金属材料力学性能测试
金属行业金属材料的力学性能测试方法
金属行业金属材料的力学性能测试方法金属材料的力学性能测试是金属行业中非常重要的一项工作，它可以用来评估金属材料的力学性能，帮助我们了解这些材料在实际应用中的表现和可靠性。
本文将介绍几种常用的金属材料力学性能测试方法，并对其原理和应用进行详细说明。
一、拉伸试验拉伸试验是测量金属材料在拉伸过程中的力学性能的一种常用方法。
它通过施加拉伸载荷并记录应力和应变的变化来评估材料的强度、延展性和韧性等指标。
在拉伸试验中，常用的测试参数包括屈服强度、断裂强度、断裂延伸率等。
二、硬度测试硬度测试是评估金属材料硬度的方法之一，它可以用来衡量金属材料抵抗形变和破坏的能力。
常见的硬度测试方法有洛氏硬度测试、巴氏硬度测试和维氏硬度测试等。
这些测试方法都通过施加一定压力并测量材料表面的印痕或弹痕来评估材料的硬度。
三、冲击试验冲击试验是评估金属材料在受冲击载荷下的抗冲击性能的方法之一。
常用的冲击试验方法包括冲击弯曲试验和冲击拉伸试验等。
这些试验通过施加冲击力并记录材料的断裂形态和断裂能量来评估材料的韧性和抗冲击能力。
四、压缩试验压缩试验是测量金属材料在受压载荷下的力学性能的方法之一。
它可以用来评估金属材料的强度、稳定性和抗压能力等指标。
在压缩试验中，常用的测试参数包括屈服强度、最大压缩应力和压缩模量等。
五、扭转试验扭转试验是测量金属材料在扭转载荷下的力学性能的一种常用方法。
它可以用来评估金属材料的刚度、强度和韧性等指标。
在扭转试验中，通过施加扭矩并记录应力和应变的变化来评估材料的扭转性能。
总结：金属行业中，对金属材料的力学性能进行测试是非常重要的工作。
本文介绍了几种常用的金属材料力学性能测试方法，包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验、压缩试验和扭转试验等。
通过这些测试方法，我们可以全面了解金属材料的力学性能，为金属行业的生产和应用提供科学的依据。
在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的测试方法，以确保金属材料的安全可靠性。
金属材料的力学性能与测试方法
金属材料的力学性能与测试方法导语：金属材料作为一种重要的结构材料，其力学性能对于工程设计和材料选择具有重要的影响。
本文将介绍金属材料的力学性能参数及其测试方法，以及测试过程中需要注意的问题。
一、金属材料的力学性能参数金属材料的力学性能参数主要包括强度、延展性、硬度、韧性、疲劳性和冷加工性等。
1. 强度强度是金属材料的抗拉、抗压、抗弯或剪切等力学性能的表征。
常见的强度参数有屈服强度、抗拉强度、抗压强度和抗弯强度等。
屈服强度指的是金属材料开始产生塑性变形时所经受的最大应力；抗拉强度指的是金属材料在拉伸断裂之前能承受的最大应力。
2. 延展性延展性是材料在拉伸过程中的塑性变形能力。
常见的延展性参数有延伸率和断面收缩率等。
延伸率是指金属样品在拉伸过程中断裂前的伸长程度；断面收缩率是指拉伸断裂后试样的横截面积缩小的比例。
3. 硬度硬度是金属材料抵抗表面压痕或穿刺的能力。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
4. 韧性韧性是金属材料在受到冲击或扭曲力作用下的能量吸收能力。
常见的韧性测试方法包括冲击试验和扭转试验。
5. 疲劳性疲劳性是金属材料在交变应力作用下的抗疲劳性能。
常见的疲劳测试方法有拉伸疲劳试验和弯曲疲劳试验等。
6. 冷加工性冷加工性是指金属材料在冷变形（如冷轧、冷拔等）过程中的变形能力。
冷加工性好的金属材料可以在变形过程中获得较高的强度和硬度。
二、金属材料的力学性能测试方法1. 拉伸试验拉伸试验是测量金属材料强度和延展性的常用方法。
该试验通过施加拉应力使金属样品产生塑性变形，测量应力和应变相关的参数以评估材料的机械性能。
2. 压缩试验压缩试验是测量金属材料抗压强度和压缩性能的方法。
该试验通过施加压应力使金属样本发生塑性变形，测量相应的应力和应变以评估材料的机械性能。
3. 弯曲试验弯曲试验是测量金属材料抗弯强度和韧性的常用方法。
该试验通过在金属样品上施加弯曲力，通过测量不同位置上的应变和应力来评估材料的机械性能。
金属材料的力学性能及其测试方法
金属材料的力学性能及其测试方法金属材料是广泛应用于各种机械、电子、汽车等领域中的材料。
其作为一种材料，具有许多优点，如高强度、高可塑性、热稳定性和化学稳定性等。
在应用中，金属材料的力学性能是十分重要的参数。
