1金属材料的性能 材料的性能: 使用性能:材料在使用过程中表现出来的性能。包括 力学性能(械性能):强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性等 物理性能:热学、电学、磁学、光学等 化学性能:耐蚀性、防老化及稳定性等 工艺性能:材料在加工成型过程中适应加工的性能。包括 铸造性能(流动性、收缩性、偏析)、焊接性能(焊接性、 碳当量)、锻造性能(塑性、变形抗力)、切削加工性能 (表面粗糙度、刀具寿命)、热处理性能(淬透性)等
材料的性能： 使用性能：材料在使用过程中表现出来的性能。包括 工艺性能：材料在加工成型过程中适应加工的性能。包括 铸造性能（流动性、收缩性、偏析）、焊接性能（焊接性、 碳当量）、锻造性能（塑性、变形抗力）、切削加工性能 （表面粗糙度、刀具寿命）、热处理性能（淬透性）等。 力学性能（/机械性能）：强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性等 物理性能：热学、电学、磁学、光学等 化学性能：耐蚀性、防老化及稳定性等 1 金属材料的性能
载荷分类: ①静栽:加载速度慢 动载(冲击载荷):加载速度快 ②非交变载荷 交变载荷:载荷的大小和(或)方向随时 间作周期性变化
载荷分类： ① ② 静载：加载速度慢 动载（/冲击载荷）：加载速度快 非交变载荷 交变载荷：载荷的大小和（/或）方向随时 间作周期性变化
11材料在静载荷下的力学性能 12材料在动载荷下的力学性能 13材料的断裂韧性
1.1 材料在静载荷下的力学性能 1.2 材料在动载荷下的力学性能 1.3 材料的断裂韧性
1.1材料在静载荷下的力学性能 1、拉伸试验(强度和塑性) 外力去除后能够恢复的(可逆)变形称为弹性变形。 外力去除后不能恢复的(不可逆)变形称为塑性变形。 强度:金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。根 据外力的性质不同分为:抗拉、抗压、抗弯、抗扭 强度等。 强度的测定:依据GB228-83做拉伸试验。 A加工试样。B作拉伸曲线
1.1材料在静载荷下的力学性能 1、拉伸试验（强度和塑性） 外力去除后能够恢复的（可逆）变形称为弹性变形。 外力去除后不能恢复的（不可逆）变形称为塑性变形。 • 强度：金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。根 据外力的性质不同分为：抗拉、抗压、抗弯、抗扭 强度等。 • 强度的测定：依据GB228-83做拉伸试验。 A.加工试样。 B.作拉伸曲线
应力a=P/F0 应力 应变E=(∠0)/0 应变=2 拉伸试验机 低碳钢的应力应变曲线 (b)〕 拉伸试样 a)拉伸前;b〕控断后
低碳钢的应力-应变曲线 拉伸试样 拉 伸 试 验 机 应力 = P/F0 应变 = (l-l0 )/l0
退火低碳钢拉伸曲线 拉伸试样的颈缩现象一 LH
退火低碳钢拉伸曲线 拉伸试样的颈缩现象
比例极限:材料变形伸长量与外加应力 成正比关系的最大应力,用表示。 弹性极限:材性能承受的不产生塑性变 E=tga=-(MPa) 形的最大应力,用表示。 刚度:材料受力时抵抗弹性变形的能力。 指标为弹性模量E 是装繁度:开始产生屈服时所对的外 料柱外应力不再增加的情况下,塑性变形继续显著增川的规象。 由于大多数金属材料没有明显的屈服点家标准中规 定永久残余塑 的应力为条件服强。用n2表示。 是值(一般为原长度的02%)时 抗拉强度:金属在拉断前所能够承受的最大外 屈强比0。/0b的意义:a、工程安全系数;b、 用率
比例极限：材料变形伸长量与外加应力 成正比关系的最大应力，用σp 表示。 弹性极限：材性能承受的不产生塑性变 形的最大应力，用σe 表示。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。 指标为弹性模量E。 屈服强度：材料开始产生屈服现象时所对应的外加应力，用 σs 表示。 ----屈服是指材 料在外应力不再增加的情况下，塑性变形继续显著增加的现象。 ----由于大多数金属材料没有明显的屈服点，国家标准中规 定，永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时 的应力为条件屈服强度。用σ0.2 表示。 抗拉强度：金属在拉断前所能够承受的最大外应力。用σb 表示。 ----屈强比σs /σb 的意 义：a、工程安全系数; b、材料的利 用率。 E tg （MPa） = =
塑性 塑性:在外力作用下,金属产生永久变形而不破 坏的能力。 延伸率:6=100%*(L-L)/L0 0-试样原始长度;L-试样拉断后的长度 5的大小与试样的尺寸Lod有关,L0/do=5时, 延伸率用5表示;Ldo=10时延伸率用1表示; 断面收缩率:ψ=100%*(F0-F)/F0 F-试样原始截面积;F-试样拉断后断口的截 面积。 (F1 拉俌前 拉伸试样的颈缩现象 断裂后
塑性• 塑性：在外力作用下，金属产生永久变形而不破 坏的能力。 • 延伸率 ： δ = 100% * ( L – L 0 ) / L 0 L 0 -- 试样原始长度; L – 试样拉断后的长度。 δ 的大小与试样的尺寸 L 0 /d0 有关， L 0 / d 0 = 5时， 延伸率用 δ 5 表示 ; L 0 / d 0 =10 时 ,延伸率用 δ10 表示 ; • 断面收缩率 ： ψ = 100% * (F 0 - F ) / F 0 F 0 -- 试样原始截面积; F-- 试样拉断后断口的截 面积。 断裂后 拉伸试样的颈缩现象
2、硬度试验 硬度:金属表面抵抗局部压入变邢划破坏的能力。 1)布氏硬度:用载荷为P的力,将直径为D的淬火钢球或硬质合金球 压入金属表面并保持一段时间,然后去除载荷,测量金属表面圆形凹陷压痕 的直径d计算出压痕表面积A,每单位面积承受的力P/A被称为布氏硬度值, 用符号HBS(当用淬火钢球时适用于布氏硬度值在450以下的材料。)或 HBW(当用硬质合金球时,适用于布氏硬度在650以下的材料。)来表 即:HB=P/A=P/πDh。 P 布氏硬度计 试件 布氏硬度测试示意图
2、硬度试验 硬度：金属表面抵抗局部压入变形或刻划破坏的能力。 （1）布氏硬度：用载荷为P的力，将直径为D的淬火钢球或硬质合金球 压入金属表面并保持一段时间，然后去除载荷，测量金属表面圆形凹陷压痕 的直径d,计算出压痕表面积A，每单位面积承受的力P/A被称为布氏硬度值， 用符号HBS（当用淬火钢球时，适用于布氏硬度值在450以下的材料。）或 HBW （当用硬质合金球时，适用于布氏硬度在650以下的材料。）来表示。 即：HB = P/A= P/πDh。 布 氏 硬 度 计
实验原理压头形状压头材料硬度符号适用范围 每单位压痕球形淬火钢HBS布氏硬度值在450 面积承受的(D/mm) 以下的材料 载荷表示布(10、5、硬质合金HBW布氏硬度值在650 氏硬度值|2.5、2、1钢 以下的材料
实验原理 压头形状 压头材料 硬度符号 适用范围 每单位压痕 面积承受的 载荷表示布 氏硬度值 球 形 （D/mm） （10、5、 2.5、2、1） 淬火钢 HBS 布氏硬度值在450 以下的材料 硬质合金 钢 HBW 布氏硬度值在650 以下的材料