《金属材料与热处理》第一章至第二章
金属材料与热处理题库及答案
金属材料与热处理习题及答案第一章金属的结构与结晶一、判断题1、非晶体具有各同性的特点。
( √)2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。
(×)3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。
( ×)4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。
( ×)5、单晶体具有各向异性的特点。
( √)6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。
( √)7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。
( √)8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。
( √)10、非晶体具有各异性的特点。
( ×)11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。
( √)12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。
( √)13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。
( √)14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。
( √)15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。
( √)16、金属材料是金属及其合金的总称。
( √)17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。
( √)18、金是属于面心立方晶格。
( √)19、银是属于面心立方晶格。
( √)20、铜是属于面心立方晶格。
( √)21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。
( √)22、晶粒间交接的地方称为晶界。
( √)23、晶界越多，金属材料的性能越好。
( √)24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。
( √)25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。
( √)26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。
( √)27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。
( √)28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。
( √)29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。
( √)30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。
( √)31、晶体有规则的几何图形。
( √)32、非晶体没有规则的几何图形。
《金属材料与热处理》课后习题答案
第1章金属的结构与结晶一、填空：1、原子呈无序堆积状态的物体叫，原子呈有序、有规则排列的物体称为。
一般固态金属都属于。
2、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为。
通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的的直线，称为。
3、常见的金属晶格类型有、和三种。
铬属于晶格，铜属于晶格，锌属于晶格。
4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和等。
晶体缺陷的存在都会造成，使增大，从而使金属的提高。
5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。
6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。
冷却曲线的纵坐标表示，横坐标表示。
7、与之差称为过冷度。
过冷度的大小与有关，越快，金属的实际结晶温度越，过冷度也就越大。
8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。
9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。
10、金属在下，随温度的改变，由转变为的现象称为同素异构转变。
二、判断：1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。
（）2、非晶体具有各向同性的特点。
（）3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。
（）4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。
（）5、金属结晶时过冷度越大，结晶后晶粒越粗。
