金属机械性能
金属材料的机械性能
金属材料的机械性能金属材料是人类使用最早、最广泛的材料之一，它们的强度、硬度、韧性等机械性能是评价其使用价值的重要指标。
机械性能是指材料在受力下表现出的变形和破坏过程。
下面，我们将从强度、硬度、韧性等方面介绍金属材料的机械性能。
一、强度强度是金属材料的最基本的机械性能之一，指的是材料在外力作用下抗拉、抗压、抗剪等方向上的承载能力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、剪切强度等。
屈服强度是指材料在受拉力作用下，开始发生塑性变形并出现显著的应力松弛时所承受的最大应力值。
抗拉强度是材料在拉伸过程中承受的最大应力值。
抗压强度是指材料在受压力作用下承受的最大压应力值。
剪切强度是指材料受到剪切应力时所承受的最大应力值。
强度的大小与金属材料的组织结构、成分、热处理等因素有关。
一般来说，金属材料的强度与其硬度成正比，而与其韧性成反比。
不同材料的强度有很大的差别，在选择材料时需要根据使用条件和要求进行合理选择。
二、硬度硬度是指材料抵抗表面受压痕的能力，是金属材料的另一个重要机械性能指标。
硬度可用于估计金属材料的抗划伤性、金属材料的耐磨性和其他机械性能。
硬度测试常用的方法有维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度等。
这些方法的基本原理都是利用不同直径和角度的硬度试验锥体或硬度试验球压入试样表面，测出不同深度下硬度的值。
金属材料的硬度与其晶粒大小、成分、组织结构、热处理等因素密切相关。
一般来说，材料的晶粒越小其硬度越大，成分和组织结构的变化也会影响材料的硬度。
三、韧性韧性是指金属材料在受力后发生变形后仍能够吸收能量的能力，它也是材料性能的重要指标之一。
韧性的大小决定了材料在受到冲击或重载作用下的抗破坏能力。
韧性可用塑性变形能或断裂韧性来表征。
塑性变形能是指材料在发生塑性变形过程中所吸收的能量，断裂韧性则是指材料在断裂点吸收的总能量。
金属材料的韧性可以通过控制材料的组织结构和成分来实现。
例如，通过加工和淬火的处理，可以使材料的晶粒细化和增强位错密度，从而提高材料的韧性。
金属机械性能
屈服强度
屈服强度－当金属材料呈现屈服现象时，在 试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应 力点的应力。
受力试样中，应力达到某一特定值后， 开始大规模塑性变形的现象称为屈服。它标 志着材料的力学响应由弹性变形阶段进入塑 性变形阶段。
屈服强度是应用最广的一个性能指标。 因为任何机械零件在工作过程中，都不允许 发生过量的塑性变形，所以，机械设计中， 把屈服强度作为强度设计和选材的依据。
• 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度 （HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV） 等方法。
布氏硬度
1.原理
布氏硬度的测定是用一定压力将淬火钢球或 硬质合金球压头压入试样表面，保持规定时间后 卸除试验力，在试样表面留下压痕。单位压痕表 面积上所承受的压力即定义为布氏硬度值，布氏 硬度一般不标单位。 （ 用HB 表示）。
金属的机械性能
内容
• 应力－应变曲线 • 强度 • 朔性 • 硬度 • 冲击韧性 • 疲劳
机械性能概述
机械性能－金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性 能，或称为力学性能。 金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要 依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、 冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能 也将不同。 常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧 性疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。
