合金，具有优异的耐磨性和抗腐蚀性。
青铜广泛应用于制造雕塑、钟表和器乐。
5. 钛及其合金钛是一种轻质而强度高的金属，具有良好的耐腐蚀性，以下是一些常见的钛及其合金：5.1 纯钛纯钛具有轻质和高强度的特点，常用于航空航天、医疗器械和化工等领域。
5.2 钛合金钛合金通过添加其他元素来改善强度和耐腐蚀性能。
常见的钛合金包括钛铝合金、钛镍合金等。
钛合金具有轻质、高强度和抗腐蚀的特点，被广泛应用于航空航天、汽车和医疗器械等领域。
金属材料的力学性能
金属材料的力学性能
金属材料的力学性能主要包括以下几个方面：
1. 强度：金属材料的强度是指它抵抗外力的能力。
通常用屈服强度、抗拉强度或抗压强度来表示材料的强度。
2. 延展性：金属材料的延展性是指其在受力下能够发生塑性变形的
能力。
常用的评价指标有伸长率、断面收缩率和断裂延伸率。
3. 硬度：金属材料的硬度是指其抵抗局部划痕或压痕的能力。
常用
的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
4. 韧性：金属材料的韧性是指其抵抗断裂的能力。
韧性与强度和延
展性密切相关，一般用冲击韧性和断裂韧性来评价材料的韧性。
5. 塑性：金属材料的塑性是指其在受力作用下发生可逆形变的能力。
塑性是金属材料特有的力学性能，它使得金属材料可以制成各种形状。
6. 疲劳性能：金属材料的疲劳性能是指其在交变或周期性载荷下抵抗疲劳损伤的能力。
疲劳性能的评价指标包括疲劳寿命和疲劳极限等。
不同的金属材料具有不同的力学性能，这些性能会受到材料的化学成分、晶体结构、热处理和加工工艺等因素的影响。
因此，在选择和使用金属材料时，需要根据具体的工程要求和环境条件来考虑其力学性能。
金属材料特性
金属材料特性金属材料是一类拥有许多独特特性的材料，主要由金属元素组成，具有导电、导热、高延展性、高强度等特点。
以下是金属材料的主要特性：1. 导电性：金属材料是良好的导电体，电子在金属内部能够自由移动，形成电流。
这使得金属广泛应用于电线、电路板等导电部件的制造。
2. 导热性：金属材料具有良好的导热性能，能够迅速传导热量。
这使得金属成为散热器、发动机等需要快速散热的设备的重要材料。
3. 高延展性：金属材料可以经受较大的拉力而不破裂，能够被拉伸成细丝或薄膜。
这使得金属材料具有良好的延展性和可塑性，可以制造出各种形状的产品。
4. 高强度：金属材料具有较高的强度，能够承受较大的力，不易断裂。
这使得金属材料成为建筑、航空航天等领域常用的结构材料。
5. 良好的韧性：金属材料具有良好的韧性，能够在遭受撞击或挤压等外力时不易断裂。
这使得金属制品具有较高的耐久性和使用寿命。
6. 可融性：金属材料具有良好的可融性，可以在一定温度范围内熔化成液体。
这使得金属可以通过熔融工艺进行铸造、锻造等制造过程。
7. 耐腐蚀性：大多数金属具有一定的耐腐蚀性，能够抵抗氧化、腐蚀和酸碱等介质的侵蚀。
这使得金属在化工设备、海洋工程等恶劣环境中广泛应用。
8. 可回收性：金属材料具有良好的可回收性，可以通过熔炼和再加工等方法，重新制造新的金属制品。
这符合环保意识的提升，减少了资源的浪费。
9. 磁性：部分金属材料具有磁性，能够吸引铁磁物质。
这使得金属广泛用于磁性材料的制造和电磁设备的应用。
综上所述，金属材料具有导电导热、高延展性、高强度、韧性好、耐腐蚀、可融性、可回收等多种特性，使其在各个领域都有广泛的应用。
同时，这些特性也决定了金属材料的独特价值和重要性。
金属材料的性能
金属材料的性能金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。
●使用性能是指金属材料为保证机械零件或工具正常工作应具备的性能，即在使用过程中所表现出的特性。
金属材料的使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能等；●工艺性能是指金属材料在制造机械零件和工具的过程中，适应各种冷加工和热加工的性能。
工艺性能也是金属材料采用某种加工方法制成成品的难易程度，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。
一、金属材料的力学性能●金属材料的力学性能是指金属材料在力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，如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。