（）6、一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。
（）7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。
（）8、单晶体具有各向异性的特点。
（）9、在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。
（）10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。
（）11、金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。
（）三、选择1、α—Fe是具有（）晶格的铁。
A、体心立方B、面心立方C、密排六方2、纯铁在1450℃时为（）晶格，在1000℃时为（）晶格，在600℃时为（）晶格。
A、体心立方B、面心立方C、密排六方3、纯铁在700℃时称为（），在1000℃时称为（），在1500℃时称为（）。
A、α—FeB、γ—FeC、δ—Fe4、γ—Fe转变为α—Fe时，纯铁体积会（）。
《金属材料与热处理》教学大纲
《金属材料与热处理》教学大纲1、 说明1、 课程的性质和内容金属材料与热处理是一门技术基础课。
其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。
2、 课程的任务和要求本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。
通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：（1） 了解金属学的基本知识。
（2） 掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。
（3） 了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。
（4） 了解热处理的一般原理及其工艺。
（5） 了解热处理工艺在实际生产中的应用。
3、 教学中应注意的问题(1) 认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。
(2) 在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。
(3) 加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。
(4) 有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。
2、 教学要求、内容、建议及学时分配。
（总学时80课时，开课时间为：高一上期）绪论 总学时 1教学要求1、 明确学习本课程的目的。
2、 了解本课程的基本内容。
教学内容1、 学习金属材料与热处理的目的。
2、 金属材料与热处理的基本内容。
3、 金属材料与热处理的发展史。
4、 金属材料在工农业生产中的应用。
教学建议1、 结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。
2、 展望金属材料与热处理的发展前景。
第1章 金属的结构与结晶 总学时2教学要求1、 了解金属的晶体结构。
2、 掌握纯金属的结晶过程。
3、 掌握纯铁的同素异构转变。
教学内容§1-1 金属的晶体结构1、 晶体与非晶体2、 晶体结构的概念3、 金属晶格的类型§1-2 纯金属的结晶1、 纯金属的冷却曲线及过冷度2、 纯金属的结晶过程3、 晶粒大小对金属力学性能的影响4、 金属晶体缺陷§1-3 金属的同素异构转变教学建议1、 晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。
《金属材料与热处理》教案
基本概念：一、晶体与非晶体晶体：表示的是原子呈有序和有规则排列的物质。
（各向异性）非晶体：表示是原子呈无序的杂乱无章的排列形式的物质。
（各向同性）晶体和非晶体的对比项目晶体非晶体定义原子呈有序、有规则排列的物质原子呈无序、无规则堆积的物质性能特点具有规则的几何形状有一定的熔点，性能呈各向异性没有规则的几何形状有固定的熔点，性能呈各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶二、晶体的结构的概念（基本概念：）1、晶格：表示原子在晶体中排列的有规律的空间格架。
2、晶胞：能够完整地反映晶格特征的最小几何单元。
3、晶面：金属晶体中通过原子中心的平面。
4、晶向：通过原子中心的直线，可代表晶格空间的一定方向。
三、金属晶格的类型1、体心立方晶格（9个原子）2、面心立方晶格（14个原子）3、密排六方晶格（17个原子）四、单晶体与多晶体晶粒——组成金属的小晶体。
晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。
晶体内部原子排列模型晶格和晶胞示意图a）晶格b）晶胞单晶体——晶体内部原子的排列位向是完全一致的晶体。
多晶体——由许多晶粒组成的晶体。
单晶体表现出各向异性，多晶体显示出各向同性，也称“伪无向性”。
五、金属的晶体结构的缺陷晶体缺陷——由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。
1. 点缺陷——空位、间隙原子和置代原子无论是空位、间隙原子还是置代原子，在其周围都会使晶格产生变形，这种现象称为晶格畸变。
