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金属的力学性能PPT课件
第二节 硬 度
四.硬度( hardness )
硬度是指材料抵抗其 他硬物体压入其表面的能 力。
常用测量硬度的方法
布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV 锉刀法
1、布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )
1）、布氏硬度计
布氏硬度计
1、布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )
第一节 强度和塑性
一、拉伸实验与拉伸曲线
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．
常用标准圆截面试样有
长试样：L0=10d0; 短试样：L0=5d0
拉伸试样
第一节 强度和塑性
• 2.拉伸过程
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
拉伸试验机
3.拉伸曲线
F
b
es p
σe = A0
弹性极限载荷( N ) ( M pa )
试样原始横截面积( mm2)
4.强度: 材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。
种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯 强 度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。
(1) 屈服点 与屈服强度:
产生明显塑性变形的最低应力值.
σs
Fs
σs =
A0
试样屈服时的载荷( N ) ( M Pa )
• 解： 根据试验结果计算如下： • бs＝Fs ÷A０＝(19×1000) ÷(3.14×52 )=242＞230MPa • бb ＝Fb ÷A０＝(34.5×1000) ÷(3.14×52 )=439.5＞410MPa • δ5 ＝ [Δl÷l 0]×100% ＝[(63.1-50) ÷50]×100%=26.2%＞23% • ψ ＝ [ΔA÷A0]×100% ＝60.31% ＞50% • 材料的各项指标均合格，因此买回的材料合格。
金属的力学性能ppt课件
采用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为 1.588mm的淬火钢球作为压头,直接测量压痕深度 来表示材料的硬度值。
试验时先施加初载荷，使压头与试样表面接 触良好，保证测量准确，再施加主载荷，保持到 规定的时间后再卸除主载荷，依据压痕的深度来 确定材料的硬度值。
15
2.洛氏硬度（HR）——生产上应用较广泛
8
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
公式：A = （Lu- L0）/L0 ×100% 式中： L0—试样原标距的长度（mm）
Lu—试样拉断后的标距长度（mm）
(2)断面收缩率
公式： Z = （S0 - Su）/S0 ×100% 式中： S0—试样原始横截面面积（mm2）
2
一、强度
1）定义 金属在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能
力。 2）分类
根据载荷作用方式不同： a）抗拉强度——主要的常用强度指标； b）抗压强度； c）抗剪强度； d）抗扭强度； e）抗弯强度。
3
1.拉伸试样
形状：根据国家标准（GB/T228——2002） 有：圆形、矩形、六方形。
强度指标一般可以通过金属拉伸试验来测定。 把标准试样装夹在试验机上，然后对试样缓慢施 加拉力，使之不断变形直到拉断为止。
压痕直径（d）越小，数值越大，表示硬度 越高。
8
11
2)布氏硬度的符号及表示方法 布氏硬度的符号用 HBS或HBW表示。
① HBS表示压头为淬火 钢球，用于测定布氏 硬度值在450N/mm2（MPa）以下的金属材料，如 软钢、灰铸铁和有色金属等。对于较硬的钢或较薄 的板材不适用。
在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压 痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
