金属材料的力学性能报告.ppt
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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
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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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金属材料的力学性能-课件
❖ 金属材料旳力学性能是指在承受多种外加载荷（拉 伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时， 对变形与断裂旳抵抗能力及发生变形旳能力。
强度与塑性
❖ 强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性 变形和断裂旳能力。
❖ 塑性是指金属材料在静载荷作用下产生塑性变 形而不致引起破坏旳能力。
❖ 金属材料旳强度和塑性旳判据可经过拉伸试验 测定。
断后伸长率（ δ ）
l1-l0
δ=
×100%
l0
l1——试样拉断后旳标距,mm; l0——试样旳原始标距,mm。
断面收缩率（ψ）
ψ= S0-S1 ×100% S0
S0——试样原始横截面积,mm2； S1——颈缩处旳横截面积,mm2 。
屈服现象
❖ 在金属拉伸试验过程中， 当应力超出弹性极限后， 变形增长较快，此时除 了弹性变形外，还产生 部分塑性变形。当外力 增长到一定数值时忽然 下降，随即，在外力不 增长或上下波动情况下， 试样继续伸长变形，在 力－伸长曲线出现一种 波动旳小平台，这便是 屈服现象。
强度
屈服点
在伸长过程中力不增长（保持恒定），试样仍能继续
伸长时旳应力，单位为MPa，即：
S
FS Ao
式中：Fs——材料屈服时旳拉伸力，（ N ）； Ao——试样原始截面积，（ mm2 ）。
要求残余延伸强度
❖ 对于高碳淬火钢、铸铁等材料，在拉伸试验 中没有明显旳屈服现象，无法拟定其屈服强 度。
❖ 国标GB228-2023要求，一般要求以试样到 达一定残余伸长率相应旳应力作为材料旳屈 服强度，称为要求残余延伸强度，一般记作 Rr。例如Rr0.2表达残余伸长率为0.2%时旳 应力。
要求残余延伸应力
F0.2 A0
强度与塑性
❖ 强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性 变形和断裂旳能力。
❖ 塑性是指金属材料在静载荷作用下产生塑性变 形而不致引起破坏旳能力。
❖ 金属材料旳强度和塑性旳判据可经过拉伸试验 测定。
断后伸长率（ δ ）
l1-l0
δ=
×100%
l0
l1——试样拉断后旳标距,mm; l0——试样旳原始标距,mm。
断面收缩率（ψ）
ψ= S0-S1 ×100% S0
S0——试样原始横截面积,mm2； S1——颈缩处旳横截面积,mm2 。
屈服现象
❖ 在金属拉伸试验过程中， 当应力超出弹性极限后， 变形增长较快，此时除 了弹性变形外，还产生 部分塑性变形。当外力 增长到一定数值时忽然 下降，随即，在外力不 增长或上下波动情况下， 试样继续伸长变形，在 力－伸长曲线出现一种 波动旳小平台，这便是 屈服现象。
强度
屈服点
在伸长过程中力不增长（保持恒定），试样仍能继续
伸长时旳应力，单位为MPa，即：
S
FS Ao
式中：Fs——材料屈服时旳拉伸力，（ N ）； Ao——试样原始截面积，（ mm2 ）。
要求残余延伸强度
❖ 对于高碳淬火钢、铸铁等材料，在拉伸试验 中没有明显旳屈服现象，无法拟定其屈服强 度。
❖ 国标GB228-2023要求，一般要求以试样到 达一定残余伸长率相应旳应力作为材料旳屈 服强度，称为要求残余延伸强度，一般记作 Rr。例如Rr0.2表达残余伸长率为0.2%时旳 应力。
要求残余延伸应力
F0.2 A0
金属材料的力学性能PPT精选文档
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第三节 冲击韧度
一、冲击韧度试验方法及原理
一次冲击弯曲试验通常是在摆锤式冲击试验机上进行的，其 试验原理如图１-７所示。
试验时将带有缺口的标准试样(按GB/T 229-1994规定，冲击 试样有V型缺口试样和U型缺口试样两种。两种试样的尺寸及加工 要求如图1一8所示)。背向摆锤方向放在试验机两支座上，将质量 为m的摆锤抬到规定高度H，使摆锤具有的势能为m Hg。摆锤落 下冲断试样后升至h高度，这时摆锤具有的势能为mHg。根据功能 原理可知:摆锤冲断试样所消耗的功AK=mg (H-h)，AK称为冲击吸 收功。
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第二节 硬 度
洛氏硬度试验测量硬度范围大，操作简便、迅速，效率高， 可直接从硬度计上读出硬度值。由于压痕小，不会损伤试件表面， 故可直接测量成品或较薄工件。但因压痕小，对内部组织和硬度 不均匀的材料，所测结果不够准确。因此，需在试件不同部位测 定数次（一般为３处以上），取其平均值作为该材料的硬度值。
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第一节 强度与塑性
—伸长曲线 在拉伸试验过程中，试验机可自动记录载荷与伸长量之间的
关系，并得出以载荷为纵坐标、伸长量为横坐标的图形，即力－ 伸长曲线。如图１-２所示为退火后的低碳钢力—伸长曲线。
由图可看出，低碳钢在拉伸过程中，其载荷与伸长量关系可 分为以下几个阶段： （１）弹性变形阶段 （２）微量塑性变形阶段 （３）屈服阶段 （４）均匀塑性变形阶段 （５）局部塑性变形及断裂阶段
试验原理如图１-５所示。用顶角为１２０°的金刚石圆锥体 或直径为φ１．５８８ｍｍ的淬火钢球做压头，以规定的试验力使 其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。在 保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属 材料的洛氏硬度值。