上述三种晶体缺陷造成的晶格畸变区仅限于缺陷原子周围的较小区域，故统称 为点缺陷。
2．线缺陷——位错位错的特点之一是很容易在晶体中移动，金属材料的塑性变形就是通过位错的运动来实现的。
在晶体中，位错的晶格畸变发生在沿半原子面端面的狭长区域，故称为线缺陷。
单晶体示意图多晶体示意图 刃型位错示意图 a ） 立体图 b ） 平面图3．面缺陷——晶界和亚晶界晶界——晶粒与晶粒之间的分界面。
金属材料与热处理完整ppt课件
小角度晶界─相邻晶粒的位向差小于10°的晶 界。基本上由位错构成。
大角度晶界─相邻晶粒的位向差大于10°的晶 界。原子排列比较混乱，结构比较复杂。
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亚晶界： 晶粒内部位向差小于 1° 的亚结构，也称为亚晶
粒，亚晶之间的界面，称为亚晶界。通常由位错构成。
亚晶界
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相界：不同结构的晶粒之间的界面 界面结构类型: 共格界面, 半共格, 非共格
同晶向上的原子排列方式和排列 紧密程度是不一样的。下页的两 个表给出了体心立方晶格和面心 立方晶格中各主要晶面、晶向上 的原子排列方式和紧密程度。
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五、晶体的 同素异构转变(多晶型性转变) 金属由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的现
象称之为同素异构转变。（温度、压力）
α-Fe单晶体，密排方向 [111] 的弹性模量 E=290,000MN/m2，而非密排方向100的 E=135,000MN/m2。
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七、多晶体的伪各向同性 如Fe，不同方向上E均为210000MN/m2左右。 原因：实际材料为多晶体，各单晶粒分布的方向
不同，各向异性相互抵消，而呈现无向性。 ——伪各向异性。
如 Fe晶体，室温～912℃，体心立方，α- Fe，
912 ℃～1394 ℃，面心立方，γ-Fe， 1394 ℃ ～熔点1538 ℃ ，体心立方，δ-Fe。 Fe, Mn, Ti , Co 等少数金属具有同素异构转变。 性能随之变化。
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六、晶体的各向异性
不同晶面和晶向上原子密度不同， 原子间距离 不同， 结合力不同－－晶体在不同方向上的力学、 物理和化学性能有所差异－－各向异性。
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案第一章：金属材料的概述教学目标：1. 了解金属材料的定义和分类。
2. 掌握金属材料的性质和用途。
教学内容：1. 金属材料的定义：金属材料是指由金属元素或金属合金组成的材料。
2. 金属材料的分类：金属材料主要包括纯金属和合金两大类。
3. 金属材料的性质：金属材料具有优良的导电性、导热性和韧性等。
4. 金属材料的用途：金属材料广泛应用于建筑、机械、电子等领域。
教学活动：1. 引入金属材料的概念，引导学生思考金属材料的日常应用。
2. 介绍金属材料的分类，让学生了解不同类型的金属材料。
3. 通过实例讲解金属材料的性质，如导电性、导热性和韧性等。
4. 探讨金属材料的用途，让学生了解金属材料在各个领域的重要性。
第二章：金属的结晶与晶体结构教学目标：1. 了解金属的结晶过程和晶体结构。
2. 掌握金属的晶体类型和性质。
教学内容：1. 金属的结晶过程：金属从液态转变为固态的过程称为结晶。
2. 金属的晶体结构：金属晶体主要由金属原子通过金属键相互连接而成。
3. 金属的晶体类型：金属晶体主要分为面心立方晶格和体心立方晶格两种类型。
4. 金属的晶体性质：不同晶体结构的金属具有不同的性质，如硬度和延展性等。
教学活动：1. 引入金属的结晶过程，引导学生了解结晶的基本概念。
2. 介绍金属的晶体结构，让学生掌握金属原子的排列方式。
3. 通过示意图讲解金属的晶体类型，如面心立方晶格和体心立方晶格。
4. 探讨金属的晶体性质，让学生了解不同晶体结构对金属性质的影响。
第三章：金属的塑性变形与再结晶教学目标：1. 了解金属的塑性变形和再结晶过程。
2. 掌握金属的塑性变形方式和再结晶的条件。
教学内容：1. 金属的塑性变形：金属在外力作用下发生形状改变而不断裂的过程。
2. 金属的塑性变形方式：主要包括拉伸、压缩、弯曲和扭转等。
3. 再结晶：金属在加热和冷却过程中，晶体结构发生改变的现象。
4. 再结晶的条件：再结晶发生的温度、应变量和时间等因素。
金属材料与热处理教材习题答案
《金属材料与热处理》教材习题答案作者：陈志毅绪论1．金属材料与热处理是一门怎样的课程？答：金属材料与热处理这门课程的内容主要包括金属材料的基本知识、金属的性能、金属学基础知识和热处理的基本知识等。
2．什么是从属与从属材料？答：所谓金属是指由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质。
如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。
而合金是指由一种金属元素与其它金属元素或非金属元素通过熔炼或其它方法合成的具有金属特性的材料，所以金属材料是金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。
