工程材料力学性能概念
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能参数对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在工程实践中，我们需要对材料的力学性能进行全面的了解和评估，以确保材料能够满足工程要求并具有良好的可靠性和安全性。
首先，强度是材料力学性能的重要指标之一。
材料的强度表现了其抵抗外部载荷的能力，通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等参数来描述。
强度高的材料在承受外部载荷时不易发生变形和破坏，因此在工程结构和设备中得到广泛应用。
此外，韧性是衡量材料抗破坏能力的重要指标，它反映了材料在受到冲击或挤压时的变形和吸能能力。
韧性高的材料能够在受到冲击载荷时发生一定程度的塑性变形而不破坏，因此在制造高应力、高载荷的零部件和结构中具有重要意义。
此外，材料的硬度也是其力学性能的重要指标之一。
硬度反映了材料抵抗划痕和穿刺的能力，通常通过洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等参数来描述。
硬度高的材料具有较高的耐磨性和耐划痕性，适用于制造刀具、轴承、齿轮等零部件。
此外，材料的塑性也是其力学性能的重要指标之一。
塑性反映了材料在受到外部载荷作用下发生变形的能力，通常通过延伸率、收缩率、冷弯性等参数来描述。
塑性好的材料能够在受到外部载荷时发生较大的变形而不破坏，适用于制造成形性零部件和结构。
总之，材料力学性能是材料工程中的重要内容，对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
在工程实践中，我们需要全面了解和评估材料的强度、韧性、硬度、塑性等性能参数，以确保材料能够满足工程要求并具有良好的可靠性和安全性。
希望本文能够对材料力学性能的研究和应用提供一定的参考和帮助。
工程材料力学性能
工程材料力学性能引言工程材料的力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质。
工程材料力学性能的研究对于工程设计、材料选择和结构安全等方面具有重要意义。
本文将对工程材料的力学性能进行详细阐述。
工程材料的力学性能指标弹性模量弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力的一个重要指标。
它是在材料受压缩或拉伸力作用下，材料内部原子和分子之间的相对位移产生时所产生的应力与应变之比。
弹性模量越大，材料的刚度就越大，抵抗变形的能力越强。
屈服强度屈服强度是指材料在受力作用下开始变形的临界点。
当应力达到一定值时，材料开始发生塑性变形，无法恢复到原来的形状。
屈服强度常用于材料的强度设计和材料性能的比较。
抗拉强度抗拉强度是指材料在受拉力作用下的最大承载能力。
抗拉强度可以反映材料的抵抗拉断能力，是工程结构的安全性能的重要指标。
断裂韧性是指材料在断裂前能吸收的总能量。
它是衡量材料抵抗断裂能力的重要指标。
材料的断裂韧性越高，代表其在受外力作用下具有较好的耐久性和抗冲击性。
硬度硬度是指材料的抵抗划痕、穿刺和压入等形变的能力。
硬度可以反映材料的抗划痕和抗磨损能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等。
蠕变性能蠕变性能是指材料在常温和高温下长期受持续载荷作用时的变形行为。
材料的蠕变性能对于结构的稳定性和耐久性具有重要影响。
工程材料力学性能的实验测试方法为了评估材料的力学性能，常常需要进行实验测试。
以下是几种常见的工程材料力学性能测试方法：拉伸测试拉伸测试是评估材料抗拉性能的常用方法。
通过施加恒定的拉力，测量材料的应变和应力，从而得到材料的拉伸强度、屈服强度和延伸率等力学性能参数。
压缩测试是评估材料抗压性能的常用方法。
通过施加恒定的压力，测量材料的应变和应力，从而得到材料的压缩强度和压缩模量等力学性能参数。
弯曲测试弯曲测试是评估材料耐弯曲性能的常用方法。
通过施加力矩，使材料发生弯曲变形，测量材料的应变和应力，从而得到材料的弯曲强度和弯曲模量等力学性能参数。
力学性能说课稿
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在外力作用下产生的各种变形和破坏的性质，是评价材料工程性能的重要指标之一。
