塑性 材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的性能
材料的常用力学性能有哪些
材料的常用力学性能有哪些材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。
1强度强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。
强度用应力表示，其符号是σ，单位为MPa，常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度，通过拉伸试验测定。
2塑性塑性是指材料在断裂前产生永久变形而不被破坏的能力。
材料塑性好坏的力学性能指标主要有伸长率和收缩率，值越大，材料的塑性就越好，通过拉伸试验可测定。
3硬度硬度是指金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。
材料的硬度越高，其耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度（HBS）和洛氏硬度（HRC）。
1）布氏硬度表示方法：布氏硬度用HBS（W）表示，S表示钢球压头，W表示硬质合金球压头。
规定布氏硬度表示为：在符号HBS或HBW前写出硬度值，符号后面依次用相应数字注明压头直径（mm）、试验力（N）和保持时间（s）。
如120 HBS 10/1000/30。
适用范围：HBS适用于测量硬度值小于450的材料，主要用来测定灰铸铁、有色金属和经退火、正火及调质处理的钢材。
根据经验，布氏硬度与抗拉强度之间有一定的近似关系：对于低碳钢，有σ=0.36HBS；对于高碳钢：有σ=0.34HBS。
2）洛氏硬度表示方法：常用HRA、HRB、HRC三种，其中HRC最为常用。
洛氏硬度的表示方法为：在符号前面写出硬度值。
如62HRC。
适用范围：HRC在20-70范围内有效，常用来测定淬火钢和工具钢、模具钢等材料，1HRC相当于10HBS。
4冲击韧性冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力，材料的韧性越好，在受冲击时越不容易断裂。
5疲劳强度疲劳强度是指材料经过无数次应力循环仍不断裂的最大应力。
6弹性在物理学和机械学上，弹性理论是描述一个物体在外力的作用下如何运动或发生形变。
在物理学上，弹性是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。
工程材料与技术成型基础课后习题答案
工程材料与技术成型基础课后习题答案第一章1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的?答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度;塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率.1-21-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材：HB硬质合金刀片：HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层：HV调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品：HB1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS800HV>45HRC>240HBS>90HRB1-7材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度。
包括铸造性，锻造性，切削加工性，热处理性。
第二章2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74;γ-Fe冷却到912°C后转变为α-Fe后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，致密度为0.68，尽管γ-Fe的晶格常数大于α-Fe的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成α-Fe体积增大的部分，故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。
2-3.答：（1）过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。
（2）冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小（3）过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。
过冷度增大，结晶驱动力越大，形核率和长大速度都大，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
2-4：答：（1）在一般情况下，晶粒越小，其强度塑性韧性也越高。