试验时先施加初载荷，使压头与试样表面接 触良好，保证测量准确，再施加主载荷，保持到 规定的时间后再卸除主载荷，依据压痕的深度来 确定材料的硬度值。
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2.洛氏硬度（HR）——生产上应用较广泛
8
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
公式：A = （Lu- L0）/L0 ×100% 式中： L0—试样原标距的长度（mm）
Lu—试样拉断后的标距长度（mm）
(2)断面收缩率
公式： Z = （S0 - Su）/S0 ×100% 式中： S0—试样原始横截面面积（mm2）
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一、强度
1）定义 金属在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能
力。 2）分类
根据载荷作用方式不同： a）抗拉强度——主要的常用强度指标； b）抗压强度； c）抗剪强度； d）抗扭强度； e）抗弯强度。
3
1.拉伸试样
形状：根据国家标准（GB/T228——2002） 有：圆形、矩形、六方形。
强度指标一般可以通过金属拉伸试验来测定。 把标准试样装夹在试验机上，然后对试样缓慢施 加拉力，使之不断变形直到拉断为止。
压痕直径（d）越小，数值越大，表示硬度 越高。
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2)布氏硬度的符号及表示方法 布氏硬度的符号用 HBS或HBW表示。
① HBS表示压头为淬火 钢球，用于测定布氏 硬度值在450N/mm2（MPa）以下的金属材料，如 软钢、灰铸铁和有色金属等。对于较硬的钢或较薄 的板材不适用。
在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压 痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
金属材料的力学性能ppt课件.ppt
为塑性变形。
F F F
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
拉伸试验
d0
F
F
l0
L 拉伸前
dk
lk
拉伸后
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
标准冲击试样有两种，一种是Ｕ形缺口试样，另一种是Ｖ
形缺口试样。它们的冲击韧度值分别以a KU和a KV。
材料的a K值愈大，韧性就愈好；材料的a K值愈小，材料
的脆性愈大
通常把a K值小的材料称为脆性材料 研究表明，材料的a K值随试验温度的降低而降低。
加载速度越快，温度越低，表面及冶金质量越差， a K在值
Fe
e
k
4、s’b曲线：弹性变形+均匀塑性变
形
5、b点出现缩颈现象，即试样局部
o
截面明显缩小试样承载能力降低，
拉伸力达到最大值，而后降低，但
变形量增大，K点时试样发生断裂。
F S0 拉伸曲线
l l0
应力—应变曲线
l
e — 弹性极限点 S — 屈服点 b — 极限载荷点
K — 断裂点
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
3) 维氏硬度
维氏硬度试验原理
维氏硬度压痕
维氏硬度计
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
F F F
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拉伸试验
d0
F
F
l0
L 拉伸前
dk
lk
拉伸后
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
标准冲击试样有两种，一种是Ｕ形缺口试样，另一种是Ｖ
形缺口试样。它们的冲击韧度值分别以a KU和a KV。
材料的a K值愈大，韧性就愈好；材料的a K值愈小，材料
的脆性愈大
通常把a K值小的材料称为脆性材料 研究表明，材料的a K值随试验温度的降低而降低。