在材料科学与工程学科中，力学性能的研究和评价对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。
本文将从力学性能的定义、分类、测试方法、影响因素和应用等方面进行详细介绍。
一、力学性能的定义1.1 弹性性能：材料在受力后能恢复原状的能力。
1.2 塑性性能：材料在受力后发生永久变形的能力。
1.3 破坏性能：材料在受到过大外力作用时发生破坏的能力。
二、力学性能的分类2.1 静态力学性能：包括拉伸性能、压缩性能、弯曲性能等。
2.2 动态力学性能：包括冲击性能、疲劳性能、动态强度等。
2.3 热力学性能：包括热膨胀性能、热导率等。
三、力学性能的测试方法3.1 拉伸试验：用于评价材料的强度和韧性。
3.2 压缩试验：用于评价材料在受压状态下的性能。
3.3 冲击试验：用于评价材料在受到冲击载荷时的破坏行为。
四、力学性能的影响因素4.1 材料的组织结构：晶粒大小、晶粒取向等。
4.2 加工工艺：热处理、冷加工等对力学性能的影响。
4.3 环境条件：温度、湿度等环境因素对力学性能的影响。
五、力学性能的应用5.1 材料选择：根据应用场景选择合适的材料。
5.2 设计优化：通过优化结构设计提高材料的力学性能。
5.3 质量控制：通过对力学性能的测试和监控，确保产品质量符合要求。
总结：力学性能作为材料工程中的重要指标，对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。
通过对力学性能的定义、分类、测试方法、影响因素和应用等方面的深入了解，可以更好地评价和利用材料的性能，推动材料科学与工程领域的发展。
工程材料力学性能
工程材料力学性能1. 引言工程材料力学性能是指材料在外力作用下的力学行为和性能特征。
能够准确评估材料的力学性能对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将介绍一些常见的工程材料力学性能参数及其测试方法。
2. 抗拉强度抗拉强度是衡量材料抗拉能力的指标，通常用Mpa（兆帕）表示。
该值表示材料能够承受的最大拉伸力。
一般情况下，抗拉强度越高，材料的抗拉性能越好。
抗拉强度的测试可以通过拉伸试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到均匀的拉力，直到发生材料破裂。
通过测量试样的最大载荷和横截面积，可以计算出抗拉强度。
3. 弹性模量弹性模量是衡量材料刚性和变形能力的指标，通常用Gpa （千兆帕）表示。
弹性模量越大，材料的刚性越好，变形能力越小，即材料在外力作用下不容易发生变形。
弹性模量的测试可以通过弹性试验来完成。
在弹性试验中，标准试样会受到一定的载荷，然后释放。
通过测量载荷-变形关系的斜率，即应力-应变的比值，可以计算出弹性模量。
4. 屈服强度屈服强度是材料在拉伸过程中突破弹性极限后的抗拉能力，通常用Mpa表示。
屈服强度代表了材料的韧性和延展性。
材料的屈服强度越高，其抗变形性能越好。
屈服强度的测试可以通过拉伸试验或压缩试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到逐渐增加的拉力，直到发生塑性变形。
通过测量试样的屈服点和横截面积，可以计算出屈服强度。
5. 硬度硬度是衡量材料抗外界划痕和压痕能力的指标。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度（HB）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRC）等。
硬度测试方法根据材料的硬度特性进行选择。
例如，布氏硬度适用于较软的金属材料，而维氏硬度适用于硬度较高的金属材料。
硬度的测试结果通常以单位压力下形成的压痕直径或者硬度值表示。
6. 断裂韧性断裂韧性是衡量材料抵抗破裂扩展的能力以及吸收塑性能力的指标。
常用的断裂韧性测试包括冲击试验和拉伸试验。
冲击试验通常用于低温下材料的断裂韧性测试。
在冲击试验中，冲击试样受到快速施加的冲击载荷，通过测量试样的断裂能量和断口形貌，可以评估材料的断裂韧性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能
工程材料力学性能是指材料在受力作用下所表现出的各种力学特性。
包括材料的强度、刚度、韧性、耐久性、变形特性等。
首先，强度是指材料在受力情况下的抗拉、抗压、抗剪等能力。
强度高的材料能够承受更大的外力，具有更高的抗破坏能力。
常见的工程材料如钢材、混凝土等都具有很高的强度，可以满足不同工程的需求。