（2）因为晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷，在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。
（3）在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种：①提高结晶时的冷却速度增加过冷度②进行变质处理处理：在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂，从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。
材料有哪些机械性能？
材料有哪些机械性能？
材料包括的种类：金属材料和非金属材料，普创认为不论是哪种材料在外力的作用下，所表现的抵抗变形或破坏的能力，称做材料的机械性能。
性能包括：强度、塑性、弹性、脆性、韧性、断裂韧性、硬度等。
强度：材料在外力（静负荷）的作用下，抵抗其变形或破坏的能力称做强度。
抵抗万能试验机外力的能力越大，强度越高，强度的单位Pa或Mpa（N/mm2或MN/m2）。
按材料受力作用不同，强度分为抗拉强度、抗压强度和抗弯强度。
塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不被破坏的能力称做塑性。
材料在受外力作用时，产生的塑性变形程度越大，则塑性越好。
弹性：材料在外力作用下，产生变形，当外力取消后，仍能恢复原状称为弹性。
脆性：材料在外力作用下，没有明显的永久变形抗断裂称做脆性。
冲击韧性：材料抵抗冲击力的作用而不被破坏的一种能力称做冲击韧性。
断裂韧性：材料内部存在着由于各种原因所产生的微小裂纹在外力作用下，材料抵抗该裂纹扩展的能力，称做断裂韧性。
硬度：材料抵抗比它更硬的物体在压入时而不被破坏的能力，或者说材料抵抗塑性变形、弹性变形的能力称做硬度。
中南大学制造工程训练答案
工程材料实习报告一、填空1 ．热处理工艺过程通常由加热、保温、冷却三个阶段组成。
热处理的目的是改变金属内部的组织结构，改善力学性能。
2. 退火处理有如下作用：消除中碳钢铸件缺陷；改善高碳钢切削加工性能；去除大型铸件、锻件应力。
3. 常用的表面热处理方法有表面淬火与化学热处理等几种，表面热处理的目的是改善零件的表面性能，表面处理后零件的心部性能一般影响不大。
4. 工具（刀具、量具和模具）需要高硬度和高耐磨性，淬火之后，应在150-250℃温度范围内进行低温回火；弹簧和弹性零件需要高强度、高弹性和一定的韧性，淬火之后应在300-500℃温度范围进行中温回火；齿轮和轴类等零件需要获得良好的综合力学性能，淬火之后，应在500-650℃温度范围内进行高温回火。
5 ．钢与铸铁的基本区别之一是含碳量不同，钢的含碳量在2.11%以下，铸铁的含碳量在2.11% 以上。
而钢的含碳量在0.25%以下时称为低碳钢，含碳量为0.25-0.60%为中碳钢，含碳量在大于0.6%时为高碳钢。
6 ．调质是淬火与高温回火相结合的热处理工艺。
二、名词解释退火：金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却的过程；正火：将工件加热至Ac3或Acm 以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺；淬火：钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms 以下（或Ms 附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺；强度：表征金属材料抵抗断裂和变形的能力；塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力；冲击韧度：反应材料在冲击载荷的作用下抵抗断裂破坏的能力。
三、将下列各种牌号的材料，填入合适的类别，并举例说明可以制造何种零件Q235 45 QT600-2 HT200 KTB350-06 60Si2MnW18Cr4V 35CrMo T10 T12A 1Cr18Ni9 9SiCrQ２３５碳素结构钢，可以制造螺栓键轴W18Cr4V 高速钢，可以制造切削刀具模具４５碳素结构钢，可以制造轴齿轮1Cr18Ni9不锈钢，可以制造医疗工具量具T10碳素工具钢，可以制造锯条冲头HT200灰口铸铁，可以制造底座泵体阀体T12A 高级优质碳素工具钢，可以制造量规KTB350-06可锻铸铁, 可以制造扳手犁刀35CrMo 合金调质钢，可以制造齿轮主轴QT600-2 球墨铸铁，可以制造连杆曲轴60Si2Mn 合金弹簧钢，可以制造减震弹簧9SiCr 合金工具钢，可以制造丝锥四、问答：1 ．碳钢的力学性能与含碳量有何关系？低碳钢、中碳钢、高碳钢的力学性能有何特点？答：碳含量对碳钢力学性能的影响：随着碳含量的增加，钢的硬度始终上升，塑性、韧性始终下降；当碳含量小于0.9%时，随着碳含量的增加强度增加，反之，强度下降。
材料科学基础-1
材料是人类社会经济地制造有用器件的物质。
所谓有用，是指材料满足产品使用需要的特性，即使用性能，它包括力学性能、物理性能和化学性能；制造是指将原材料变成产品的全过程，材料对其所涉及的加工工艺的适应能力即为工艺性能，它包括铸造性能、塑性加工性能、切削加工性能、焊接性能和热处理性能等。
全面地理解材料性能及其变化规律，是设计、选材用材、制订加工工艺及质量检验的重要依据。