因此，本文主要介绍金属材料的力学性能及其测试方法，以期对相关领域的工作者有所帮助。
第一节：金属材料的力学性能金属材料的力学性能通常包括弹性模量、屈服强度、延伸率、断裂韧性和硬度等。
这里从简单到复杂介绍这些性能参数。
1. 弹性模量弹性模量是金属材料在弹性变形范围内受到应力作用时所表现的一种机械性质。
它的表达式为：E = σ / ε其中E为杨氏模量，单位为MPa；σ为所受应力，单位为MPa；ε为所受弹性应变，无量纲。
弹性模量是金属材料的一个重要指标，它可以衡量金属材料抵抗形变能力的大小。
对于不同的金属材料而言，其弹性模量不同。
2. 屈服强度屈服强度是金属材料在单向轴向拉伸状态下特定应变量时所表现出来的应力大小。
它是指材料能承受的最大应力，以使材料不发生塑性变形。
对于各种金属材料而言，其屈服强度不同。
3. 延伸率延伸率是一个指标，它可以衡量金属材料在受到拉伸应力时，其在一定程度内能够进行延伸的能力。
延伸率的计算公式如下：％EL = (L2 - L1) / L1 × 100%其中％EL表示材料的延伸率，L1和L2分别表示金属材料在断裂前和断裂后的长度，单位为毫米。
4. 断裂韧性断裂韧性是指金属材料在受到极限应力作用下未能抗下，而在断裂破裂时所表现出来的承受能力。
这个承受能力在物质的许多特性中是最为重要的指标之一。
金属材料的断裂韧性通常使用KIC值（裂纹扩展韧性指数）来表达。
5. 硬度硬度是材料抵抗硬物的能力。
一般来说，硬度越高的材料，则可以抵御更大的压力，并且更耐磨。
对于金属材料而言，其硬度主要有三种测试方法，分别是洛氏硬度试验、布氏硬度试验和维氏硬度试验。
第二节：金属材料的测试方法要测试金属材料的一些力学性能参数，需要运用不同的测试方法。
金属材料性能测试方法介绍
金属材料性能测试方法介绍一、金属材料性能测试方法概述金属材料性能测试方法是评估金属材料质量和性能的重要手段。
通过对金属材料进行性能测试，可以了解其力学性能、物理性能、化学性能等方面的表现，为金属材料的选材、加工和应用提供科学依据。
下面将介绍几种常用的金属材料性能测试方法。
二、金属材料力学性能测试1.拉伸试验：拉伸试验是评价金属材料抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能的重要方法。
通过在拉伸试验机上施加拉力，可以得到金属材料的应力-应变曲线，进而分析金属材料的力学性能。
2.硬度测试：硬度测试是评价金属材料抗压、抗划伤等性能的方法。
常用的硬度测试方法有洛氏硬度测试、巴氏硬度测试、维氏硬度测试等，通过硬度测试可以了解金属材料的硬度大小及其均匀性。
三、金属材料物理性能测试1.热膨胀系数测试：热膨胀系数测试是评价金属材料热膨胀性能的方法。
通过在一定温度范围内对金属材料进行热膨胀系数测试，可以了解金属材料在温度变化下的膨胀情况。
2.电导率测试：电导率测试是评价金属材料导电性能的方法。
通过在一定条件下对金属材料进行电导率测试，可以了解金属材料的导电性能及其应用范围。
四、金属材料化学性能测试1.腐蚀试验：腐蚀试验是评价金属材料耐腐蚀性能的方法。
通过将金属材料置于不同腐蚀介质中，观察其腐蚀程度和速率，可以了解金属材料的耐腐蚀性能。
2.化学成分分析：化学成分分析是评价金属材料成分含量的方法。
通过对金属材料进行化学成分分析，可以了解其主要元素含量及杂质含量，为金属材料的质量控制提供依据。
五、结语金属材料性能测试方法是评价金属材料质量和性能的重要手段，对于保证金属材料的质量和安全具有重要意义。
通过了解和掌握金属材料性能测试方法，可以更好地选择和应用金属材料，提高金属材料的利用效率和经济效益。
希望本文介绍的金属材料性能测试方法对您有所帮助。
金属材料静态力学性能测试
金属材料静态力学性能测试一、实验目的和内容1、测定金属材料的拉伸、压缩和扭转时力学性能参数，如屈服极限，强度极限等；2、观察实验现象，并比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的变形及破坏形式。
3、比较金属材料在拉伸、压缩和扭转时的力学性能特点。
二、实验名称拉伸试验，压缩试验，扭转实验。
三、实验设备电子式万能材料试验机（WDW3100型） 电子扭转试验机 游标卡尺四、试件1、拉伸试验所采用的试件试件采用两种材料：低碳钢和铸铁。
低碳钢属 于塑性材料；铸铁属于脆性材料。
试件的外形如图 1所示。
本实验采用的试件是GB228-87规定的“标 准试件”中的一种。
试件的标距等截面测试部分长度mm l 1000=，直径mm d 100=。