塑性材料应力－应变曲线
• a.工程上很多金属材料，如调质钢和一些轻合金 • b.退火低碳钢和某些有色金属 • c.某些塑性较低的金属如铝青铜就是在未出现颈缩前的均
匀变形过程中断裂的 • d.某些低溶质固溶体铝合金及含杂质的铁合金
低碳钢拉伸图
• op：弹性变形 • pe：滞弹性变形 • es：屈服前微朔性变形 • ss‘：屈服变形 • s’b：均匀朔性变形 • bz：局部朔性变形
金属材料的机械性能
金属材料的机械性能§2-1弹性体的变形与内力● 材料的机械性能(或力学性能)—材料在外力作用下表现出来的性能。
如：弹性、强度、韧性、硬度和塑性等。
● 弹性变形—卸载后可完全恢复（消失）的变形。
随外力而增加。
一切金属在外力（不超过一定限度）作用下都能产生一定的弹性变形。
● 塑性（残余）变形—卸载后不能消失的变形。
● 内力—物体因受外力而变形（弹性），其内部各质点（原子）之间因相对位置改变而引起的相互作用力● 内力由外力所引起，随外力引起的弹性变形而增大，达到一定程度就会引起构件破坏，因此分析内力是解决强、刚度问题的基础。
● 材料的机械性能多由拉压试验获得，所以本章首先讨论拉压变形及其内力。
§2-2直杆在轴向拉伸和压缩时的变形和内力● 直杆—轴线（截面形心连线）为直线的杆件。
● 轴向拉压的受力特点—外力作用线与杆轴重合；变形特点—沿轴向伸长或缩短。
● 承受拉（压）的杆件称为拉（压）杆。
● 拉（压）杆实例：连杆、活塞杆、压力容器联结法兰的螺栓等。
一、线应变纵向变形量： l l l −=∆1（原长）拉：0l ∆>；压：0l ∆< （纵向）线应变：/ll ε=∆ 拉：ε＞0；压：ε＜0 二、轴力截面法求内力： 1、假想截开在需求内力截面处将构件假想截开，以任一部分为研究对象，舍弃另一部分。
2、画受力图 包括舍弃部分对研究对象的内力3、列平衡方程求未知内力由∑X=0得 S-P=0→S=P●S —截面m —m 上分布内力的合力，轴向拉压时S 沿轴向，故称轴力。
● 轴力S 的符号规定：拉杆轴力为拉力，为正值：S ＞0（离开截面）；S压杆轴力为压力，为负值：S ＜0（指向截面）对多力杆，各截面轴力将各不相同，可用轴力图表示。
● 轴力图—表示轴力沿截面位置（杆长）变化的图。
例 画图示杆件轴力图。
设N Q Q N P P 200,100=′==′=解：a ）AB 段轴力：∑X=0 →-S 1-Q+P=0→S 1=P-Q=100-200= -100NBC 段轴力：∑X=0 →→-S 2-Q=0→S 2= -Q=-200N轴力图如右。
机械性能定义
机械性能是金属材料的常用指标的一个集合。
在机械制造业光缆机械性能试验机中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能（或称为力学性能）。
金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。
外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的机械性能也将不同。
常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
时效处理:钢材经过冷加工后，在常温下存放15-20天，或加热至100-200度并保持2小时左右。
时效敏感性：因时效作用导致钢材性能改变的程度。
一般，钢材的机械强度提高，而塑性和韧性降低。
弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。
塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的能力。
刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。