加载速度越快，温度越低，表面及冶金质量越差， a K在值
Fe
e
k
4、s’b曲线：弹性变形+均匀塑性变
形
5、b点出现缩颈现象，即试样局部
o
截面明显缩小试样承载能力降低，
拉伸力达到最大值，而后降低，但
变形量增大，K点时试样发生断裂。
F S0 拉伸曲线
l l0
应力—应变曲线
l
e — 弹性极限点 S — 屈服点 b — 极限载荷点
K — 断裂点
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3) 维氏硬度
维氏硬度试验原理
维氏硬度压痕
维氏硬度计
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金属工艺学第一章金属材料性能ppt课件.ppt
拉伸试验
强度：材料在外力作用下抵抗永久变形和 断裂的能力。
塑性：材料在外力作用下产生永久变形而 不破坏的能力。
硬度
硬度：金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的 能力，衡量材料的软硬程度。
硬度试验方法很多，机械工业普遍采用 压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、 洛氏硬度、维氏硬度等。
布氏硬度是用单位压痕面积的力作 为布氏硬度值的计量，符号HBS、HBW
洛氏硬度是用压痕深度作为洛氏 硬度值的计量即，符号HR
维氏硬度也是以单位压痕面积的力作为 硬度值计量。试验力较小，压头是锥面夹角 为136°的金刚石正四棱锥体，维氏硬度用符 号HV表示。
冲击韧性和疲劳强度
冲击韧性：冲击载荷下材料抵抗变形和断 裂的能力。
疲劳强度：金属材料在无数次重复或交变 载荷作用下而不致引起断裂的 最大应力。
使用性能：金属材料在使用过程中所表现出来 的性能。
（物理性能、化学性能、力学性能） 工艺性能：金属材料在各种加工过程中所表现
出来的性能。 （铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削性能）
1. 金属材料的力学性能
力学性能：指金属材料在外力（载荷）作用下 所表现出的抵抗变形和破坏的能力。
强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。 外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。 载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。
2.金属材料物理性能和化学性能
物理性能：密度、熔点、导热性、导电 性金属材料的工艺性能（略）
工艺性能：铸造性能、锻造性能、 焊接性能、切削加工性能
金属材料力学性能测试.pptx
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。
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
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。
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
韧性：塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力
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பைடு நூலகம்
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)。
金属材料的力学性能PPT课件
材料的ak值愈大，韧性就愈好； 材料的ak值愈小，材料的脆性愈大。 通常把ak值小的材料称为脆性材料 研究表明，材料的ak值随试验温度的降低而降低。
43
2. 断裂韧性
低应力脆断 工程零（构）件有时在应力低于许用应力的情况
下也会发生突然断裂，称为低应力脆断。
低应力脆断的原因 由于实际应用的材料中常常存在一些裂纹和本身
缺陷，如夹杂物、气孔等或加工和使用过程中产生 的缺陷，裂纹在应力的作用下失稳而扩展，最终导 致零（构）件断裂。
44
1.1.5 疲劳强度
① 疲劳破坏