2、压缩试验所采用的试件试件的形状如图2所示，本实验采用的试件是国际规定的“标准试件”中的一种。
图2 压缩试件3、扭转试验所采用的试件采用标准试件，类似拉伸试件。
五、实验原理拉伸实验原理：d 0压缩实验原理：扭转实验原理：六、实验方法及步骤（一）拉伸试验测定一种材料的力学性能，一般应用一组试件（3～6根）来进行，而且应该尽可能每一根试件都测出所要求的性能。
我们主要是学习试验方法，所以我们测定低碳钢σs、σb、δ、ψ的拉伸试验只用一根试件来进行。
其试验步骤如下：1、测量试件尺寸，主要是测量试件的直径和标距。
在标距部分取上、中、下三个截面，对每一个截面用游标卡尺（精度0.02mm）测量互相垂直方向的直径各一次，取其平均值最小截面处的平均直径作为试件的直径。
2、顺时针旋转钥匙打开试验机。
3、用远控盒调整上下夹头的位置，将试件装在实验机的夹具上。
4、打开实验软件，先点联机按钮，然后设置参数。
点击参数录入按钮,输入试验编号及试样参数等。
点击参数设置按钮，输入试验开始点、横梁速度及方向等。
5、选择试验编号和实验曲线，将负荷与位移清零。
6、点击“试验开始”按钮，开始式样，同时仔细观察试样在试验过程中的各种现象。
金属材料力学性能检测
K为常数，通常取5.65或11.3，k=5.65时也称为短试样，此时的原始标 距应不少于15mm；k=11.3试样称为长试样 对于圆形试样，标距长度为工作直径d的5倍时为短试样，为10倍时为长 试样。但在特殊情况有关标准有规定时，也用4d或8d的试样
2 拉伸试样分类
物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力
抗拉强度 — 是脆性材料选材的依据。 屈服强度与抗拉强度的比值σS / σb称为屈强比。 屈强比小，工程构件的可靠性高，说明即使外载荷或某些 意外因素使金属变形，也不至于立即断裂。但若屈强比过 小，则材料强度的有效利用率太低。
3.刚度
材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力称为刚度。
塑性：指金属发生塑性变形而不被 破坏的能力。
载荷
作用在机件上的外力——载荷
静载荷 动载荷
静载荷：逐渐而缓慢地作用在工作上的力 如机床床身的压力、钢索的拉力
动载荷：包括冲击及交变载荷 如空气锤杆所受的冲击力、齿轮、弹簧
静拉伸试验（所加载荷为静载荷）
是一种较简单的力学性能试验，能够清楚地反映出材料受力 后所发生的弹性、弹塑性与断裂三个变形阶段的基本特性。 经拉伸试验对所测试的力学性能指标的测量稳定可靠，而且 理论计算方便，因此各国及国际组织都制定了完善的拉伸试 验方法标准，将拉伸试验方法列为力学性能试验中最基本、 最重要的试验项目。
布
氏
表示方法：硬度值+HBS(HBW)+D+F+t
硬 度
120HBS10/1000/30
压 痕
表示直径为10mm的钢球在1000kgf
载荷作用下保持30s测得的布氏硬度
值为120。
金属材料力学性能测试规范
金属材料力学性能测试规范一、金属材料力学性能测试的重要性金属材料的力学性能是指材料在受到外力作用时所表现出的特性，包括强度、硬度、韧性、塑性等。
这些性能直接影响着材料在实际应用中的可靠性和安全性。
例如，在建筑领域，钢材的强度决定了建筑物的承载能力；在机械制造中，零部件的硬度和韧性关系到其使用寿命和运行稳定性。
因此，通过科学、规范的测试方法获取准确的力学性能数据，对于材料的选择、设计和质量控制具有重要意义。
二、常见的金属材料力学性能测试项目1、拉伸试验拉伸试验是评估金属材料强度和塑性的最基本方法。
通过对标准试样施加逐渐增加的轴向拉力，测量试样在拉伸过程中的变形和断裂特性。
主要测试指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率等。
2、硬度试验硬度是衡量金属材料抵抗局部变形能力的指标。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
硬度测试可以快速、简便地评估材料的硬度分布和加工硬化程度。
3、冲击试验冲击试验用于测定金属材料在冲击载荷下的韧性。
通过使标准试样承受一定能量的冲击，观察试样断裂的情况，计算冲击吸收功，以评估材料的抗冲击性能。
4、疲劳试验疲劳试验模拟材料在交变载荷作用下的失效行为。
通过对试样进行多次循环加载，记录试样发生疲劳破坏的循环次数，从而评估材料的疲劳强度和寿命。
三、测试设备和仪器1、万能材料试验机万能材料试验机是进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试的主要设备。