●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。
●单位面积上的内力，称为应力σ(N/mm2)。
●应变є是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化(%)。
金属材料的力学性能主要有：强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
（一）强度与塑性●金属材料在力的作用下，抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
●塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。
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，并测其力学性能的试验。
（1）拉伸试样。
拉伸试样通常采用圆柱形拉伸试样，分为短试样和长试样两种。
长试样L0=10d0；短试样L0=5d0。
a）拉断前 b）拉断后图1-5 圆形拉伸试样（2）试验方法。
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。
试样从开始拉伸到断裂要经过弹性变形阶段、屈服阶段、变形强化阶段、缩颈与断裂四个阶段。
图1-7 退火低碳钢力伸长曲线3．强度指标金属材料的强度指标主要有:屈服点σs、规定残余伸长应力σ0.2、抗拉强度σb等。
（1）屈服点和规定残余延伸应力。
●屈服点是指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。
常用金属材料的主要性能指标及涵义
T
MPa
指外力是剪切力时的强度极限
抗扭强度
T
MPa
指外力是扭转力时的强度极限
屈服点
c
MPa
金属材料受载何时，当载何不再增加，但金属 材料本身的变形，却继续增加，这种现象叫做屈服， 产生屈服现象时的应力，叫屈服点
屈服强度
°).2
MPa
金属材料发生屈服现象时，为便于测量，通常 按其产生永久残余变形量等于试样原长0.2%时的
应力作为“屈服强度”，或称“条件屈服极限”
持久强度
工作温度
a时间h
MPa
指金属材料在一疋的咼温条件下，经过规疋时 间发生断裂时的应力，一般所指的持久强度，是指 在一定温度下，试样经十万小时后的破断强度，这 个数值，通常也是用外推的方法取得的
蠕变极限
工作温度
°变量量（％）
MPa
金属材料在高温环境下，即使所受应力小于屈 服点，也会随着时间的增长而缓慢地产生永久变 形，这种现象叫做蠕变，在一定的温度下，经一定 时间，金属材料的蠕变速度仍不超过规疋的数值， 此时所能承受的最大应力，称为蠕变极限
P
Q・m
电阻率是计算和衡量金属材料在常温下（20C
时）电阻值大小的性能指标。电阻率大，表明这种 材料的电阻也大，其导电性能就差；反之，导电性 能也就好
电导率
Y
S/m
电阻率的倒数，叫做电导率。在数值上它等于 导体维持单位电位梯度（即电位差）时，流过单位 面积的电流。电导率是表示导体导电能力的性能指 标，电导率越大，电阻率就越小，那么这种材料的 导电性能就越好；反之，则其导电性就不好
20〜70HRC
D
HRD
金刚石圆锥
980.7 N
金属材料应用与性能分析报告
金属材料应用与性能分析报告一、金属材料的广泛应用金属材料是一种常见的材料，具有许多优良的性能，因此在各个领域得到了广泛的应用。
金属材料的主要特点包括高强度、耐磨损、导热性好等。
在建筑、汽车制造、航空航天等行业，金属材料都扮演着重要的角色。
二、金属材料的性能分析1. 强度：金属材料的强度是其最重要的性能之一。
不同种类的金属材料具有不同的强度，如钢材、铝合金等。
强度高的金属材料可以承受更大的载荷，因此在工程领域得到广泛应用。
2. 耐腐蚀性：金属材料的耐腐蚀性也是其重要性能之一。
一些金属材料具有良好的耐腐蚀性，可以在恶劣的环境下长时间使用而不受损。
这种性能使得金属材料在海洋工程、化工等领域得到广泛应用。
3. 导热性：金属材料具有良好的导热性，可以快速传导热量。
这种性能使得金属材料在制造散热器、导热器等产品时得到广泛应用。
