(5-1) 金属材料的力学性能

4. 压力加工与锻压性能
所谓压力加工性能， 所谓压力加工性能，是指能否用压力加 工方法将金属加工成优良工件的性能。 工方法将金属加工成优良工件的性能。 金属压力加工性能的好坏， 金属压力加工性能的好坏，主要取决于 金属本身塑性的好坏和变形抗力的大小. 金属本身塑性的好坏和变形抗力的大小 金属的压力加工方法很多，有自由锻、 金属的压力加工方法很多，有自由锻、 模锻、轧制、拉制、挤压、冲压等。 模锻、轧制、拉制、挤压、冲压等。
2.填空下列机械性能指标的符号： 填空下列机械性能指标的符号： 填空下列机械性能指标的符号 屈服点___、伸长率 断面收缩率_____、 屈服点 、 、断面收缩率 、 抗拉强度______、 疲劳强度 抗拉强度 、 疲劳强度______、 、 布氏硬度_________、洛氏硬度 布氏硬度 、洛氏硬度_______。 。
(三) 硬度 三
材料抵抗另一硬物压入其内的能力叫硬 即受压时抵抗局部塑性变形的能力。 度，即受压时抵抗局部塑性变形的能力。 1．布氏硬度 ．
布氏硬度主要适用于 各种退火或调质处理 的钢、铸铁、 的钢、铸铁、有色金 属等. 属等.
布氏硬度测试原理图
2．洛氏硬度 ．
洛氏硬度常用的表示方式有HRA、HRB、HRC三种 、 洛氏硬度常用的表示方式有 、 三种 洛氏硬度试验压痕小、直接读数、操作方便， 洛氏硬度试验压痕小、直接读数、操作方便，可测低硬 高硬度材料，应用最广泛。 度、高硬度材料，应用最广泛。用于测量各种钢铁原材 有色金属、经淬火后工件、 料、有色金属、经淬火后工件、表面热处理工件及硬质 合金等。 合金等。
(四) 冲击韧性 四
冲击试样
冲击韧度αk（J/m2）
用冲击吸收功A 用冲击吸收功 k除以试样缺口处截面 积S0，即得到材料的冲击韧度αk （J/m2），
(五) 疲劳强度 五
当应力低于一定值时， 当应力低于一定值时，试样可以 经受无限周期循环而不破坏， 经受无限周期循环而不破坏，此 疲劳极限（ 应力值称为材料的疲劳极限 应力值称为材料的疲劳极限（ 亦叫疲劳强度），用σ−1表示 疲劳强度）， 表示。 亦叫疲劳强度），用σ− 表示。
一、金属材料的机械性能
材料的机械性能也分为强度、塑性、 材料的机械性能也分为强度、塑性、硬 冲击韧性和疲劳强度等。 度，冲击韧性和疲劳强度等。 (一 (一) 强度 金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称 为强度。 为强度。 可分为抗拉强度（ ），抗压强度 可分为抗拉强度（σ b），抗压强度 σ ）、抗弯强度 抗弯强度（ ）、抗剪强度 （ bc）、抗弯强度（σ bb）、抗剪强度 和抗扭强度（ （τ b ）和抗扭强度（τ t ）等
(二)金属材料的化学性能 二 金属材料的化学性能
1、耐腐蚀性 、 耐腐蚀性是指材料抵抗介质侵蚀的能力 。 2、高温抗氧化性 、 材料在迅速氧化后， 材料在迅速氧化后，能在表面形成一层连 续而致密并与母体结合牢靠的膜， 续而致密并与母体结合牢靠的膜，从而阻 止进一步氧化的特性。 止进一步氧化的特性。
圆形拉伸试样
低碳钢的应力—应变曲线 低碳钢的应力 应变曲线
oe--弹性变形阶段 弹性变形阶段 es--屈服阶段 屈服阶段 sd--明显塑性变形阶 明显塑性变形阶 段 db--强化阶段 强化阶段 bk--缩颈阶段 缩颈阶段 K--试样发生断裂 试样发生断裂
金属材料的强度指标 : 弹性极限值 屈服极限（屈服强度） 屈服极限（屈服强度） 条件屈服极限 强度极限（抗拉强度） 强度极限（抗拉强度）
3. 切削加工性能
所谓金属的切削加工性能， 所谓金属的切削加工性能，是指用刀 具进行金属零件加工的难易与经济程 度。 金属的切削性能包括几个方面： 金属的切削性能包括几个方面：允许 的切削速度， 的切削速度，经切削后能达到的表面 粗糙度， 粗糙度，切削时的动力消耗及对刀具 的磨损程度等。 的磨损程度等。
(六) 表面强度
机械零件受载荷时，如果应力是在较浅的表层产生， 机械零件受载荷时，如果应力是在较浅的表层产生， 则在这种应力状态下的零件强度称为表面强度 表面强度。 则在这种应力状态下的零件强度称为表面强度。 1、挤压强度 、 面接触而无相对运动的零件， 面接触而无相对运动的零件，承载时因相互挤压作 用而产生的压应力，为挤压应力。 用而产生的压应力，为挤压应力。 抵抗压馈或塑性变形 2、接触强度 、 高副，点接触或线接触，表层局部应力大， 高副，点接触或线接触，表层局部应力大，为接 触应力。 触应力。 零件表层金属从本体剥落， 零件表层金属从本体剥落，形成小坑