其次，刚度是指材料对外力的响应程度。
刚度高的材料在受力时会有较小的变形。
材料的刚度可通过弹性模量来表示，常见的高刚度材料有钢材、铝合金等。
刚度高的材料适用于需要保持结构稳定的工程。
韧性是指材料在受力下的延展性和断裂韧性。
韧性高的材料能够在受力时发生一定的塑性变形而不断裂。
例如，钢材的韧性较好，可以在受力下发生较大的塑性变形，从而吸收能量，减轻外部冲击造成的损伤。
耐久性是指材料在长期使用和外界环境条件的影响下保持其力学性能的能力。
耐久性好的材料不易受到腐蚀、氧化等因素的影响，能够保持较长时间的使用寿命。
例如，不锈钢具有较好的耐久性，可以用于长期在潮湿环境中工作的工程。
变形特性是指材料在受力下发生形变的特点。
包括弹性变形和塑性变形。
弹性变形是指材料在力加载时产生的可恢复的形变，而塑性变形是指材料在超过其弹性限度后产生的不可回复的形
变。
材料的变形特性对于结构设计和材料选择非常重要。
综上所述，工程材料力学性能是描述材料在受力下的各种力学特性的指标。
通过对不同材料的力学性能的研究和评估，可以确保工程结构的安全可靠性，满足不同工程的实际需求。
工程材料的力学性能
工程材料的力学性能
目录
contents
引言 弹性性能 塑性性能 强度性能 韧性性能 工程材料的实际应用
01
引言
力学性能是指材料在受到外力作用时表现出来的性质，包括强度、硬度、塑性、韧性等。
定义
工程材料的力学性能是决定其承载能力和耐久性的关键因素，对于工程安全和经济效益具有重要意义。
重要性
定义与重要性
提高材料的疲劳强度可以通过优化材料成分、改变加工工艺、强化表面处理等方法实现。
06
工程材料的实际应用
机械制造
钢铁材料是机械制造行业的基础材料，用于制造各种机械设备、交通工具和零部件，其耐磨、耐压、耐腐蚀的特性保证了设备的稳定性和可靠性。
建筑结构
钢铁材料广泛应用于桥梁、高层建筑、工业厂房等建筑结构中，以其高强度、高韧性、可塑性强的特点满足各种建筑需求。
韧性性能
冲击韧性是指材料在受到冲击载荷时抵抗破坏的能力。
材料的冲击韧性与其内部结构、温度、杂质等因素有关。
冲击韧性通常用冲击功、冲击强度等参数来衡量。
冲击韧性对于材料的抗冲击性能和安全使用具有重要的意义。
冲击韧性
断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展的能力，是评价材料抵抗脆性断裂的重要指标。
材料的断裂韧性与其内部结构、温度、加载速率等因素有关。
详细描述
剪切模量是指在剪切应力作用下，材料抵抗剪切变形的能力。它是材料剪切刚度的度量。剪切模量越大，材料抵抗剪切变形的能力越强。
应用场景
在工程设计中，剪切模量是重要的设计参数，用于计算结构件的剪切强度和稳定性，以及预测材料在受力条件下的变形行为。
03
塑性性能
总结词
屈服强度是工程材料在受到外力作用时，开始发生屈服现象的应力极限。
力学性能说课稿
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在受力作用下的力学行为，它直接影响着材料的使用性能和工程应用。
在材料科学与工程学科中，力学性能是一个重要的研究方向，通过对材料的力学性能进行分析和测试，可以更好地了解材料的性能特点，指导材料的设计和应用。
本文将从材料的力学性能概念、分析方法、测试技术、影响因素和应用领域等方面进行详细介绍。
一、力学性能的概念1.1 弹性模量：弹性模量是材料在受力作用下的变形能力，是衡量材料刚度的重要指标。
1.2 屈服强度：材料在受力作用下开始产生塑性变形的临界点，是材料反抗外力的能力。
1.3 断裂韧性：材料在受力作用下发生断裂的能力，是材料抗破坏能力的重要指标。
二、力学性能的分析方法2.1 线性弹性分析：通过建立材料的应力-应变关系，分析材料在弹性阶段的力学性能。
2.2 塑性分析：研究材料在超过屈服强度后的塑性变形行为，分析材料的塑性性能。
2.3 断裂分析：通过研究材料的断裂韧性和断裂机制，分析材料的破坏行为。
三、力学性能的测试技术3.1 拉伸试验：通过施加拉力来测试材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性等力学性能。
3.2 压缩试验：通过施加压力来测试材料在受压状态下的力学性能。
3.3 弯曲试验：通过施加弯曲力来测试材料的弯曲强度和断裂韧性等力学性能。
四、影响力学性能的因素4.1 材料的组织结构：材料的晶粒大小、晶界密度、位错密度等组织结构对力学性能有重要影响。
4.2 温度和环境条件：温度和环境条件对材料的力学性能有明显影响，如高温会降低材料的强度和韧性。