零件、工具等即使在低于材料屈服强度的交变载荷作用下， 经过一定的循环次数后也会发生突然断裂，这种现象称为疲劳 断裂。 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。
（4）应用：广泛用于科研单位和高校，以及薄件表面硬度 检验。不适于大批生产和测量组织不均匀材料。
39
1.1.4 冲击韧性
1. 冲击韧性
是指金属材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
冲击韧性的测定方法
摆锤式一次冲击试验 小能量多次冲击试验
40
摆锤式一次冲击试验 摆锤式冲击实验机
41
试验原理
14
拉伸试验（应力—应变）曲线
e — 弹性极限点 S — 屈服点 b — 极限载荷点
（缩颈点） K — 断裂点
15
拉伸过程变化的三个阶段
（1） 弹性变形阶段 （2） 屈服变形阶段 （3） 强化阶段 （4） 缩颈阶段
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
16
弹性与塑性
弹性: 金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能回复 其原来形状的性能，叫做弹性。 弹性变形: 随着外力消失而消失的变形，叫做弹性变形。 塑性变形: 在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫 做塑性变形。
金属材料的力学性能(共9张PPT)
知识点一 金属材料的性能
工艺性能 制造性能，加工过程特性，铸、锻、焊
使用性能
使用过程表现的特性，力学性能、物理性能、化 学性能
1、工艺性能
金属和合金加工工艺性能是指在保证加工质 量的前提下加工过程的难易程度。
工艺性能主要有： 铸造性能、锻造性能、焊接性 能、切削加工性能、热处理性能等。这些性能直接影 响化工设备和零部件的制造工艺方法，也是选择材料 时必须考虑的因素。
伸长之比。对于各种钢材它近乎为一个常数约为0.3。
第8页，共9页。
4、化学性能
a. 耐腐蚀性
金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各 种电解质溶液侵蚀的抵抗能力叫做耐腐蚀性。 b. 抗氧化性
金属和合金抵抗自由氧和其它气体介质如水 蒸气、二氧化碳、二氧化硫等的腐蚀能力。
第9页，共9页。
某些工程塑料也有良好的可焊性，但与金属的焊接机制及工艺方法并不相同。
（4）疲劳强度б 一般说来，硬度高强度也高，耐磨性较好。
金属在无数次交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力。 金属在无数次交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力。 金属和合金加工工艺性能是指在保证加工质量的前提下加工过程的难易程度。
第4页，共9页。
（3）蠕变强度б
金属材料承受载荷作蠕用，变当载是荷不指再增在加时高，温仍句时续发，生明在显的一索性定变的形，应这种力现象下，习，惯应上称变为“屈随服”时。 间而增加的现
制造性能，加工过程特性，铸、锻、焊
c使、用硬过度程：表是现指象的金特，属性材，或料力表学者面性上金能不、大属物的理体在性积能高内、抵化温抗学其性和他能更应硬物力体压作入用表面下发生逐变形渐或破产裂生的能变力。形的现象。
释放，摆锤冲断式样所失去的能量，称为冲击功Ak，
工艺性能 制造性能，加工过程特性，铸、锻、焊
使用性能
使用过程表现的特性，力学性能、物理性能、化 学性能
1、工艺性能
金属和合金加工工艺性能是指在保证加工质 量的前提下加工过程的难易程度。
工艺性能主要有： 铸造性能、锻造性能、焊接性 能、切削加工性能、热处理性能等。这些性能直接影 响化工设备和零部件的制造工艺方法，也是选择材料 时必须考虑的因素。
伸长之比。对于各种钢材它近乎为一个常数约为0.3。
第8页，共9页。
4、化学性能
a. 耐腐蚀性
金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各 种电解质溶液侵蚀的抵抗能力叫做耐腐蚀性。 b. 抗氧化性
金属和合金抵抗自由氧和其它气体介质如水 蒸气、二氧化碳、二氧化硫等的腐蚀能力。
第9页，共9页。
某些工程塑料也有良好的可焊性，但与金属的焊接机制及工艺方法并不相同。
（4）疲劳强度б 一般说来，硬度高强度也高，耐磨性较好。