疲劳强度：当金属材料在无数次重复活交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
断裂韧性：用来反映材料抵抗裂纹失稳扩张能力的性能指标。
通常说一种金属机械性能不好，是指它易折，易断，或者没有良好的打磨延展性。
一般纯金属的机械强度都要弱于合金的强度，举例来说就是钢的性能好于铁，后者的纯度更高。
第一类回火脆性第二类回火脆性回火脆性，是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。
淬火钢在回火时，随着回火温度的升高，硬度降低，韧性升高，但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷，一个在 200~400℃之间，另一个在450~650℃之间。
随回火温度的升高，冲击韧性反而下降的现象，回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性。
金属的物理性能和机械性能主要包括哪些内容？含义各是什么？
金属的物理性能包括哪些内容？含义各是什么？金属的物理性能主要包括比重（密度）、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。
（1）密度：密度是物体质量和其体积的比值。
它的单位为克/立方厘米（g/cm³）。
在体积相同的情况下，物体的密度越大，质量也越大。
（2）熔点：金属从固态向液体状态转变时的熔化温度称为熔点。
熔点一般用摄氏温度（℃）表示。
（3）热膨胀性：热膨胀性是指金属材料受热时，体积会增大，冷却时则收缩的一种性能。
热膨胀的大小一般由线膨胀系数表示。
（4）导热性：导热性是指金属材料在加热或冷却时传导热能的性能，一般由导热系数表示。
导热系数的单位为千卡/米·时·℃。
（5）导电性：导电性是指金属材料传导电流能力的性能。
（6）磁性：金属能导磁的性能称为磁性。
具有导磁能力的金属都能被磁铁吸引。
金属的机械性能主要包括哪些内容？含义各是什么？金属材料的机械性能主要包括强度、弹性、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。
（1）强度：强度是指材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
强度的单位为帕斯卡（Pa）（牛顿/毫米²）。
根据载荷作用在材料上的不同，强度又可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度和抗剪强度五种。
（2）弹性：金属材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，变形消失，材料恢复原状的性能称为弹性。
（3）塑性：金属材料在外力作用下产生变形而不破坏，当外力去除后，仍能使变形保留下来的性能称为塑性。
塑性是用长度延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）这两个指标来表示的。
（4）硬度：硬度是指金属材料表面抵抗比它硬的物体压入引起塑性变形的能力。
在实际生产中，最常用的硬度试验方法有布氏硬度试验和洛氏硬度试验两种。
（5）韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不致破坏的性能称为韧性。
（6）疲劳强度：金属材料在无数次交变载荷作用下而不致破坏的最大应力称为疲劳强度。
金属机械性能强度计算公式
金属机械性能强度计算公式引言。
金属材料是工程领域中最常用的材料之一，其机械性能强度是评价金属材料质量的重要指标之一。
金属材料的机械性能强度可以通过一定的公式来计算，这些公式可以帮助工程师和科研人员更好地评估金属材料的性能，从而指导工程设计和材料选型。
本文将介绍金属机械性能强度的计算公式及其应用。
一、金属材料的机械性能强度。
金属材料的机械性能强度是指金属材料在外力作用下所表现出的抗拉、抗压、抗弯等性能。
通常来说，机械性能强度可以通过材料的屈服强度、抗拉强度、抗压强度、弹性模量等指标来评价。