4. 可塑性：金属材料具有良好的可塑性，可以通过加工成型制成各种复杂的零部件。
这种性能使得金属材料在制造汽车、航空器等产品时得到广泛应用。
5. 密度：金属材料的密度通常较高，这使得其在一些需要重量的场合得到广泛应用。
例如，在建筑结构中使用的钢材具有较高的密度，可以提供良好的支撑力。
三、金属材料的未来发展随着科技的不断进步，金属材料的性能将会不断提升。
未来，我们可以预见到金属材料将会在更多的领域得到应用，如新能源汽车、智能家居等。
同时，随着环保意识的增强，绿色环保的金属材料也将会成为未来的发展趋势。
总的来说，金属材料作为一种重要的材料，在各个领域都发挥着重要的作用。
通过对金属材料性能的深入分析，我们可以更好地了解其在不同领域的应用，并为未来的发展提供更多的可能性。
金属工艺学知识点总结
第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的主要性能金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在力的作用所表现出来的性能.零件的受力情况有静载荷，动载荷和交变载荷之分。
用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度,塑性和硬度等;在动载荷和作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。
金属材料的强度和塑性是通过拉伸试验测定的。
P6低碳钢的拉伸曲线图1，强度强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力.强度有多种指标,工程上以屈服点和强度最为常用。
屈服点:δs是拉伸产生屈服时的应力。
产生屈服时的应力=屈服时所承受的最大载荷/原始截面积对于没有明显屈服现象的金属材料，工程上规定以席位产生0.2％变形时的应力，作为该材料的屈服点。
抗拉强度：δb是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。
拉断前所能承受的最大应力=拉断前所承受的最大载荷/原始截面积2，塑性塑性是金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。
常用的塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率:δ试样拉断后,其标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
伸长率=(原始标距长度－拉断后的标距长度）÷拉断后的标距长度×100%伸长率的数值与试样尺寸有关，因而试验时应对所选定的试样尺寸作出规定,以便进行比较。
同一种材料的δ5 比δ10要大一些.断面收缩率:试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率,以ψ表示。
收缩率=（原始横截面积－断口处横截面积)÷原始横截面积×100％伸长率和断面收缩率的数值愈大,表示材料的塑性愈好.3，硬度金属材料表面抵抗局部变形（特别是塑性变形、压痕、划痕)的能力称为硬度.金属材料的硬度是在硬度计上测出的。
常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。
1，布氏硬度（HB)是以直径为D的淬火钢球HBS或硬质合金球HBW为压头,在载荷的静压力下,将压头压入被测材料的表面，停留若干秒后卸去载荷，然后采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d，并依据d的数值从专门的表格中查出相应的HB值.布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。
金属材料的性能
1.金属材料的性能金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。
使用性能是指金属材料在使用过程中反映出来的特性,它决定金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命。
使用性能又分为机械性能、物理性能和化学性能。
工艺性能是指金属材料在制造加工过程中反映出来的各种特性,是决定它是否易于加工或如何进行加工的重要因素。