金属在无数次交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力。 金属在无数次交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力。 金属和合金加工工艺性能是指在保证加工质量的前提下加工过程的难易程度。
第4页，共9页。
（3）蠕变强度б
金属材料承受载荷作蠕用，变当载是荷不指再增在加时高，温仍句时续发，生明在显的一索性定变的形，应这种力现象下，习，惯应上称变为“屈随服”时。 间而增加的现
制造性能，加工过程特性，铸、锻、焊
c使、用硬过度程：表是现指象的金特，属性材，或料力表学者面性上金能不、大属物的理体在性积能高内、抵化温抗学其性和他能更应硬物力体压作入用表面下发生逐变形渐或破产裂生的能变力。形的现象。
释放，摆锤冲断式样所失去的能量，称为冲击功Ak，
《金属材料力学性能》课件
《金属材料力学性能》PPT课件
• 金属材料力学性能概述 • 金属材料的拉伸性能 • 金属材料的冲击韧性 • 金属材料的硬度与耐磨性 • 金属材料的疲劳性能 • 金属材料的断裂韧性
01
金属材料力学性能概述
定义与分类
定义
金属材料的力学性能是指金属材料在受到外力作用时所表现出来的性能，包括 弹性、塑性、韧性、强度等。
屈服阶段
屈服阶段是金属材料在受到外力作用后发生屈服现象的阶段，此时金属材料开始 发生塑性变形，应力与应变不再呈线性关系。
屈服强度是描述金属材料在屈服阶段的力学性能指标，反映了金属材料抵抗屈服 现象的能力。
强化阶段
强化阶段是金属材料在屈服阶段之后发生强度增高的阶段， 此时金属材料的应力与应变关系呈上升趋势。
通过改变材料的内部结构来提高韧性，如通过退火或淬火处理。
提高金属材料断裂韧性的方法
冷加工
通过塑性变形提高材料的韧性，如轧 制、拉拔或挤压。
提高金属材料断裂韧性的方法
表面处理
VS
通过喷丸、碾压或渗碳淬火等表面处 理技术提高材料的韧性。
THANKS
感谢观看
金属材料的力学性能与经济发展密切 相关，高性能的金属材料能够推动产 业升级和经济发展。
科学研究
金属材料的力学性能是科学研究的重 要领域之一，对于深入了解金属材料 的本质特性和发展新型金属材料具有 重要意义。
02
金属材料的拉伸性能
拉伸试验与拉伸曲线
拉伸试验
通过拉伸试验可以测定金属材料的拉 伸性能，包括抗拉强度、屈服强度、 延伸率等指标。
冲击试验与冲击韧性指标
冲击试验
通过在试样上施加冲击负荷，测定材 料抵抗冲击断裂的能力。
冲击韧性指标
• 金属材料力学性能概述 • 金属材料的拉伸性能 • 金属材料的冲击韧性 • 金属材料的硬度与耐磨性 • 金属材料的疲劳性能 • 金属材料的断裂韧性
01
金属材料力学性能概述
定义与分类
定义
金属材料的力学性能是指金属材料在受到外力作用时所表现出来的性能，包括 弹性、塑性、韧性、强度等。
屈服阶段
屈服阶段是金属材料在受到外力作用后发生屈服现象的阶段，此时金属材料开始 发生塑性变形，应力与应变不再呈线性关系。
屈服强度是描述金属材料在屈服阶段的力学性能指标，反映了金属材料抵抗屈服 现象的能力。
强化阶段
强化阶段是金属材料在屈服阶段之后发生强度增高的阶段， 此时金属材料的应力与应变关系呈上升趋势。
通过改变材料的内部结构来提高韧性，如通过退火或淬火处理。
提高金属材料断裂韧性的方法
冷加工
通过塑性变形提高材料的韧性，如轧 制、拉拔或挤压。
提高金属材料断裂韧性的方法
表面处理
VS
通过喷丸、碾压或渗碳淬火等表面处 理技术提高材料的韧性。
THANKS
感谢观看
金属材料的力学性能与经济发展密切 相关，高性能的金属材料能够推动产 业升级和经济发展。
科学研究
金属材料的力学性能是科学研究的重 要领域之一，对于深入了解金属材料 的本质特性和发展新型金属材料具有 重要意义。
02
金属材料的拉伸性能
拉伸试验与拉伸曲线
拉伸试验
通过拉伸试验可以测定金属材料的拉 伸性能，包括抗拉强度、屈服强度、 延伸率等指标。
冲击试验与冲击韧性指标
冲击试验
通过在试样上施加冲击负荷，测定材 料抵抗冲击断裂的能力。
冲击韧性指标
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用。
金属铸造工艺——得到人们想要的形状 熔炼改变了铜的性能——材料开始发展