它能够精确控制加载速率和测量试样的变形。
2、硬度计根据不同的硬度测试方法，选择相应的硬度计，如布氏硬度计、洛氏硬度计、维氏硬度计等。
3、冲击试验机冲击试验机用于进行冲击试验，常见的有摆锤式冲击试验机和落锤式冲击试验机。
4、疲劳试验机疲劳试验机专门用于进行疲劳性能测试，包括旋转弯曲疲劳试验机、轴向疲劳试验机等。
四、试样制备试样的制备是保证测试结果准确性的关键环节。
试样的尺寸、形状和加工精度应符合相关标准的要求。
1、拉伸试样通常采用圆形或矩形截面的试样，其标距长度、直径或宽度等尺寸应根据材料的种类和测试标准进行确定。
(完整版)金属材料的力学性能测试题
一、填空题（60分）1.金属材料的性能的性能包括和。
2.力学性能包括、、、、。
3.圆柱形拉伸试样分为和两种。
4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、、、四个阶段。
5.金属材料的强度指标主要有和。
6.金属材料的塑性指标主要有和。
7.硬度测定方法有、、。
8.夏比摆锤冲击试样有和两种。
9.载荷的形式一般有载荷、载荷和载荷三种。
10.钢铁材料的循环基数为，非铁金属循环基数为。
11.提高金属疲劳强度的方法有和。
12.50HRC表示用“C”标尺测定的硬度值为。
13.150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球，在kgf试验力作用下，保持s时测得的布氏硬度值为。
14.金属材料的工艺性能包括、、、、。
二、判断题（25分）1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能。
（）2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。
（）3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。
（）4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时，拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。
（）5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号A表示。
（）6.现有标准圆形截面长试样A和短试样B，经拉伸试验测得δ10、δ5均为25%，表明试样A的塑性比试样B好。
( )7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
（）8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。
（）9.洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。
（）10.洛氏硬度HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。
（）11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。
（）12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。
（）13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。
( )14.拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线，又称为拉伸曲线。
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疲劳：循环应力或循环应变，产生局部损伤， 裂纹或突然发生完全断裂的过程
二、电子万能试验机
电子万能材料试验机
技术指标： 最大拉力:100KN 预变形：定位移、定拉力 拉伸速率：0-120mm/min 常用速率： Mg合金——1~3mm/min 低碳钢——5~8mm/min 主要功能： 测试各种材料在常温条件下的 拉伸、压缩力学性能。 （屈服强度，抗、拉压强 度和弹性模量）
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升 高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷 热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。可以通过 增加横截面积或改变截面形状来提高零件的刚度。