在选用金属材料和制造机械零件时,主要考虑机械性能和工艺性能。
在某些特定条件下工作的零件,还要考虑物理性能和化学性能。
1.1金属材料的机械性能各种机械零件或者工具,在使用时都将承受不同的外力,如拉力、压力、弯曲、扭转、冲击或摩擦等等的作用。
为了保证零件能长期正常的使用,金属材料必须具备抵抗外力而不破坏或变形的性能,这种性能称为机械性能。
即金属材料在外力作用下所反映出来的力学性能。
金属材料的机械性能是零件设计计算、选择材料、工艺评定以及材料检验的主要依据。
不同的金属材料表现出来的机械性能是不一样的。
衡量金属材料机械性能的主要指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
1.1.1 强度金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的方式不同,可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗扭强度等。
一般所说的强度是指抗拉强度。
它是用金属拉伸试验方法测出来的。
1.1.2 刚性与弹性金属材料在外力作用下,抵抗弹性变形的能力称为刚性。
刚性的大小可用材料的弹性模量(E)表示。
弹性模量是金属材料在弹性变形范围内的规定非比例伸长应力(ζρ)与规定非比例伸长率(ερ)的比值。
所以材料的弹性模量(E)愈大,刚性愈大,材料愈不易发生弹性变形。
但必须注意的是:材料的刚性与零件的刚度是不同的,零件的刚度除与材料的弹性模量有关外,还与零件的断面形状和尺寸有关。
例如,同一种材料的两个零件,弹性模量E 虽然相同,但断面尺寸大的零件不易发生弹性变形,而断面尺寸小的零件则易发生弹性变形。
零件在使用过程中,一般处于弹性变形状态。
对于要求弹性变形小的零件,如泵类主轴、往复机的曲轴等,应选用刚性较大的金属材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
伸长率是指试样拉断前 后的相对伸长值。
断面收缩率是指试样拉 断后断面处横截面积的 相对收缩值。
说明：
、 越大，材料塑性越好，是材料用
于轧制、锻造、冲压、焊接的必要条
件；而且在使用时万一超载，由于塑
拉
性变形，可避免突然断裂。
伸
用断面缩率表示塑性比伸长率更接近
试
真实变形。
样 的
> 时，无缩颈，为脆性材料表征
标，可绘出标准式样的应力——应变曲线。
纵坐标：应力 = P/F0 横坐标：应变 = (l-l0)/l0
屈服塑 性变形
弹塑性变形
缩颈变形
应 力 σ
断裂
弹
性
变 形
应变ε
屈服极限S 屈服阶段 弹性极限P 弹性阶段
强度极限B
s e
b
强化阶段
缩颈阶段
k
3、强度 材料抵抗由外力载荷所引起的塑性变形或断裂的能力。 工程中常用屈服和抗拉强度作为强度的判别依据。
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
一、教学重点：金属材料的力学性能（包括：表达方式、测定方法、单 位量纲、物理意义等）。
二、教学难点：拉伸曲线（б-ε曲线）特点；硬度的实验过程。
第一节 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固有性能。
缩
< 时，有缩颈，为塑性材料表征
颈
现
象
这两个指标反映的物理意义是一样的（塑性）。常 用的是伸长率，但有时也用断面收缩率。
加而试样继续发生较大的塑性变形而伸长，这种现象称为“屈服”。S点 称为屈服点。
3）随着载荷增加，弹塑性变形增大，直到载荷达到Fb ---强化阶段。 4）当载荷超过Fb之后，试样某部分开始变细，出现“缩颈”现象，由于截
面减小，使继续变形所需载荷下降。当载荷变为Fk时, 试样在缩颈处断裂。
为使曲线能够直接反映出材料的力学性能，分别以σ和ε为纵坐标和横坐
第一篇 金属材料导论
机械工程领域中，广泛应用着各种材料, 按属性可分类：
以金属元素 为主要成分、 原子通过金 属键结合而 成的一类固 体材料。
金属材料 非金属材料 复合材料
机械制造最主要的材料： 广泛应用于机床、矿山、 冶金、动力、交通等机械中
塑料、陶瓷、橡胶等
具有金属材料所没有的性 能，如绝缘性、耐磨性、 廉价性等
金属工艺学
（上册）
绪
一、什么是金属工艺学
论
从材料—加工—零件—装配—机器 的整个过程