4.3 加工工艺：材料的加工工艺会影响其组织结构和晶粒大小，进而影响力学性能。
五、力学性能的应用领域5.1 材料设计：通过对材料的力学性能进行分析，可以指导材料的设计和选择，提高材料的性能。
5.2 工程应用：在工程领域中，对材料的力学性能要求严格，力学性能的好坏直接影响着工程的安全和可靠性。
5.3 新材料研发：对新材料的力学性能进行研究，可以为新材料的研发和应用提供重要参考。
第一章工程材料的力学性能
第二节 材料的硬度 一、布氏硬度HBW 补充说明： （1）硬度超过HB650的材料，不能做布氏硬度试验，这是因为
所采用的压头，会产生过大的弹性变形，甚至永久变形，影 响实验结果的准确性，这时应改用洛氏和维氏硬度试验。 （2）每个试样至少试验3次。试验时应保证两相邻压痕中心的 距离不小于压痕平均直径的4倍，对于较软的金属则不得小于 6倍。压痕中心距试样边缘的距离不得小于压痕直径的2.5倍， 对于软金属则不得小于3倍
可用硬度试验机测定，常用的硬度指标有布氏硬度 HBW、 洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度HV
第二节 材料的硬度 一、布氏硬度HBW （一）试验原理
布氏硬度试验规范
3 8
第二节 材料的硬度 一、布氏硬度HBW （二）应用范围
布氏硬度主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度 测试，锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对 应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢，采用小 直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用 于原材料和半成品的检测，由于压痕较大，一般不用于成 品检测。
最大力伸长率（Agt)：最大 力时原始标距的伸长与原 始标距之比的百分率。
最大力非比例伸长率（Ag)
二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义
断后收缩率（Z）：断裂后试样横截面积的最大缩减量与原始横截面 各之比的百分率。
第二节 材料的硬度
材料抵抗其他硬物压入其表面的能力称为硬度，它 是衡 量材料软硬程序的力学性能指标。
洛氏硬度计
第二节 材料的硬度 二、洛氏硬度HR （一）实验原理
第二节 材料的硬度 二、洛氏硬度HR (二)应用范围（共15个标尺） 示例：60HRBW
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在外力的作用下所表现出来的力学特性和性能。
材料力学性能的评价是材料工程中非常重要的一个方面，它直接关系到材料的使用性能和安全性。
下面就常见的材料力学性能进行简要介绍。
1. 强度：材料的强度是指材料在外力作用下抗变形和断裂的能力。
强度是材料力学性能中最基本和重要的指标之一。
常见的强度指标有拉伸强度、屈服强度、抗压强度、剪切强度等。
2. 韧性：材料的韧性是指材料在受到外力作用下的抗冲击和抗断裂能力。
韧性可以通过材料的断裂韧性、冲击韧性等指标来评价。
高韧性的材料具有良好的抗冲击和抗断裂性能。
3. 塑性：材料的塑性是指材料在受到外力作用下能够发生可逆的形变。
材料的塑性可以通过塑性应变、塑性延伸率、塑性饱和应变等指标来描述。
常见的塑性材料有金属材料和塑料材料。
4. 刚性：材料的刚性是指材料在受到外力作用下不易发生形变的能力。
刚性材料具有较高的弹性模量和抗弯刚度。
常见的刚性材料有钢材和铝合金等。
5. 弹性：材料的弹性是指材料在受到外力作用后能自行恢复原状的能力。
弹性材料具有较高的弹性模量和较小的应变率。
常见的弹性材料有弹簧钢和橡胶等。
6. 硬度：材料的硬度是指材料抵抗外部物体对其表面的压入的能力。
硬度指标可以通过洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等来表示。
硬度高的材料具有较好的抗划伤和抗磨损性能。
7. 耐磨性：材料的耐磨性是指材料在长时间摩擦和磨损作用下的抗磨损能力。
耐磨性可以通过磨损试验来评价。
高耐磨性的材料具有较长的使用寿命。
总的来说，材料力学性能是评价材料使用性能的重要指标，不同材料的力学性能差异很大，选择合适的材料可以提高产品的使用寿命和安全性。