这些指标可以通过实验测试来获得，也可以通过理论计算来估算。
二、金属材料的机械性能强度计算公式。
1. 屈服强度计算公式。
金属材料的屈服强度是指在拉伸试验中，材料开始发生塑性变形的应力值。
通常情况下，可以使用以下公式来计算金属材料的屈服强度：σy = Fy / A。
其中，σy表示屈服强度，Fy表示屈服点的拉伸力，A表示材料的横截面积。
2. 抗拉强度计算公式。
金属材料的抗拉强度是指材料在拉伸试验中的最大抗拉应力。
抗拉强度可以通过以下公式来计算：σu = Fu / A。
其中，σu表示抗拉强度，Fu表示材料的最大拉伸力，A表示材料的横截面积。
3. 抗压强度计算公式。
金属材料的抗压强度是指材料在压缩试验中的最大抗压应力。
抗压强度可以通过以下公式来计算：σc = Fc / A。
其中，σc表示抗压强度，Fc表示材料的最大压缩力，A表示材料的横截面积。
4. 弹性模量计算公式。
金属材料的弹性模量是指材料在弹性阶段的应力-应变关系中的斜率，可以通过以下公式来计算：E = (σ2 σ1) / (ε2 ε1)。
其中，E表示弹性模量，σ2和σ1分别表示两个应力值，ε2和ε1分别表示对应的两个应变值。
三、金属机械性能强度计算公式的应用。
金属机械性能强度计算公式可以应用于工程设计、材料选型和质量控制等方面。
首先，工程设计中需要根据材料的机械性能强度来选择合适的材料，以保证设计的可靠性和安全性。
金属材料的机械性能-超全
金属材料的机械性能-超全引言机械性能是指材料在力学加载下的性能表现，包括强度、硬度、韧性、延展性等多个方面。
金属材料作为常用的工程材料，其机械性能的研究对于设计和制造具有重要意义。
本文将重点探讨金属材料的机械性能，并针对超全的机械性能进行阐述。
1. 金属材料的机械性能概述金属材料的机械性能是指材料在加载下所表现出的性能。
机械性能包括强度、硬度、韧性、延展性等多个方面。
1.1 强度强度是指材料抵抗外力的能力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度和抗压强度等。
屈服强度是指材料开始产生塑性变形时的应力值，抗拉强度是指材料在拉伸过程中的最大应力值，抗压强度则是指材料在受到压缩力时的最大应力值。
1.2 硬度硬度是指材料抵抗在其表面产生的塑性变形和划伤的能力。
硬度测试常用的方法有洛氏硬度测试、维氏硬度测试等。
1.3 韧性韧性是指材料抵抗断裂的能力。
一个韧性良好的材料能够在受到外力作用时发生塑性变形，而不会立即断裂。
1.4 延展性延展性是指材料在拉伸或压缩过程中的长度变化能力。
良好的延展性意味着材料能够发生较大的变形。
2. 金属材料的超全机械性能特点超全机械性能是指金属材料具备较高的强度、硬度、韧性和延展性等多个方面的性能。
2.1 高强度超全金属材料具有较高的强度，可以承受更大的外力。
这种高强度使得超全金属材料在工程领域具有更广泛的应用。
2.2 高硬度超全金属材料通常具有较高的硬度，能够抵抗划伤和塑性变形，提高材料的耐磨性和使用寿命。
2.3 高韧性超全金属材料具有较高的韧性，能够在受到外力作用时发生塑性变形，而不会立即断裂。
这种高韧性使得超全金属材料在承受冲击和振动载荷时具有较好的性能。
2.4 高延展性超全金属材料具有较高的延展性，能够发生较大的变形。
这种高延展性使得超全金属材料在需要变形加工的情况下具有较好的可塑性。
3. 金属材料的超全机械性能检测方法超全机械性能的检测对于金属材料的研究和应用具有重要意义。
本节将介绍几种常见的金属材料超全机械性能检测方法。
金属材料机械性能标准
金属材料机械性能标准金属材料是工程领域中最常用的材料之一，其机械性能对于材料的应用具有至关重要的作用。
因此，制定和执行金属材料机械性能标准显得尤为重要。
本文将就金属材料机械性能标准的重要性、制定标准的原则和标准的内容进行探讨。
首先，金属材料机械性能标准的重要性不言而喻。
金属材料在工程中的应用涉及到各种各样的力学性能，如强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能直接影响到材料在使用过程中的稳定性和可靠性。