❖ 公元前3500年-公元 前1000年，人类开始 进入青铜时代-人类的 辉煌时代
从矿石中提炼铜-冶金业 的黎明
❖ 青Байду номын сангаас-冶炼
治铜过程：熔炼-浇注-移 范-锻造
❖ 中国的治铜遗址：
❖ 青铜-第一种合金
青铜是是金属治铸史上最早的合金，在 纯铜（红铜）中加入锡或铅的合金 。
❖ 塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形 （永久变形）而不破坏的能力。
一、拉伸试验 拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉
伸，测量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能 的试验。
拉伸试验机
拉伸试样
二、力 — 伸长曲线
❖ 人类的文明进程 是依据什么而划 分的？
—石器时代、铁器 时代、铜器时代
工艺性能
1.铸造性能 2.冷热压力加工性能 3.焊接性能 4.热处理性能 5.切削加工性能
变形的概念及载荷分类：
❖ 机器上由金属材料制成的零部件，工作过程中在外力（又称 载荷）的作用下，都会发生形状、尺寸改变，这种改变称为 变形。 根据载荷作用性质不同，可分为静载荷、冲击载荷、疲 劳载荷等三种。
❖ (1)静载荷：大小不变或变动很慢的载荷，例如:床头箱对机 床床身的压力。
标 ❖ 2、熟悉弹性与刚度的定义和测试方法 ❖ 3、熟悉强度与塑性的衡量指标、表示方法 ❖ 4、熟悉硬度、冲击韧性、疲劳强度的试验原理
模块2.1 金属材料的力学性能
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类：
金属材料的性能
使用性能
1.力学性能——强度、塑性、硬 度、冲击韧性、疲劳强度等； 2.物理性能——密度、熔点、热 膨胀性、导热性、导电性等； 3.化学性能——耐蚀性、抗氧化 性等
❖ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。 ❖ 弹性模量：衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺
度。用“E”表示，其值越大，使材料发生弹性变 形的应力越大，及材料刚度越大。
§1.2 强度和塑性
❖ 强度是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏（永久 变形或断裂）的性能。
抗拉强度（σb）、抗压强度（σbc）、抗弯强度（σbb）、 抗剪强度（τb）、抗扭强度（τt）等几种。
材料应的发展是人 类发展的里程碑
发展的越来越快
❖ 石器时代
旧石器时代：距今约250万年-约1万年前 中石器时代：距今15 000～10 000年至8 000年 新石器时代：距今5000多年至2000多年
石器时代指人们以石头作 为工具使用的时代、这时 因为科技不发达、人们只 可以石头制造简单的工具。 而随着时代的推进，人们 对石器的研制也在不断改 进。而在时代划分上，石 器时代大致可分为三个时 代：旧石器时代、中石器 时代、新石器时代。
❖ 元谋猿人、蓝田猿人、北京人、山顶洞人
陶器的出现时人类跨进新石器时代 的重要标志之一
❖ 瓷器—是中华民族的伟大发 明，要比国外早1500年以 上，是中华民族的宝贵历史 遗传之一。
❖ 东汉晚期，中国已经能够完 成成熟青瓷的烧制，完成了 由原始瓷器向标准瓷器的过 渡。
❖ 金属的出现： 天然金与铜用作工具和武器，开始了人类金属的使
《汽车材料》
《汽车材料》目录
模块2.1金属材料的力学性能 模块2.2 黑色金属（钢铁材料） 模块2.3 有色金属及其合金 模块2.4 典型汽车零件金属材料的选用 模块2.5 汽车常用非金属材料 模块2.6 汽车常用液态材料
前言
1、汽车材料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；
❖ 青铜是现代人给予的名字，古时青 铜是黄色偏红，而埋在土里后颜色 因氧化而青灰，称为青铜。
❖ 青铜强度高且熔点低（25%的锡冶 炼青铜，熔点就会降低到800℃。纯 铜（红铜）的熔点为1083℃）。青 铜铸造性好，耐磨且化学性质稳定 。
❖ 青铜发明后，立刻盛行起来，从此 人类历史也就进入新的阶段－青铜 时代。
