机械制造基础第一章 金属材料的力学性能习题解答

致读者：

为了方便教师教学，我们编写了由孙学强教授主编的《机械制造基础》（第3版）教材一书的习题解答，但由于水平有限，难免有不妥之处。我们诚恳地希望能与广大教师和工程技术人员共同探讨，寻求较为准确、合理的答案，以利于对提高教学质量有一个基本的保障。(本书的习题解答只供教师参考) 参与习题解答编写的教师及联系信息如下：

孙学强2549597745@

段维华dwh04026@163,com

李云霞535689547@

编者

第一章金属材料的力学性能

习题解答

1-1 什么是金属的力学性能? 根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标?

答：金属在各种不同载荷作用下表现出来的特性就叫力学性能。根据载荷形式的不同，力学性能主要包括强度、硬度、塑性和冲击韧度等。

1-2 什么是强度? 什么是塑性? 衡量这两种性能的指标有哪些? 各用什么符号表示?

答：金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力就是强度；衡量强度的主要指标有弹性极限σe、抗拉强度σb和屈服强度σs(σ0.2)等。

金属发生塑性变形但不破坏的能力称为塑性；衡量塑性的主要指标有断面收缩率ψ和伸长率δ。

1-3 低碳钢做成的d0 = 10mm 的圆形短试样经拉伸试验，得到

如下数据：F s = 21100N ， F b = 34500N ， l 1 = 65mm ， d 1 = 6mm 。试求低碳钢的σs 、σb 、δ5、ψ。 答：原始试样截面积为)(5.781044A 22200mm d =⨯==

ππ，试验后截面积为)(26.28644A 22211mm d =⨯==π

π

；原始试样长度为

)(501055l 00mm d =⨯==，故

)(8.2685

.78211000s MPa A F s ===σ )(5.4395

.78345000b MPa A F b ===σ %30%10050

5065%1000015=-=⨯-=l l l δ %64%1005

.7826.285.78%100A A A 010=⨯-=⨯-=ψ 1-4 什么是硬度? HBW 、HRA 、HRB 、HRC 各代表什么方法测出的硬度?

答：硬度是衡量金属材料软硬程度的指标，是指金属抵抗局部弹性变形、塑性变形、压痕或划痕的能力。

HBW 代表用布氏硬度测定方法测出的硬度，HRA 、HRB 、HRC 各代表用洛氏硬度的A 、B 、C 三种不同的标尺测定出的硬度。

1-5 下列硬度要求和写法是否正确?

HBW150 HRC40N HR00 HRB10 478HV HRA79 474HBW

答：HBW150不正确；HRC40N 不正确；HR00不正确； HRB10

不正确；478HV正确；HRA79不正确；474HBW正确。

1-6 什么是冲击韧度? A K和αKV各代表什么?

答：金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧度。

A K代表冲击吸收功；αKV代表使用V形缺口试件测出的冲击韧度值。

1-7 什么是疲劳现象? 什么是疲劳强度?

答：1、疲劳现象是指零件在交变载荷作用下（交变应力通常都低于材料的屈服强度），经长时间工作发生破坏的现象。

材料在无数次交变载荷作用下而不破坏的最大应力值称为疲劳强度。

1-8 用标准试样测得的金属材料的力学性能能否直接代表材料制成零件的力学性能? 为什么?

答：用标准试样测得的金属材料的力学性能不能直接代表零件的力学性能。因为金属材料力学的力学性能是在特定条件下测定出的指标，零件的实际工作条件与这些条件不一定是一致的，如热处理、温度、尺寸大小等，从而导致零件力学性能改变。