如果没有统一的标准来规范金属材料的机械性能，就会导致使用过程中出现质量问题，甚至出现安全事故。
因此，制定金属材料机械性能标准可以帮助保障工程质量和生产安全。
其次，制定金属材料机械性能标准应当遵循一定的原则。
首先，标准的制定应当基于科学的实验数据和理论分析，而不是凭空臆想或主观臆断。
其次，标准应当考虑到不同金属材料的特性和用途，制定相应的分类和指标。
再次，标准的制定应当充分考虑到工程实际，并与国际标准保持一定的一致性，以便于国际间的交流与合作。
最后，金属材料机械性能标准的内容应当包括哪些方面呢？首先，应当包括金属材料的基本力学性能指标，如拉伸强度、屈服强度、冲击韧性等。
其次，应当包括金属材料的硬度和耐磨性能指标，以及金属材料在高温、低温等特殊环境下的性能指标。
再次，应当包括金属材料的疲劳寿命和断裂韧性等方面的指标。
最后，应当包括金属材料的加工性能和焊接性能等方面的指标。
这些内容的制定将有助于对金属材料的性能进行全面的评价和检测。
综上所述，金属材料机械性能标准的制定对于保障工程质量和生产安全具有重要意义。
在制定标准时，我们应当遵循科学、合理的原则，并将标准的内容设计得尽可能全面，以便于对金属材料的性能进行准确的评价和检测。
希望通过本文的探讨，能够引起大家对金属材料机械性能标准的重视和关注，从而推动我国金属材料行业的发展和进步。
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d 1 DSin 2 2 2
2
所以
θ
2
F HB 2 D
[1 1 Sin2 ( ） ]
假若压力角θ不变时，欲使同一材料的两个压痕所 得 HB相同，则要F/D也为常数。 即F1/D12= F2/D22=常数 试样的厚度应大于压痕深度的10倍，在试样厚度足 够时，应尽可能选用 10mm直径的标准压头。需要 指出的是，压痕直径d 应在0.24-0.6D 范围内，所测 硬度才为有效；若值超出上述范围，则另选 F/D2之 值，重作试验。实际生产中，为了方便，按公式算 出不同压痕直径d的布氏硬度数值表，测得被测机 件压痕直径 d后，即可查表求出 HB值。 2.布氏硬度的特点及应用范围 布氏硬度试验的优点是压痕面积较大，能反映金属 表面较大体积范围内各组成相的平均性能，试验数 据稳定，重复性好。 布氏硬度试验的缺点是压痕直径测量比较麻烦，压 痕面积大，不适合成品检验，并且对不同材料需更 换压头直径和载荷。
单位kgf/ mm2时 当单位为N时 公式表明，当压力和压头直径一定时，压痕直径越 大，布氏硬度值越低，即材料越软；反之，布氏硬 度值越高，材料的变形抗力越大，材料越硬。
• 由于材料的硬度、试样的厚度不同，在测定布氏 硬度时，往往要选用不同直径的压头和试验力。 要在同一材料上测得相同的布氏硬度值，或在不 同材料上测得的硬度具有可比性，必须保证压痕 的几何形状相似，即保证压入角θ恒定。表示采用 两个不同直径的压头D1 和D2 ，在不同载荷 F1和 F2 作用下，压入试样表面的情况。要使两个压痕 几何相似，则两个压痕的压入角θ应相等。由图可 知
洛氏硬度
1. 洛氏硬度测定原理和方法 洛氏硬氏是以直接测量压痕深度，并以压痕深度 大小表示材料的硬度。洛氏硬度的压头有两种：即 顶角为120° 的金刚石圆锥体压头和直径为 1/16″（1.5875mm）或1/8″（3.175mm）钢球压头。 前者适应于测定淬火钢材等较硬的金属材料，后者 适应于测定退火钢，有色金属等较软材料。洛氏硬 度测定时先加 98.1N（10kgf ）预载荷，然后加主 载荷。采用压头不同，则施加载荷不同。不同的压 头和载荷就组合成不同的洛氏硬度标尺。我国规定 的洛氏硬度标尺有九种，其中常用的有三种。
维氏硬度
1.原理和方法 维氏硬度试验原理与布氏硬度试验原理相似。 区别在于维氏硬度的压头是两相对面夹角为 136°的正四棱锥金刚石。试验时，在规定试验 力F 的作用下，压头压入试件表面，保持一定时 间后，卸除试验力，测量压痕两对角线长度，求 其平均值d ，用以计算出压痕表面积。单位压痕 表面积所承受试验力的大小即为维氏硬度值，用 符号HV表示。