2、本课程是汽车检测与维修、汽车整形技术等专业的基础课程； 3、学习过程中，注意理论与实践结合； 4、注意弄清楚重要的概念和基本理论，按材料的成分、组织、
性能、用途这一主线进行学习和记忆； 5、汽车材料选用的重要性； 6、汽车材料技术的发展是汽车技术发展的重要发面之一；
课程目标
课程知识目标： 1、掌握金属材料的力学性能 2、掌握铁碳合金的相与组织组成及碳的质量分数对铁碳组织
达能力、文献检索和自学能力、创新能力。
本课程学习方法
➢抓好基本学习环节 ➢注重理论知识的实际应用 ➢总结归纳
本课程成绩考核：
❖ 平时作业及出勤：10% ❖ 平时测评（平时作业、考试）：40% ❖ 期末考试：50%
模块2.1 金属材料的力学性能
❖ 模块目标： ❖ 1、了解什么是金属材料的力与学性能及其衡量指
❖ 力学性能指标有强度、硬度、塑性、冲击韧性 等。
❖ 常用的试验方法有拉伸试验、硬度试验、冲击 试验等。
❖ 金属材料的力学性能是机械设计、材料选择、 工艺评定及材料检验的主要依据。
§1.1 弹性和刚度
❖ 弹性：外力作用下产生变形，所受外力后恢复其 原来的形状的性能。 这种随外力去除而消失的变形称为弹性变形， 其大小与外力成正比。
❖ (2)冲击载荷：突然增加或消失的载荷，例如：空气锤锤头 下落时锤杆所承受的载荷。
❖ (3)疲劳载荷：周期性的动载荷，例如：机床主轴就是在变 载荷作用下工作的。
❖ 常见的变形方式有：拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等。
力学性能概念：
❖ 金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为 力学性能（或称为机械性能）。
的影响 3、了解杂质元素对碳钢性能的影响 4、了解铸铁的性能与种类 5、掌握钢的热处理工艺及方法 6、掌握有色金属及其合金的牌号、性能、用途 7、掌握汽车零件的选材原则、工艺及零件的实效形式 8、掌握汽车非金属材料的应用 9、掌握汽车燃料、润滑材料及工作油液的性能与应用
课程目标
职业能力目标： 1、掌握金属材料强度和塑性的测定 2、掌握铁碳合金平衡组织的观察 3、掌握钢热处理后显微组织的观察 4、掌握常用机械零件的选材及加工工艺路线的模拟制定 5、培养学生分析问题和解决问题的能力、团队协作能力、表
金属铸造工艺——得到人们想要的形状 熔炼改变了铜的性能——材料开始发展
❖ 公元前3500年-公元 前1000年，人类开始 进入青铜时代-人类的 辉煌时代
从矿石中提炼铜-冶金业 的黎明
❖ 青Байду номын сангаас-冶炼
治铜过程：熔炼-浇注-移 范-锻造
❖ 中国的治铜遗址：
❖ 青铜-第一种合金
青铜是是金属治铸史上最早的合金，在 纯铜（红铜）中加入锡或铅的合金 。
❖ 塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形 （永久变形）而不破坏的能力。
一、拉伸试验 拉伸试验是指用静拉伸力对试样进行轴向拉
伸，测量拉伸力和相应的伸长，并测其力学性能 的试验。
拉伸试验机
拉伸试样
二、力 — 伸长曲线
❖ 人类的文明进程 是依据什么而划 分的？
—石器时代、铁器 时代、铜器时代
工艺性能
1.铸造性能 2.冷热压力加工性能 3.焊接性能 4.热处理性能 5.切削加工性能
变形的概念及载荷分类：
❖ 机器上由金属材料制成的零部件，工作过程中在外力（又称 载荷）的作用下，都会发生形状、尺寸改变，这种改变称为 变形。 根据载荷作用性质不同，可分为静载荷、冲击载荷、疲 劳载荷等三种。
❖ (1)静载荷：大小不变或变动很慢的载荷，例如:床头箱对机 床床身的压力。
标 ❖ 2、熟悉弹性与刚度的定义和测试方法 ❖ 3、熟悉强度与塑性的衡量指标、表示方法 ❖ 4、熟悉硬度、冲击韧性、疲劳强度的试验原理
模块2.1 金属材料的力学性能
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类：
金属材料的性能
使用性能
1.力学性能——强度、塑性、硬 度、冲击韧性、疲劳强度等； 2.物理性能——密度、熔点、热 膨胀性、导热性、导电性等； 3.化学性能——耐蚀性、抗氧化 性等
❖ 刚度：材料抵抗弹性变形的能力。 ❖ 弹性模量：衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺
度。用“E”表示，其值越大，使材料发生弹性变 形的应力越大，及材料刚度越大。