2、强度与塑性
• 强度：材料在外力作用下抵抗变
形与断裂的能力。
屈服强度s：材料发生微量塑性
0.2
变形时的应力值。
弯曲
技术指标： 最大压力:100KN 速率：0-120mm/min
特点： （1）试样形状简单、操作方 便。常用于测定铸铁、铸造 合金、工具钢和硬质合金等 脆性和低塑形材料的强度和 显示塑性的差别。 （2）弯曲试样表面应力最大， 可较灵敏地反映材料表面缺 陷。
抗弯强度按下式计算： σ=M/W M=FL/4(三点弯曲) M=FL/2(四点弯曲) W=πd³/32(圆柱形试样) W=bh²/6(矩形试样， b-宽，h- 高)
谢谢大家！
高温电子万能材料试验机
高温拉伸试样-加引伸计
高温拉伸试样-加引伸计
拉断前
拉断后
四、常温冲击
• 冲击韧性：是指材料抵 抗冲击载荷作用而不破 坏的能力。
指标为冲击 韧性值ak(通 过冲击实验 测得)。
冲击试样
本实验采用GB/T229-1994标准规定的10mmx10mmx55mmV 型缺口试样
压缩
技术指标：
最大压力:100KN 预变性：定位移
定压力 速率：0-120mm/min
特点： 拉伸时塑性很好的 材料在压缩时只发 生压缩变形而不会 断裂。 脆性金属材料在拉 伸时产生垂直于载 荷轴线的正断，塑 性几乎为零，而在 压缩时除能产生一 定的塑形变形外， 常沿与轴线呈
45°方向产生断裂， 具有切断特征。
纤维区 晶状区 剪切唇
六、示波冲击
示波冲击试验机
力特征值：
Fgy-屈服力 Fm-最大力
Fiu-裂纹启裂力 Fa-裂纹止裂力 位移特征值：
Sgy-屈服位移 Sm-最大力位移 Siu-裂纹启裂力 Sa-裂纹止裂位移 St-总位移 能量特征值：
We：弹性变形功 Wd：弹塑性变形功 Wp1：裂纹稳态扩展功 Wp3：裂纹撕裂功 Wp2：裂纹剩余扩展功
条件屈服强度0.2：国标中规定为 试样的塑性变形量为试样标距的
0.2%时材料所承受的的应力值。
抗拉强度b：材料断裂前所承受
的最大应力值。 s
塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不破坏的性能
指标为：
伸长率： l1 l0 100%
l0
断面收缩率：S0 S1 100%
S0
拉 伸 试
样
的
颈
缩
断裂后
现
象
添加实物图
Q235-10mmx10mmx55mmV型缺口试 样
五、低温冲击
冷脆转变温度Tk：由于温度 降低造成金属由韧性状态 转变为脆性状态的温度。 测定Tk的方法： （1）能量法：冲击吸收功 降低到某一个具体数值时 的温度定为Tk。 （2）端口形貌法：端口形 貌中纤维区所占面积下降 到50%时所对应的温度。
目录
一、金属材料力学性能简介 二、电子万能试验机 三、高温电子万能试验机 四、常温冲击试验机 五、低温冲击试验机 六、示波冲击试验机
一、金属材料力学性能简介
力学性能
材 料
使用性能
物理性能 化学性能
的
性
铸造性能
能
工艺性能
锻压性能 焊接性能
热处理性能
力学性能
静载时 动载时
——材料抵抗各种外加载荷的能力。 弹性：弹性形变 刚度：产生弹性变形的难易程度 强度：抵抗永久变形和断裂的能力 塑性：塑性变形 硬度：抵抗硬物压入的能力
脆性金属材料在拉伸和压缩载 荷下的力学行为
1-拉伸力-位移2-压力-位移
金属压力-位移曲线 1-脆性材料 2-塑性材料
三、高温电子万能试验机
技术指标： 最大拉力：300KN 温度范围： 100-200℃
200-500℃ 500-900℃ 保温时间：样品尺寸确定 拉伸速度：0—120mm/min 主要功能：测试各种材料在 高温条件下的拉伸力学性能。 （屈服强度，抗拉强度和弹 性模量）
说明： ① 用断面收缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。
② 直径d0 当l0=10d0 时，伸长率用10 表示； 当l0=5d0 时，伸长率用5 表示。
显然5> 10 ③ < 5%时，无颈缩，为脆性材料表征
>5% 时，有颈缩，为塑性材料表征
表1 圆形横截面比例试样
表2 矩形横截面比例试样
低碳钢的拉伸力-伸长曲线
F
弹 性 变 形
塑 性 屈服 变 形
s
e
O
Fs Fb
缩颈
b
断裂
k
L
1、弹性和刚度
• 弹性：指标为弹性极限e，即材料承受最大弹性变 形时的应力。
• 刚度：材料保持原有形状与尺寸的能力。指标为弹
性模量E。
E
tg
（MP） a