一、力学性能1. 强度 —— 材料抵抗变形、断裂的能力，单位 MN/m2（MPa ）。
拉伸试验比例极限σp: 弹性变形阶段，应力和应变关系符合虎克定律的极限力。
弹性极限σe: 完全卸载后不出现任何明显微量塑性变形的极限应力值。
屈服强度σs: 材料开始明显塑性变形的抗力,是设计和选材的主要依据。
•条件（名义）屈服强度σ0.2：中、高碳钢等无明显屈服现象。
抗拉强度σb （强度）: 铸铁、陶瓷、复合材料等脆性材料σb=σs。
•比强度σb /ρ ：玻璃钢ρ= 2.0, σb = 1060 MN/m2，比强度为铝的三倍。
•屈强比：材料屈服强度与抗拉强度之比，表征了材料强度潜力的发挥，利用程度和该种材料零件工作时的安全程度许用应力[σ]：[]n sσσ= n: 安全系数………………全面理解☆注意σ0.2、比强度、屈强比等概念2. 刚度EE ＝比例变形阶段的σ/ε金属材料的刚度对结构不敏感刚度（或刚性）是材料对弹性变形的抵抗能力指标。
如果说强度保证了材料不发生过量塑性变形甚至断裂的话，刚度则保证了材料不发生过量弹性变形，从这个角度来看，刚度和强度具有相同的技术意义而同等的重要，因而机械设计时既包括强度设计又包括刚度设计。
刚度的对立面是挠度，即外力作用下工件产生的弹性变形量。
3. 弹性：用来描述在外力作用下材料发生弹性行为的综合性能指标。
比例极限σp 、弹性极限σe 和弹性模量E 等在一定的程度上均可用来说明材料的弹性性能a ）最大弹性变形量εe 是材料在外力作用下所能发生的最大可恢复变形量，即弹性变形能力。
塑性材料特点
塑性材料特点
塑性材料是一类在外力作用下可以发生可逆变形的材料，具有一些独特的特点。
首先，塑性材料具有良好的可塑性和可加工性。
这意味着塑性材料可以通过加热或施加外力而改变其形状，从而满足不同形状和尺寸的需求。
这种特点使得塑性材料在工业生产中得到了广泛的应用，例如塑料制品、橡胶制品等。
其次，塑性材料具有较好的耐腐蚀性和耐磨损性。
相比于金属材料，塑性材料
在潮湿、酸碱等恶劣环境下能够更好地保持其性能，不易受到腐蚀和磨损。
这使得塑性材料在化工、航空航天等领域中得到了广泛的应用，例如化工管道、飞机零部件等。
此外，塑性材料还具有较低的密度和良好的绝缘性能。
由于其较低的密度，塑
性材料在一定程度上能够减轻结构的重量，提高了产品的使用效率。
同时，塑性材料的良好绝缘性能也使其在电子电器领域得到了广泛的应用，例如电线电缆、电子元件等。
最后，塑性材料还具有较好的吸音和隔热性能。
这使得塑性材料在建筑、汽车
等领域中得到了广泛的应用，例如隔音板、隔热材料等。
综上所述，塑性材料具有良好的可塑性和可加工性、耐腐蚀性和耐磨损性、较
低的密度和良好的绝缘性能、以及良好的吸音和隔热性能等特点。
这些特点使得塑性材料在各个领域都有着重要的应用，成为现代工业发展中不可或缺的材料之一。
12塑性与屈服准则
一 塑性指标
事实上，这两个指标只能表示在单向拉伸条件下的塑性变形的能力。 这两个指标越高，说明材料的塑性越好。试样拉伸时，在缩颈开始 前，材料承受单向拉应力，缩颈出现以后，缩颈处处于三向拉应力 状态。上述两个指标反映的是材料在单向拉应力状态下的均匀变形 阶段和三向拉应力状态下的缩颈阶段的塑性总和。由于伸长率的大 小与试样原始标距长度有关，而断面缩减率的大小与试样原始标距 无关，因此，在塑性材料中，用Ψ(%)作为塑性指标更为合理。 2 压缩试验 将圆柱体试样在压力机或落锤上进行镦粗，试样 的高度一般是直径D0的1.5倍，用试样侧表面出现的第一条裂 纹时的压缩程度ε c作为塑性指标，即 H k H 0 100% 。
c
H0
式中Hk为试样侧表面出现第一条裂纹时的高度。 3 扭转试验 在专门的扭转试验机上进行，材料的塑性指标用 试样破断前的扭转角或扭转圈数表示。
一 塑性指标
如果以不同变形速度、不同温度时得到的各种塑性指标（δ 、ψ 、ε 、 ak、ζb 等）为纵坐标、以温度为横坐标绘制成曲线图，称为塑性图。图 1所示为碳钢的塑性图。一张完整的塑性图，应给出压缩时的变形程度ε、 拉伸时的强度极限ζb、延伸率δ、断面缩减率ψ、扭转时扭转角或转数， 以及冲击韧性ak等力学性能指标与温度的关系， 它是拟定金属塑性加工 工艺规范，如选择变形温度、变形速度、变形程度等的重要依据。使用 塑性图时，应注意图中塑性指标对应的变形条件，使实验条件尽量与塑 性加工时的变形条件相近。 金属在发生塑性变形时，产生 抵抗变形的能力，称为变形抗力， 一般用接触面上平均单位面积变 形力表示。如压缩时，变形抗力 为作用于工具表面的单位面积压 力，亦称单位流动压力，通常用P表示。
第十二章
塑性与屈服 准则
《金属工艺学》课后习题
第一章金属学基础知识1．什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金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度。
常用的强度指标有弹性极限σe、屈服点σs、抗拉强度σb。
塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。
常用的塑性指标有断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。