3．怎样才能学好金属材料与热处理这门课程？答：金属材料与热处理是一门从生产实践中发展起来，又直接为生产服务的专业基础课，具有很强的实践性，因此在学习时应结合生产实际，弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其组织，组织决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；认真完成作业和实验等教学环节，就完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构与结晶1．什么是晶体和非晶体？它们在性能上有什么不同？想一想，除了金属，你在生活中还见过哪些晶体？答：原子呈有序、有规则排列的物质称为晶体；而原子呈无序、无规则堆积状态的物质称为非晶体。
晶体一般具有规则的几何形状、有一定的熔点，性能呈各向异性；而非晶体一般没有规则的几何形状和一定的熔点，性能呈各向同性。
生活中常见的食盐、冰糖、明矾等都有是典型的晶体。
2．什么是晶格和晶胞？金属中主要有哪三种晶格类型？它们的晶胞各有何特点？答：假想的能反映原子排列规律的空间格架，称为晶格。
晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。
我们把其中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元称为晶胞。
金属中主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三种晶格类型，体心立方晶格的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体的中心；面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶点和立方体六个面的中心；密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱，原子除排列于柱体的每个顶点和上、下两个底面的中心外，正六棱柱的中心还有三个原子。
金属材料与热处理课后习题
第一章金属材料基础知识1、什么是强度？材料强度设计的两个重要指标分别是什么？2、什么是塑性？塑性对材料的使用有何实际意义？3、绘出简化后的Fe-Fe3C相图。
4、根据Fe-Fe3C相图，说明下列现象的原因。
（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金的硬度高。
（2）一般要把钢材加热到1000~1250℃高温下进行锻轧加工。
（3）靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好。
5、随着含碳量的增加，钢的组织性能如何变化？6、铁碳相图中的几个单相分别是什么？其本质及性能如何？第二章钢的热处理原理1、何谓奥氏体？简述奥氏体转变的形成过程及影响奥氏体晶粒长大的因素。
奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响？2、什么是过冷奥氏体与残余奥氏体。
3、为什么相同含碳量的合金钢比碳素钢热处理的加热温度要高、保温时间要长？4、画出共析钢过冷奥氏体等温转变动力学图。
并标出：（1）各区的组织和临界点（线）代表的意义；（2）临界冷却曲线；，S，T＋M组织的冷却曲线。
（3）分别获得M、P、B下5、什么是第一类回火脆性和第二类回火脆性？如何消除？6、说明45钢试样（Φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，780℃，860℃，1100℃。
7、马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？8、简述随回火温度升高，淬火钢在回火过程中的组织转变过程与性能的变化趋势。
第三章钢的热处理工艺1、简述退火的种类、目的、用途。
2、什么是正火？正火有哪些应用？3、什么是淬火，淬火的主要目的是什么？4、什么是临界冷却速度？它与钢的淬透性有何关系？5、什么是表面淬火？表面淬火的方法有哪几种？表面淬火适应于什么钢？简述钢的表面淬火的目的及应用。
6、有一具有网状渗碳体的T12钢坯，应进行哪些热处理才能达到改善切削加工性能的目的？试说明热处理后的组织状态。
7、简述化学热处理的几个基本过程。
渗碳缓冷后和再经淬火回火后由表面到心部是由什么组织组成？8、什么是钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？如何影响？9、过共析钢一般在什么温度下淬火？为什么？10、将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：（1）若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？（2）如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？11、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用 45 钢，硬度要求 220 ～ 250HBS 。
金属材料与热处理(全)精选全文
2、常用的细化晶粒的方法：
A、增加过冷度
B、变质处理 C、振动处理。
三、同素异构转变