(二) 塑性 二
断裂前金属材料产生永久变形的能力称为 用延伸率和断面收缩率来表示。 塑性 ，用延伸率和断面收缩率来表示。 延伸率：试样拉断后， 延伸率：试样拉断后，标距的伸长与原始 标距的百分比称为延伸率 断面收缩率：试样拉断后，缩颈处截面积 断面收缩率：试样拉断后， 的最大缩减量与原横断面积的百分比称为 断面收缩率
5. 金属的热处理性能
金属的热处理性能是指金属能否通过 热处理工艺来改善或提高金属的力学 性能。 性能。 有色金属一般不易进行热处理。 有色金属一般不易进行热处理。中碳 高碳钢及中碳合金钢、 钢、高碳钢及中碳合金钢、高碳合金 钢具有较好的热处理工艺性。 钢具有较好的热处理工艺性。
作业:
1.金属材料的机械性能包括 金属材料的机械性能包括_____、 金属材料的机械性能包括 、 _______、________和________。 、 和 。 __、 、
二、金属的物理、化学性 金属的物理、 能及工艺性能
(一)金属材料的物理性能 一 金属材料的物理性能
1、相对密度：密度 是指单位体积材料的质量 。 、 密度ρ是指单位体积材料的质量 2、熔点 ：是指材料的熔化温度。 、 是指材料的熔化温度。 3、导热性：热量会通过固体发生传递，材料的导热性用 、 热量会通过固体发生传递， 导热系数λ来表示 其单位为W/（m·K）。 来表示， 导热系数 来表示，其单位为 （ ）。 4、热膨胀性：材料的热膨胀性通常用线膨胀系数 来表 材料的热膨胀性通常用线膨胀系数αL来表 、 它表示每变化1℃时引起的材料相对膨胀量的大小。 示。它表示每变化 ℃时引起的材料相对膨胀量的大小。 5、磁性：材料在磁场中的性能叫做磁性。 、 材料在磁场中的性能叫做磁性。 6、导电性：一般用电阻率来表示材料的导电性能，电阻 、 一般用电阻率来表示材料的导电性能， 率越低，材料的导电性越好。 率越低，材料的导电性越好。§ 金属材 Nhomakorabea的力学性能
主要分为使用性能和工艺性能两方面。 主要分为使用性能和工艺性能两方面。 所谓使用性能 使用性能， 所谓使用性能，是指材料在使用时所表 现出来的性质和适应能力，如物理、 现出来的性质和适应能力，如物理、化 学和机械性能 或力学性能） 机械性能（ 学和机械性能（或力学性能）等。 所谓工艺性能 工艺性能， 所谓工艺性能，是指金属在加工时所表 现出来的适应能力和难易程度。 现出来的适应能力和难易程度。按加工 方法可分为铸造性能、压力加工性能、 方法可分为铸造性能、压力加工性能、 焊接性能、 焊接性能、切削加工性能和热处理性能 等。
(三) 金属材料的工艺性能 三
1、铸造性能 、
铸造是将熔化的金属或合金， 铸造是将熔化的金属或合金，注入铸型 型腔内以获得相应铸件的工艺方法。 型腔内以获得相应铸件的工艺方法。 金属的铸造性能， 金属的铸造性能，是指能否将金属材料 用铸造方法制成优良铸件的性能。 用铸造方法制成优良铸件的性能。它取 决于金属的流动性、收缩性和偏析等。 决于金属的流动性、收缩性和偏析等。 铸铁、 有色金属是常用的铸造材料， 铸铁、钢、有色金属是常用的铸造材料， 其中灰铸铁和青铜铸造性能较好。 其中灰铸铁和青铜铸造性能较好。
疲劳曲线
疲劳极限
金属的疲劳极限受到很多因素的影响， 金属的疲劳极限受到很多因素的影响， 主要有工作条件、表面状态、材质、 主要有工作条件、表面状态、材质、 残余内应力等。改善零件的结构形状、 残余内应力等。改善零件的结构形状、 降低零件表面粗糙度以及采取各种表 面强化的方法， 面强化的方法，都能提高零件的疲劳 极限。 极限。
2. 焊接性能
焊接是将两部分金属， 焊接是将两部分金属，通过加热或加压 借助原子间的结合力， 借助原子间的结合力，使它们牢固地连 接成整体的工艺方法。可分为熔化焊、 接成整体的工艺方法。可分为熔化焊、 压力焊、 压力焊、钎焊三种 . 所谓焊接性能， 所谓焊接性能，是指能否将金属用一定 的焊接方法，焊成优良接头的性能。 的焊接方法，焊成优良接头的性能。它 可以通过焊接试验来评定， 可以通过焊接试验来评定，其主要标准 是产生裂缝的可能性和裂纹的多少， 是产生裂缝的可能性和裂纹的多少，以 及有无气孔产生。 及有无气孔产生。