在材料工程中，需要根据具体应用要求和工作环境选择合适的材料，并通过力学性能的评价来保证材料的质量和可靠性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能工程材料力学性能是指材料在力的作用下的反应和变形能力，主要包括强度、韧性、延展性、硬度、抗疲劳性、耐腐蚀性和温度承受能力等。
材料力学性能的好坏对工程建设和材料选择至关重要。
本文将从强度、韧性和延展性三个方面来探讨工程材料力学性能。
一、强度强度是指材料在受载时抵抗破坏的能力。
工程中使用的材料常常会受到连续和间歇的荷载和外力的作用。
如果材料在受力时能够保持整体的完整性和稳定性，那么可以说该材料具有良好的强度。
强度通常分为静态强度和动态强度两种。
静态强度指材料在静态荷载下的抗拉强度、抗压强度、屈服强度等。
一般来说，材料的静态强度越高，使用范围越广，但也需要考虑材料的重量、成本等其他方面因素。
在材料的选择中，需要根据具体的应用场景选择适当的强度。
动态强度指材料在动态荷载下的抗拉强度和抗压强度。
工程中常出现的冲击荷载、振动荷载、爆炸荷载等都属于动态荷载，因此动态强度是一个十分重要的性能指标。
在深水油田开发中，海底管线通常受到海流、海浪等动态荷载的作用，因此管道材料的动态强度也是一个重要的因素。
二、韧性韧性是指材料在发生变形时能够继续承受载荷的能力。
在工程建设中，材料通常需要承受多种类型的荷载，在发生局部破坏时需要具有一定的韧性才能维持完整性。
如果材料的韧性不足，就容易出现断裂、疲劳、裂纹等问题。
韧性通常分为断裂韧性和塑性韧性两种。
断裂韧性指材料在破坏前的吸收能量的能力，而塑性韧性指材料发生塑性变形时吸收能量的能力。
这两种韧性都是衡量材料耐久性和疲劳性的重要指标。
三、延展性延展性是指材料在受到拉力或挤压力作用下，在不断变形的过程中产生的延伸量。
高延展性的材料能够在受到外力时在一定程度上发生形变，而不是立即断裂或产生异形。
延展性通常用材料的伸长率和断后伸长率来衡量。
延展性对于金属、塑料、橡胶等许多工程材料都很重要，因为它们可以在受到重要载荷时产生适当的挠曲，从而减轻载荷。
例如，在建筑结构和机械工程中广泛应用高延展性的钢材，因为它能够缓冲瞬间高峰负荷并保持结构稳定。
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• (2)伸长率:是指试样拉断后的标距伸长量Δ
L 与原始标距L 0之比。
伸长率和断面收缩率只是材料塑性的标志，一般不作为设计零件的直接依据。 (伸长率、断面收缩率)
工程材料及热加工
练习题一
第一章 工程材料力学性能
• 拉力试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉力试验 后，将已断裂的试样对接起来测量，若最后的标距长度为 71mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的伸长率 和断面收缩率的值？
12 Μ μ mu mju 缪
23 Ψ ψ psi psai 普西
24 Ω ω omega o`miga 欧米伽
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
• 1.1 金属材料力学性能的主要指标
1. 强度、刚度、塑性
• 拉伸试验
1.拉伸试样
GB6397-86规定《金属拉伸试样》有：
圆形、矩形、异型及全截面．
材料的冲击值一般不作为设计零件的直接依据，只是作为材料的韧性指标。
（冲击试验）
工程材料及热加工
五. 断裂韧性
第一章 工程材料力学性能
• 断裂韧性是指带微裂纹的材料或零件阻止裂纹扩展的能力。金属材 料从冶炼到各种加工过程，都有可能在材料内部产生微裂纹，这种裂 纹的存在降低了材料的工作应力，但不是存在微裂纹的零件一概不能 使用。当零件承受载荷而在其内部产生应力集中时，裂纹尖端处呈现 应力集中，其大小与裂纹长度和裂纹尖端曲率半径有关，在裂纹尖端 附近的微小区域内，存在一个很复杂的应力场，其大小用应力强度因
洛氏硬度实验原理示意图
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
(2)洛氏硬度表示方法——如40～45HRC
常见洛氏硬度的试验条件及应用范围
工程材料及热加工
3.维氏硬度 HV ( diamond penetrator
hardness )
第一章 工程材料力学性能
适用范围: ➢ 测量薄板类 ; ➢ HV≈HBS ;
3 Γ γ gamma ga:m 伽马
15 Ο ο omicron omik`ron 奥密
4 Δ δ delta delt 德尔塔