1、金属在固态下，随温度的改变有一种晶格转变为另一晶格的现象称为 同素异构转变。
2、具有同素异构转变的金属有：铁、钴、钛、锡、锰等。同一金属的同素 异构晶体按其稳定存在的温度，由低温到高温依次用希腊字母α，β，γ， δ等表示。
用HBS（HBW）表示，S表示钢球、W表示硬质合金球 当F、D一定时，布氏硬度与d有关，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。 （2）布氏硬度的表示方法：符号HBS之前的数字为硬度值符号后面按以下顺 序用数字表示条件：1）球体直径；2）试验力；3）试验力保持的时间 （10~15不标注）。
应用范围：主要适于灰铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不高的材料。
2、洛氏硬度
（1）测试原理：
采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后即 除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。
表示符号：HR
（2）标尺及其适用范围：
每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标 尺是A、B、C三种，其中C标尺应用最为广泛。
见表：P21 2-2
§2-2金属的力学性能
学习目的：★了解疲劳强度的概念。 ★ 掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的概念、硬
度测试及表示的方法。 ★掌握冲击韧性的测定方法。 教学重点与难点 ★布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的概念、硬度测
试及表示的方法。
§2-2金属的力学性能 教学过程：
复习：强度、塑性的概念及测定的方法。
2、 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状态的（如普通玻璃、松 香、树脂等）。 非晶体的原子则是无规律、无次序地堆积在一起的。
金属材料与热处理习题册参考答案
金属材料与热处理习题册答案绪论一、填空题 1成分组织热处理性能 2．光泽延展性导电性导热性合金 3．成分热处理性能性能二、思考题 答：机械工人所使用的工具、刀、夹、量具以及加工的零件大都是金属材料，所以了解金属材料与热处理的相关知识。
对我们工作中正确合理地使用这些工具；根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数；选择适当的切削用量；正确选择改善零件工艺性能的方法等都具有非常重要的指导意义。
第一章金属的结构与结晶一、填空题 1．非晶体晶体晶体 2．体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方 3．晶体缺陷间隙空位置代刃位错晶界亚晶界 4．无序液态有序固态 5．过冷度 6．冷却速度冷却速度低 7．形核长大 8．强度硬度塑性 9．固一种晶格另一种晶格 10．静冲击交变 11．弹性塑性塑性 12．材料内部与外力相对抗 13．内力不同 14．外部形状内部的结构二、判断题 1．√ 2．× 3．× 4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．√ 11．× 12．√ 13．√ 14．× 15．√三、选择题 1．A 2．C B A 3．B四、名词解释 1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多的小晶体组成的晶体称为多晶体。
3．答：弹性变形是指外力消除后，能够恢复的变形；塑性变形是指外力消除后，无法恢复的永久性的变形。
4．答：材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力；单位面积上所受的内力就称为应力。
五、思考与练习 1．冷却曲线上有一段水平线，是说明在这一时间段中温度是恒定的。
结晶实际上是原子由一个高能量级向一个较低的能量级转化的过程，所以在结晶时会放出一定的结晶潜热，结晶潜热使正在结晶的金属处于一种动态的热平衡，所以纯金属结晶是在恒温下进行的。
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金属材料与热处理（第五版）
目录
• 绪论 • 第一章 金属的结构与结晶 • 第二章 金属材料的性能 • 第三章 铁碳合金 • 第四章 钢的热处理 • 第五章 合金钢 • 第六章 铸铁 • 第七章 有色金属及硬质合金
绪论
• 什么是金属？ • 什么是金属材料？ • 本课程的主要内容 • 如何学好本课程？
第一章 金属的结构与结晶
1-1 金属的晶体结构 2-2 纯金属的结晶
§ 1-1 金属的晶体结构
一、 晶体与非晶体： 晶体：是原子呈有序、有规则排列的物质 非晶体：是原子呈无序、无规则堆积的物质
二、 金属的晶格类型：
1、 体心立方晶格： 2、面心立方晶格： 3、密排六方晶格：
三、单晶体与多晶体：
2-1金属材料的损坏与塑性变形
• 损坏的形式：变形、断裂、磨损 • 变形：零件在外力作用下形状和尺寸所发
生的变化 • 弹性变形：指外力消除后能够恢复的变形 • 塑性变形：指外力消除后无法恢复的永久
性变形 • 断裂：零件在外力作用下发生开裂或折断 • 磨损：因磨擦而使零件尺寸、表面形状和
表面表面质量发生变化的现象
例：（略）