§1.2 强度和塑性
❖ 强度是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏（永久 变形或断裂）的性能。
抗拉强度（σb）、抗压强度（σbc）、抗弯强度（σbb）、 抗剪强度（τb）、抗扭强度（τt）等几种。
材料应的发展是人 类发展的里程碑
发展的越来越快
❖ 石器时代
旧石器时代：距今约250万年-约1万年前 中石器时代：距今15 000～10 000年至8 000年 新石器时代：距今5000多年至2000多年
石器时代指人们以石头作 为工具使用的时代、这时 因为科技不发达、人们只 可以石头制造简单的工具。 而随着时代的推进，人们 对石器的研制也在不断改 进。而在时代划分上，石 器时代大致可分为三个时 代：旧石器时代、中石器 时代、新石器时代。
❖ 元谋猿人、蓝田猿人、北京人、山顶洞人
陶器的出现时人类跨进新石器时代 的重要标志之一
❖ 瓷器—是中华民族的伟大发 明，要比国外早1500年以 上，是中华民族的宝贵历史 遗传之一。
❖ 东汉晚期，中国已经能够完 成成熟青瓷的烧制，完成了 由原始瓷器向标准瓷器的过 渡。
❖ 金属的出现： 天然金与铜用作工具和武器，开始了人类金属的使
《汽车材料》
《汽车材料》目录
模块2.1金属材料的力学性能 模块2.2 黑色金属（钢铁材料） 模块2.3 有色金属及其合金 模块2.4 典型汽车零件金属材料的选用 模块2.5 汽车常用非金属材料 模块2.6 汽车常用液态材料
前言
1、汽车材料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；
❖ 青铜是现代人给予的名字，古时青 铜是黄色偏红，而埋在土里后颜色 因氧化而青灰，称为青铜。
❖ 青铜强度高且熔点低（25%的锡冶 炼青铜，熔点就会降低到800℃。纯 铜（红铜）的熔点为1083℃）。青 铜铸造性好，耐磨且化学性质稳定 。
❖ 青铜发明后，立刻盛行起来，从此 人类历史也就进入新的阶段－青铜 时代。
2、本课程是汽车检测与维修、汽车整形技术等专业的基础课程； 3、学习过程中，注意理论与实践结合； 4、注意弄清楚重要的概念和基本理论，按材料的成分、组织、
性能、用途这一主线进行学习和记忆； 5、汽车材料选用的重要性； 6、汽车材料技术的发展是汽车技术发展的重要发面之一；
课程目标
课程知识目标： 1、掌握金属材料的力学性能 2、掌握铁碳合金的相与组织组成及碳的质量分数对铁碳组织
达能力、文献检索和自学能力、创新能力。
本课程学习方法
➢抓好基本学习环节 ➢注重理论知识的实际应用 ➢总结归纳
本课程成绩考核：
❖ 平时作业及出勤：10% ❖ 平时测评（平时作业、考试）：40% ❖ 期末考试：50%
模块2.1 金属材料的力学性能
❖ 模块目标： ❖ 1、了解什么是金属材料的力与学性能及其衡量指
❖ 力学性能指标有强度、硬度、塑性、冲击韧性 等。
❖ 常用的试验方法有拉伸试验、硬度试验、冲击 试验等。
❖ 金属材料的力学性能是机械设计、材料选择、 工艺评定及材料检验的主要依据。
§1.1 弹性和刚度
❖ 弹性：外力作用下产生变形，所受外力后恢复其 原来的形状的性能。 这种随外力去除而消失的变形称为弹性变形， 其大小与外力成正比。
❖ (2)冲击载荷：突然增加或消失的载荷，例如：空气锤锤头 下落时锤杆所承受的载荷。
❖ (3)疲劳载荷：周期性的动载荷，例如：机床主轴就是在变 载荷作用下工作的。
❖ 常见的变形方式有：拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等。
力学性能概念：
❖ 金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为 力学性能（或称为机械性能）。
的影响 3、了解杂质元素对碳钢性能的影响 4、了解铸铁的性能与种类 5、掌握钢的热处理工艺及方法 6、掌握有色金属及其合金的牌号、性能、用途 7、掌握汽车零件的选材原则、工艺及零件的实效形式 8、掌握汽车非金属材料的应用 9、掌握汽车燃料、润滑材料及工作油液的性能与应用
课程目标
职业能力目标： 1、掌握金属材料强度和塑性的测定 2、掌握铁碳合金平衡组织的观察 3、掌握钢热处理后显微组织的观察 4、掌握常用机械零件的选材及加工工艺路线的模拟制定 5、培养学生分析问题和解决问题的能力、团队协作能力、表