克戎
5 Ε ε epsilon ep`silon 伊普西 16 ∏ π pi pai 派
龙
17 Ρ ρ rho rou 肉
6 Ζ ζ zeta zat 截塔
18 ∑ σ sigma `sigma 西格马
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
★强度: 材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。
• 2．屈服强度
屈服强度是静拉伸过程中开始产生塑性变形时的应力，即为拉伸曲
线上S点的载荷大小与试棒原始截面积之比，用σS表示：
σS=Fs /A0(Mpa)
•
但有些材料没有明显的屈服点S，因此，规定以试样产生0.2%
1.布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )
硬度值+符号HBS或HBW +(球体直径、载荷及载荷保持时间 )。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在 1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值 为120。
布氏硬度计
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
σb表示：
抗拉强度表示材料在拉力作用下抵抗断裂的能力，是 设计和选材的重要力学性能指标之一。
合金化、热处理、冷热加工对材料的σS、σb数值会
发生很大的影响。
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
4.★塑性:
是指材料在载荷作用下产生变形而不被破坏的能力。
• (1)断面收缩率: 是指试样拉断处横截面积的收 缩量与原始横截面积之比。
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
1943年美国T-2油轮发生断裂
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
三、硬度
•★硬度( hardness ):是指材料抵抗其他硬物体 压入其表面的能力
F
•常用测量硬度的方法
D D
布氏硬度HB
d
洛氏硬度HR
维氏硬度HV
*锉刀法
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
第一章 工程材料力学性能
• 教学目标:
• 掌握材料的主要力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、 伸长率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断 裂韧性等力学性能及其测试原理；
工程材料及热加工
金属材料的力学性能
第一章 工程材料力学性能
定义 : 金属材料的力学性能是指金属材料在不同
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
二、疲劳强度( fatigue strength ):
★表示材料经无数次交变载荷作用而不致 引起断裂的最大应力值。
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
钢材的循环次数一般取 N = 107 有色金属的循环次数一般取 N = 108
钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系: σ-1 = (0.45～0.55)σ b
试样断后测得的伸长)，弹性伸长gf。
工程材料及热加工
4.不同材料的拉伸曲线
第一章 工程材料力学性能
退火低碳钢
中碳调质钢
淬火钢及铸铁
低、中回火钢
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
1．弹性模量（刚度） 在弹性变形范围内，应力与应变的比值（OP的斜率）称为材料的弹性模量，工
程上称为刚度，即为：
式中：
耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等；
• 工艺性能：
铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、 热处理工艺性等。
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