三、硬度
定义：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、 压痕或划痕的能力
常用的试验方法：布氏硬度实验方法、洛氏 硬度实验方法、维氏硬度实验方法
1、布氏硬度： （1）定义： （2）表示方法： （3）应用范围
及优缺点：
布氏硬度试验过程录像
2、洛氏硬度： （1）定义： （2）表示方法： （3）常用标尺及其适用范围： （4）优缺点：
三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化： 加工硬化（形变强化）：
指金属材料随着变形量的增加，其强度、硬 度提高，而塑性、韧性下降的现象。
2-2金属的力学性能
定义：金属材料具有承受机械载荷而不超过 许可变形或不破坏的能力。
力学性能指标：强度、塑性、硬度、冲击韧 性、疲劳强度。
一、强度
定义：金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或 断裂的能力
o
△L
• 弹性变形阶段oe：外力一旦撤去，变形完全恢复
• 屈服变形阶段es：试样发生塑性变形，在拉伸力不
增加而变形却继续增加
• 强化阶段sb：随着变形的增大，变形抗力也逐渐增大
• 缩颈阶段bz：当外力达到Fm时，试样的某一直径发
生局部收缩，直至断裂
3、强度指标： （1）屈服强度：Rel 在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒
五、疲劳强度
定义：金属材料抵抗交变载荷作用而不产生 破坏的能力。
衡量疲劳强度的指标是疲劳极限（R-1）：是 指金属材料经过无限次交变载荷试验，测 得断裂时应力的循环次数（N）。
一般黑色金属的规定应力循环次数为107周次 （不断裂），有色金属、不锈钢的应力循 环次数为108。
2-3 金属的工艺性能
金属材料的加工过程：
冶炼—铸造— 铸件—
机加工 零件
铸锭— 热锻— 锻件
热轧— 板材、棒材、型材、管材—焊接、冷轧、冷拔、冷冲
一、铸造性能
1、定义：指铸造成形过程中获得外形准确、 内部健全铸件的能力。
2、主要性能： （1）流动性： （2）收缩性： （3）偏析倾向：
二、锻压性能
定义：用锻压成形方法获得优良 锻件的难易程度
敏感性、变形开裂倾向、回火脆 性倾向、氧化脱碳倾向
四、晶体的缺陷：
1、点缺陷：间隙原子、空位原子、置换原子 2、线缺陷：刃位错 3、面缺陷：晶界、亚晶界
§ 1-2 纯金属的结晶
一、纯金属的结晶过程： 二、晶粒大小对金属材料的影响： 三、同素异构转变：
第二章 金属材料的性能
• 金属材料的损坏与塑性变形 • 金属的力学性能 • 金属的工艺性能 • 力学性能实验
洛氏硬度试验过程录像
四、冲击韧性
1、定义：金属材料抵抗冲击
载荷作用而不破坏的能力
2、试验方法：一次摆锤 冲击弯曲实验
3、试样：U形或V形缺 口
冲击韧性试验原理
4、试验原理：
试样从一定高度被击断后，缺口处单位横截面面积 上吸收的功——冲击韧度
l
F
H2 冲击吸收功Ak=FL（cosβ-cosα）
H1 冲击韧度αk=Ak/So
表示方法：应力 分类：抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗
扭强度、抗弯强度。 强度指标：抗拉强度 测定方法：拉伸试验
1、拉伸试样：GB/T228-2002 试样的类型：L0=5d L0=10d
d
拉伸试验
2、力L • 纵坐标为拉力F
F
b
z
s
e Fm
Fe
Fel
一、与变形相关的几个概念：
1、载荷：金属材料在加工及使用过程中所受的外力。 根据载荷作用性质的不同分：
静载荷：指大小不变或变化过程缓慢的载荷。 冲击载荷：指在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。 交变载荷：指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变 化的载荷。
根据载荷作用形式的不同分：
拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、 剪切载荷、扭转载荷
• 内力：工件或材料在受到外部载荷作用时， 在材料内部产生的一种与外力相对抗的力。
• 应力：单位横截面面积上的内力
R=F/S
R为应力，F为外力，S为单位横截面面积
二、金属的变形： 金属在外力作用下的变形可分为：
弹性变形、弹-塑性变形、断裂等三个阶段 影响金属的塑性变形的因素： 1、晶粒位向的影响； 2、晶界的作用； 3、晶粒大小的影响。
影响因素：塑性越好，变形抗力 越好，则金属的锻压性能越好。
三、焊接性能
定义：金属材料对焊接加工的 适应性
影响因素：含碳量越小，则金 属的焊接性能越好。
四、切削加工性能
定义：切削加工金属材料的难易程度 影响因素：切削速度、切削抗力、断
屑能力、刀具的耐用度以及加工后 的表面粗糙度
五、热处理性能
定义：热处理金属材料的难易程度 影响因素：淬透性、淬硬性、过热
定），试样仍能继续伸长时的应力
Rel=Fel/So
（2）抗拉强度：Rm 金属材料在拉断前所能承受的最大力的应力
Rm=Fm/So
二、塑性：
定义：材料受力后在断裂之前产生塑性变形的能力
1、断后伸长率A：指试样拉断后，标距的伸长量与原始
标距这比的百分率
即 A11.3=(Lu-Lo)/Lo*100%
2、断面收缩率Z：指试样拉断后，缩颈处面积变化 量与原始横截面面积比值的百分率 Z=（So-Su）/So*100%