2.维氏硬度的特点及应用 维氏硬度与布氏硬度及洛氏硬度试验相比，维氏 硬度试验具有很多优点。因采用压头为四棱锥体，当 载荷改变时，压力角恒定不变，因此，载荷可任意选 择，不存在布氏硬度试验中载荷F与球体直径D之间关 系的约束。由于压痕清晰，对角线长度计量精确可靠。 此外，维氏硬度测量范围较宽，软硬材料都可以测试。 维氏硬度也不存在洛氏硬度那样不同标尺的硬度无法 统一的问题。维氏硬度试验的缺点是硬度测定麻烦， 工作效率比洛氏硬度低，不适于成批生产中的常规检 验。
HV= 0.1891 F
d2
当载荷一定时，即可根据d值，求出 HV。 测定压痕两对角线长度的平均值后查表求HV 时，注意载荷单位。维氏硬度不标注单位, 表示方法如 320HV10/20，前面数值为硬度 值，后面数字依次为所加载荷和时间。 由于显微硬度压痕很小，故要求金刚石 四方锥压头的制造精度和对角线的测量精度 比维氏硬度高。对试样要求按金相试样精心 制备。为清除加工硬化影响，最好采用电解 抛光或化学抛光。试样操作时，要仔细小心。 显微硬度试验，广泛应用于金相组织中组成 相的硬度及研究金属化学成分、组织状态与 性能之间的关系。
长试样：L0 11.3 S0
短试样：L0＝ 5.65 S0
圆形横截面试棒 长试样：L0 = 10d0 短试样：L0 = 5d0
烧结材料径向压馈强度试验
• 试验时将试件放在试验机上下压头之间， 自上向下加压直至试件破断。根据破断时 的压力求出压环强度。应当注意，试件必 须保持圆整度，表面无伤痕且壁厚均匀。
颈缩
• 缩颈－拉伸试验时试样横截面所发生的局 部收缩。 • 应力-应变曲线上的应力达到最大值时即开 始出现颈缩。在颈缩前变形沿整个试样长 度是均匀的，发生颈缩后变形则主要集中 在局部区域，在此区域内横截面越来越细， 局部应力越来越高，直至不能承受外加载 荷而断裂。
断后伸长率(A)
L1 L0 A L0
因此式中，C为常数（对于HRB,C为130,对于HRA和 HRC,C为100）由此获得的洛氏硬HR为一无名数，在 试验时一般由指示器上直接读出。 HR前面为硬度值， HR 后面为使用的标尺。例如，50HRC 表示用C标尺 测定的洛氏硬度值为50 。
2.洛氏硬度试验的特点及应用
洛氏硬度试验避免了布氏硬度试验所存在的缺点。 它的优点是操作简便迅速，效率高，直接从表盘读 出硬度值，且压痕小，故可直接测量成品或较薄工 件的硬度。对于HRA和HRC 采用金刚石压头，故可测 量高硬度的材料。其缺点是由于压痕小，测得的数 据重复性差。通常应在试样不同部位测定三次，取 其平均值为该材料的硬度值。
屈服强度计算
计算公式:
R p=
FS A0 F0.2 A0
F
F0.2
一般常用的:
Rp0.2=
Rp：屈服强度；MPa Fs： 屈服点力值；N A0：试样横截面积；mm2
0
0.2%L0
ΔL
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
拉伸试棒分类
拉伸试棒
材料类型
标距
圆形横截面
矩形横截面
圆弧形
管段试样
比例试样
非比例试样
短试样
长试样
拉伸试棒实例
矩形横截面试棒
脆性材料的拉伸曲线 <与低碳钢试样相对比>
F
0
ΔL
脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象
拉伸曲线演示
强度
⑴定义:指金属在静载荷作用下，抵抗塑 性变形或断裂的能力。 由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、 弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗 拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强 度等。 ⑵应用:强度是机械零件(或工程构件)在设 计、加工、使用过程中的主要性能指标， 特别是选材和设计的主要依据。
塑性材料应力－应变曲线