希腊字母发音
• 1 Α α 纽
2 Β β beta bet 贝塔
14 Ξ ξ xi ksi 克西
Fe Fs
b k
Fb
Fp
o
g
Δl u Δl b
Δl
Δl f
第一章 工程材料力学性能
• op段：比例弹性变形阶段； • pe段：非比例弹性变形阶段； • 平台或锯齿（s段）：屈服阶段； • sb段：均匀塑性变形阶段，是强化阶
段。
• b点：形成了“缩颈”。 • bk段：非均匀变形阶段，承载下降，
到k点断裂。 • 断裂总伸长为Of，其中塑形变形Og(
F A0
F
r2
（MPa）（单位截面上的拉力）； （单位长度上的伸长量）。
弹性模量E是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。E愈大，则使其产生一定量 弹性变形的应力也应愈大。金属材料弹性模量E主要决定于金属材料本身的性质， 是金属材料最稳定的性能之一。各种加工工艺对其影响甚小，在室温下，钢的弹性 模量大都是在19×104～22×104MPa之间，但弹性模量随温度的升高逐渐降低。
冲击韧性aku为（即以试样冲断时消耗的功表示材料的冲击值）：
式中：G—为摆锤的质量（kg）；H1、H2—分别为冲击前、后摆锤的高度（m）； A—为试样断口处的截面积（cm2）。
对于脆性材料（如铸铁、工、模具钢等），做冲击弯曲试验时，试样不开缺口，因 为开缺口的材料冲击值太低，难以比较不同材料冲击韧性的差异。
工程材料及热加工
作业
第一章 工程材料力学性能
• １．熟悉拉伸曲线
• ２．掌握强度、塑性、硬度等指标，了 解这些指标在工程上的应用．
工程材料及热加工
第一章 工程材料力学性能
第一章 工程材料力学性能概念
END
F
常用标准圆截面试样。
长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0
拉伸试样
d0
F
l0
L
dk
lk
工程材料及热加工
• 2.拉伸过程
第一章 工程材料力学性能
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第一章 工程材料力学性能
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
拉伸试 验机
拉伸试验 （视频）
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3.拉伸曲线
F
es p
7 Η η eta eit 艾塔
19 Τ τ tau tau 套
8 Θ θ thet θit 西塔
20 Υ υ upsilon jup`silon 宇普西
9 Ι ι iot aiot 约塔
龙
10 Κ κ kappa kap 卡帕
21 Φ φ phi fai 佛爱
11 ∧ λ lambda lambd 兰布达 22 Χ χ chi phai 西
适用范围: ❖ ＜650HBW(硬质合金)
❖ ＜450HBS（淬火钢球）
应用范围： 测定结果较稳定、准 确；但不宜测太薄、太硬或成品 件。 HBS用于测小于450的材料； HBW用测小于650的材料。 主要用来测灰铸铁、有色金属及 经退火、正火和调质处理的钢材。
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第一章 工程材料力学性能
2.洛氏硬度 HR ( Rockwll hardness )
1）试验原理：用顶角为120°的金刚石圆锥 或直径为1.588mm的淬火钢球作压头，在初始试 验力F1（98N）及总试验力F作用下，将压头压入 试样表面，按规定保持时间后卸除主试验力，用测 量的残余压痕深度增量计算硬度。
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第一章 工程材料力学性能
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锉刀法（了解）:
第一章 工程材料力学性能
一组硬度差为5HRC的锉刀。 例如: 10HRC、15HRC、20HRC等。
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四、冲击韧性( notch toughness ):
★材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
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