金屬材料第一單元

金屬材料的性能力學性能物理性能化學性能第一單元金屬材料的性能力學性能力學性能

指金屬在力的作用下所顯示出的與彈性和非彈性反應相關(guān)或涉及應力-應變關(guān)系的性能，如彈性、強度、硬度、塑性、韌性等強度與塑性材料的拉伸曲線1、oe段：直線、彈性變性2、es段：曲線、彈性變形+塑性變形3、ss段：水平線（略有波動）明顯的塑性變形屈服現(xiàn)象，作用的力基本不變，試樣連續(xù)伸長。4、sb曲線：彈性變形+均勻塑性變形。5、b點：出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即試樣局部截面明顯縮小試樣承載能力降低，拉伸力達到最大值，試樣即將斷裂。強度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。強度的指標2、抗拉強度指試樣拉斷前所承受的最大拉應力。其物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力。1、屈服點Rm

=

Fm/S0

當材料的內(nèi)應力R＞Rm時，材料將產(chǎn)生斷裂。Rm常用作脆性材料的選材和設計的依據(jù)。符號：Re材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應力Re=Fs/S0

Fs：試樣屈服時所承受的拉伸力（N）S0

：試樣原始橫截面積（mm）塑性指標塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。評定指標是斷后伸長率和斷面收縮率。1、斷后伸長率A2、斷面收縮率Z指試樣拉斷后標距的伸長量與原標距長度的百分比。指試樣拉斷后縮項處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。A=(Lu-Lo)/Lox100%Lu:拉斷拉伸試樣對接后測出的標距長度

Lo:拉伸試樣的原始標距Z=(So-Su)/Sox100%So:拉伸試樣原橫截面積。

Su:拉伸試樣斷口處的橫截面積硬度引言：1、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標，其物理含義與試驗方法有關(guān)。2、硬度的測試方法布氏硬度洛氏硬度維氏硬度肖氏硬度1、布氏硬度試驗（布氏硬度計）

原理:用一定直徑的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應的試驗力壓入待測材料表面，保持規(guī)定時間并達到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除試驗力，測量材料表面壓痕直徑，以計算硬度的一種壓痕硬度試驗方法。2、布氏硬度值

用球面壓痕單位面積上所承受有平均壓力表示。如：120HBS500HBW4、測量范圍

用于測量灰鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼、非鐵金屬及非金屬材料等.布氏硬度3、優(yōu)缺點（1）測量值較準確，重復性好，可測組織不均勻材料（鑄鐵）（2）可測的硬度值不高（3）不測試成品與薄件（4）測量費時，效率低1、洛氏硬度試驗（洛氏硬度計）

原理:

用金剛石圓錐或淬火鋼球，在試驗力的作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時間后卸除試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量來計算硬度的一種壓痕硬度試驗。

2、洛氏硬度值用測量的殘余壓痕深度表示。可從表盤上直接讀出。如：50HRC

4、測量范圍

用于測量淬火鋼、硬質(zhì)合金等材料.洛氏硬度3、優(yōu)缺點（1）試驗簡單、方便、迅速（2）壓痕小，可測成品，薄件（3）數(shù)據(jù)不夠準確，應測三點取平均值（4）不應測組織不均勻材料，如鑄鐵。1、維氏硬度試驗

原理:用夾角為136°的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗力F（49.03-980.07N）壓入試樣表面，測出壓痕對角線長度d。2、維氏硬度值

用壓痕對角線長度表示。如：640HV。

4、測量范圍

常用于測薄件、鍍層、化學熱處理后的表層等。維氏硬度3、優(yōu)缺點（1）測量準確，應用范圍廣（硬度從極軟到極硬）（2）可測成品與薄件（3）試樣表面要求高，費工。韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。沖擊試樣沖擊試樣的原理及方法：沖擊韌度越大，表示材料的沖擊韌性越好。小能量多次沖擊試驗疲勞強度

疲勞概念：在交變應力作用下，零件所承受的應力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。①疲勞斷裂時無明顯的宏觀朔性變形，斷裂前沒有預兆，而是突然破壞；②引起疲勞斷裂的應力很低，常常低于材料的屈服點；③疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成。疲勞破壞的特征疲勞曲線是指交變應力與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線。疲勞曲線和疲勞極限物理性能密度熔點導熱性導電性熱膨脹性磁性化學性能耐蝕性抗氧化性化學穩(wěn)定性金屬的工藝性能工藝性能是指金屬材料對不同加工工藝方法的應能力。金屬（材料）及合金在鑄造工藝中獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。1、流動性：熔融金屬的流動能力稱為流動性。主要受金屬化學成份和澆注溫度等的影響。2、收縮性：鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為引縮性。3、偏析傾向：金屬凝固后，內(nèi)部化學成分和組織的不均勻現(xiàn)象稱為