• a.工程上很多金属材料，如调质钢和一些轻合金 • b.退火低碳钢和某些有色金属 • c.某些塑性较低的金属如铝青铜就是在未出现颈缩前的均 匀变形过程中断裂的 • d.某些低溶质固溶体铝合金及含杂质的铁合金
低碳钢拉伸图
• • • • • • op：弹性变形 pe：滞弹性变形 es：屈服前微朔性变形 ss‘：屈服变形 s’b：均匀朔性变形 bz：局部朔性变形
100％
L1——试样拉断后的标距(mm) L0——试样的原始标距(mm)
断面收缩率(Z)
Z=
S0-S1 S0
×100%
S0——试样原始横截面积(mm2) S1——颈缩处的横截面积(mm2)
硬度
• 硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目 前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬 度法，它是用一定几何形状的压头在一定 载荷下压入被测试的金属材料表面，根据 被压入程度来测定其硬度值。 • 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度 （HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV） 等方法。
在洛氏硬度采用的三种硬度标度中，又以C标尺用得最普遍。
如图所示，A 为金刚石压头还没有和试样接触的位置。 1-1 是在初载荷作用下，压头所处的位置，压入深度为h1 ，加 初载荷的目的是为了清除由于试样表面不光洁而对试验结果 的精确性造成的不良影响。图中2-2 为总载荷（初载荷 主载 荷）作用下压头所处的位置，压入深度为h2 。 3-3是卸除主 载荷后压头所处的位置,，由于金属弹性变形得到回复，此时 压头实际压入深度为h3,故由于主载荷所引起的塑性变形而 使压头压入深度h=h3-h1 。 洛氏硬度值就由 h的大小来确定，压入 深度h 越大，硬度越低；反之，则硬度 越高。为了照顾习惯上数值愈大，硬 度愈高的概念，故采用一个常数C 减 去h 来表示硬度大小，并用每 0.002mm 的压痕深度为一个硬度单位。 由此获得的硬度值称为洛氏硬度值， 用符号 HR表示。
上屈服强度（ReH）：试样发生屈服而力首次 下降前的最高应力 ReH ＝ FeH/A0 下屈服强度（ReL）：在屈服期间，不计初始 瞬时效应时的最低应力 ReL ＝ FeL/A0
规定非比例延伸强度（Rp）
• 规定非比例延伸强度（Rp）：非比例延伸 率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。 使用的符号应附以下脚注说明所规定的百分 率，例如Rp0.2， 表示规定非比例延伸率为 0.2%时的应力。 • 注意：当材料呈无明显屈服（连续屈服） 状态时，应测定规定非比例延伸强度。当材 料呈现明显屈服（不连续屈服）状态时应测 定上和下屈服强度或下屈服强度。
布氏硬度
1.原理
布氏硬度的测定是用一定压力将淬火钢球或 硬质合金球压头压入试样表面，保持规定时间后 卸除试验力，在试样表面留下压痕。单位压痕表 面积上所承受的压力即定义为布氏硬度值，布氏 硬度一般不标单位。 （ 用HB 表示）。
布氏硬度的测定是用一定压力将硬质合金球压头 压入试样表面，保持规定时间后卸除试验力，在 试样表面留下压痕。单位压痕表面积A，见图上所 承受的压力即定义为布氏硬度值（用HB表示）。 如已知所加载荷 F，压头直径D ，只要测出试样 表面上的压痕直径d 或压痕深度h，即可按下式求 出布氏硬度值.
屈服强度
屈服强度－当金属材料呈现屈服现象时，在 试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应 力点的应力。 受力试样中，应力达到某一特定值后， 开始大规模塑性变形的现象称为屈服。它标 志着材料的力学响应由弹性变形阶段进入塑 性变形阶段。 屈服强度是应用最广的一个性能指标。 因为任何机械零件在工作过程中，都不允许 发生过量的塑性变形，所以，机械设计中， 把屈服强度作为强度设计和选材的依据。