是一门研究制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课
二、金属工艺学主要研究内容
• 各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和 相互联系；
• 金属零件的加工工艺过程和结构工艺性； • 常用金属材料性能对加工工艺的影响等。
4、塑性 金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。 用伸长率 和断面收缩率表示。
1）伸长率δ
δ
l1 l0 l0
100%
式中：l0—试样原标距的长度（mm）
l1—试样拉断后的标距长度（mm）
2) 断面收缩率
= （A0-A1）/A0 ×100%
式中：A0—试样的原始截面积（mm2） A1—试样断面处的最小截面积（mm2）
应力，作为该材料的屈服点，称为条件屈服极限，用 0.2表示。脆性材料没有明
显的转变点。
F
试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长
F0.2
率达到试样标距长度的0.2%时的应力，用
符号σ0.2表示。
条件屈服极限：
F0.2
σ0.2=
A0
0 0.2%L0
ΔL
2）抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大应力值
抗拉强度 b可按下式计
1）弹性变形： 在开始(Oe)阶段,载荷F与伸长量△L 为线性关系。载荷去除后，试样恢复 到原长。此阶段变形——弹性变形。
2）塑性变形： 载荷超过Fe之后，试样在弹性变形的 基础上又产生塑性变形（不可恢 复），此时载荷去除后，试样不能恢 复到原始长度，形成永久塑性变形。
低碳钢拉伸曲线
当载荷超过Fs之后,拉伸图上出现较平坦阶段，表明载荷未（少）增
将两种或两种以上的材料组合 在一起，既保原单种材料的性 能又具备单种材料不具的性能。 如双金属复合材料、金属塑料 涂覆材料等）
材料类别不同，则性能不同、用途不同、成型的技术也不同
第一章 金属材料的主要性能
材料使用性能
两 方 面
材料工艺性能
力学性能（强度，塑性，韧性等） 物理性能（导热、电，熔点，密度等） 化学性能（耐酸、碱，氧化，腐蚀等） 生物性能（相容性、自恢复性等）
σb= Fb/A0 (MPa ) 式中：Fb—试样承受的最大载荷(N)
A0—试样原始横截面积(mm2）
屈服强度σs 和抗拉强度σb在设计机械和选择、评定金属材料时有重要意义。 由于机器零件在工作时，不允许产生塑性变形，因此机械零件多以σs作为强度设 计的依据。 对于脆性材料，因断裂前基本不发生塑性变形，因此在强度计算时以σb为依据。
• 应力 在外力作用下材料单位面积上承 受的载荷
五万吨水压机
一、强度与塑性
1、拉伸试验
金属材料的强度与塑性是通过拉伸试验测定出来的。
拉伸试验是在拉伸试验机上进行的
标准试样（参见国标GB6397-86)
拉
伸
试
验
机
d0为标准直径，L0为标准标距 在材料试验机上，进行应力应变的测试实验
2、拉伸试验的几个过程
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。 力学性能指标是选择、使用金属材料的重要依据。
• 变形
材料在使用过程中，在外力的作用下将 发生形状和尺寸的变化 弹性变形：外力去除后能够恢复的变形 塑性变形：不能恢复的变形
举例：弹簧、弯钢丝
• 应变 在外力作用下引起的材料的原始 尺寸或形状在单位长度上的变化
三、参考文献
1. 鞠鲁粤主编. 工程材料与成形技术基础，高等教育出版社, 2004.6 2. 吕广庶, 张远明主编. 工程材料及成形技术基础, 高等教育出版社, 2001.
9 3. 严绍华主编. 材料成形技术基础, 清华大学出版社, 2001.8 4. 施江澜主编. 材料成形技术基础, 机械工程出版社, 2001.8
1）屈服强度s：在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力， 用符号σs表示。
屈服点应力σs可按下式计算 σs = Fs / A0 (MPa)
式中：Fs—试样屈服时的载荷（N A0—试样原始横截面积（ mm2)
应用：σs常作为零件选材和设计的依据。
对于有些没有很明显屈服现象的金属材料，规定以