2．什么是硬度HBS、HBW、HRA、HRB、HRC各代表用什么方法测出的硬度各种硬度测试方法的特点有何不同硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。
HBS：用淬火钢球作压头时的布氏硬度。
不能测试太硬的材料，一般在450HBS以上的就不能使用。
通常用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料的硬度。
HBW：用硬质合金球作压头的布氏硬度。
用于测试硬度在650HBW以下的材料。
HRA：洛氏硬度，表示试验载荷（60KG），使用顶角为120度的金刚石圆锥压头试压。
用于硬度极高的材料，例如硬质合金。
HRB：洛氏硬度，表示试验载荷（100KG），使用直径的淬火钢球试压。
用于硬度较低的材料，例如退火钢、铸铁等。
HRC：洛氏硬度，表示试验载荷（150KG），使用顶角为120度的金刚石圆锥头试压。
用于硬度很高的材料，例如淬火钢等。
3．简述各力学性能指标是在什么载荷作用下测试的。
静载荷作用下测试：强度、塑性、硬度。
动载荷作用下测试：冲击韧度、疲劳强度。
4．试对晶体、晶格、晶胞、单晶体和多晶体作简要解释。
晶体：物质的原子都是按一定几何形状有规则地排列的称为晶体。
晶格：用于描述原子在晶体中排列规律的空间架格称为晶格。
晶胞：能够完整地反映晶格结构特征的最小几何单元，称为晶胞。
单晶体：如果一块晶体内部的晶格位向（即原子排列的方向）完全一致，称这块晶体为单晶体。
多晶体：由许多晶格位向不同的晶粒集合组成的晶体称为多晶体。
5．常见金属晶格类型有哪几种试绘图说明。
①体心立方晶格②面心立方晶格③密排六方晶格6．晶体的各向异性是如何产生的为何实际晶体一般都显示不出各向异性在相同晶格中，由于不同晶面和晶向上的原子排列情况不同，因而原子间距不同，原子间相互作用的强弱不同，从而导致晶体的宏观性能在不同方向上具有不同数值，此现象称为晶体的各向异性。
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塑性材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的性能
硬度材料抵抗局部变形的能力，
强度材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
铁素体：碳溶解在α—Fe中的间隙固溶( F）。
塑性（δ=45% -50%）、韧性好，强度、硬度低。
奥氏体：碳溶解在γ —Fe中的间隙固溶体（A）。
塑性好。
珠光体：奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体（P）。
固溶强化随着溶质原子的增加，所形成的固溶体的强度、硬度升高的现象。
铸造性能通常是指合金的流动性、收缩性、吸气性以及偏析等性能，其中尤以流动性和收缩性重要
缩孔缩松的特点:
缩孔总是集中出现在铸件上部或最后凝固的部位，其外形特征：内表面粗糙，形状不规则，多近于倒圆锥形。
通常缩孔隐藏于铸件的内部，有时经切削加工才能暴露出来。
缩孔形成的主要原因是液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。
宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位，显微缩松则是存在于在晶粒之间的微小孔洞，形成缩松的主要原因也是液态收缩和凝固收缩大于固态收缩所致。
一、判断题
1. 砂型铸造是铸造生产中唯一的铸造方法。
（）
2. 砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。
（）
3. 铸件的重要受力面、主要加工面，浇注时应朝上。
（）
4. 圆角是铸件结构的基本特征。
（）
5. 机器造型生产率高，铸件尺寸精度较高，因此应用广泛。
（）
1. 铸件的重要加工面，应尽量放在铸型的
a. 侧面
b. 下面
c. 上面
2. 造型方法按其手段的不同，可分为
a.分模造型和挖砂造型
b.整模造型和刮板造型
c.手工造型和机器造型
3. 机器造型要求操作技术不高，适合于
a. 二箱造型
b. 活块造型
c. 三箱造型
4. 分型面应选择在
a. 受力面的上面
b. 加工面上
c. 铸件的最大截面处
5. 普通车床床身浇注时，导轨面应
a. 朝左侧
b. 朝右侧
c. 朝下
d. 朝上
1. 铸造方法可基本分为________铸造和________铸造两大类。
2. 造型方法可分为________造型和________造型两大类。
3. 拔模斜度是为了便于_________ ，或从芯盒中取出_________ 。
4、铸造工艺中，由于冷却不均匀，薄壁部位的热应力状态是_____，其对应变形趋势是_______________。
细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法。
纤维组织金属发生塑性变形时，其内部的晶粒也将沿着变形方向相应地被拉长或压扁，晶粒将被拉长为纤维状。
这种冷加工纤维组织将使金属性能具有明显的各向异性。
将影响焊接性最大的碳元素作为基础元素，把其他合金元素对焊接性影响折合成碳元素的相当质量分数，再将所有质量分数相加之和作为最终的评价值，称为碳当量。