第三节 冲击韧度
一、冲击韧度试验方法及原理
一次冲击弯曲试验通常是在摆锤式冲击试验机上进行的，其 试验原理如图１-７所示。
试验时将带有缺口的标准试样(按GB/T 229-1994规定，冲击 试样有V型缺口试样和U型缺口试样两种。两种试样的尺寸及加工 要求如图1一8所示)。背向摆锤方向放在试验机两支座上，将质量 为m的摆锤抬到规定高度H，使摆锤具有的势能为m Hg。摆锤落 下冲断试样后升至h高度，这时摆锤具有的势能为mHg。根据功能 原理可知:摆锤冲断试样所消耗的功AK=mg (H-h)，AK称为冲击吸 收功。
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第二节 硬 度
洛氏硬度试验测量硬度范围大，操作简便、迅速，效率高， 可直接从硬度计上读出硬度值。由于压痕小，不会损伤试件表面， 故可直接测量成品或较薄工件。但因压痕小，对内部组织和硬度 不均匀的材料，所测结果不够准确。因此，需在试件不同部位测 定数次（一般为３处以上），取其平均值作为该材料的硬度值。
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第一节 强度与塑性
—伸长曲线 在拉伸试验过程中，试验机可自动记录载荷与伸长量之间的
关系，并得出以载荷为纵坐标、伸长量为横坐标的图形，即力－ 伸长曲线。如图１-２所示为退火后的低碳钢力—伸长曲线。
由图可看出，低碳钢在拉伸过程中，其载荷与伸长量关系可 分为以下几个阶段： （１）弹性变形阶段 （２）微量塑性变形阶段 （３）屈服阶段 （４）均匀塑性变形阶段 （５）局部塑性变形及断裂阶段
试验原理如图１-５所示。用顶角为１２０°的金刚石圆锥体 或直径为φ１．５８８ｍｍ的淬火钢球做压头，以规定的试验力使 其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。在 保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属 材料的洛氏硬度值。
金属材料力学性能测试.pptx
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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)。
金属材料的主要性能课件.ppt
即用一定直径的球体（钢球或硬质合金球）以 相应的试验力压入试样表面，经规定保持时间后 卸除试验力，用测量的表面压痕直径计算硬度的 一种压痕硬度试验。
金属材料的主要性能课件
布氏硬度值用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力表示：
H(B HS B )0 W .102 2F
D (D D 2d2)
式中：F—试验力（N）； D—球体直径（mm）； d—压痕平均直径（mm）。
➢ 金属材料的力学性能：金属
材料在外力作用下表现出来
塑性
的特性，如弹性、塑性、强 弹性
刚度
度、硬度和韧性等。 ➢ 力学性能判据（指标）：用
来表征材料力学性能的各种 临界值或规定值，可通过试
强度
金属力 学性能
韧性
硬度
验测定。
金属材料的主要性能课件
１.弹性
弹性： 即物体在外力 作用下改变其形状 和尺寸，当外力卸 除后物体又回复到 原始形状和尺寸的 特性。
HRA(HRC)=100-h
HRB=130-h
h —— 残余压痕深度增量，用0.002mm为单位 表示。 100,130 ——相应标尺满量程值。
金属材料的主要性能课件
优点：操作简便，压痕小，用于成品和薄形件
缺点：测量数值分散
应用：淬火钢，调质钢批量生产零件
当HRC为20-67时有效 例如：50HRC
伸长率
压缩率
塑性
断面收缩率
金属材料的主要性能课件
（1）伸长率
➢ 即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
δ=(L1 - L0)/ L0 ×100%
式中
δ——伸长率（%）；
L1——试样拉断后标距（mm)； L0 ——试样原始标距（mm)。
金属材料的主要性能课件
布氏硬度值用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力表示：
H(B HS B )0 W .102 2F
D (D D 2d2)
式中：F—试验力（N）； D—球体直径（mm）； d—压痕平均直径（mm）。
➢ 金属材料的力学性能：金属
材料在外力作用下表现出来
塑性
的特性，如弹性、塑性、强 弹性
刚度
度、硬度和韧性等。 ➢ 力学性能判据（指标）：用
来表征材料力学性能的各种 临界值或规定值，可通过试
强度
金属力 学性能
韧性
硬度
验测定。
金属材料的主要性能课件
１.弹性
弹性： 即物体在外力 作用下改变其形状 和尺寸，当外力卸 除后物体又回复到 原始形状和尺寸的 特性。
HRA(HRC)=100-h
HRB=130-h
h —— 残余压痕深度增量，用0.002mm为单位 表示。 100,130 ——相应标尺满量程值。
金属材料的主要性能课件
优点：操作简便，压痕小，用于成品和薄形件
缺点：测量数值分散
应用：淬火钢，调质钢批量生产零件
当HRC为20-67时有效 例如：50HRC
伸长率
压缩率
塑性
断面收缩率
金属材料的主要性能课件
（1）伸长率
➢ 即试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
δ=(L1 - L0)/ L0 ×100%
式中
δ——伸长率（%）；
L1——试样拉断后标距（mm)； L0 ——试样原始标距（mm)。
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
3-金属材料的性能PPT模板
1.587 5 mm的钢球作为压头，以 一定的压力挤压材料表面，根据 压痕的深度计算材料的硬度。根 据试验压力的不同，可分为三种
适用于测定布氏硬度 值大于450或尺寸较小 的工件
标度：HRA，HRB和HRC
以相对面夹角为136°的正四棱锥
形 金 刚 石 作 为 压 头 ， 以 49.03 ～ 由于压痕较小，适用
应用范围
采用直径为D的淬火钢球或硬质 合金钢球作为压头，以规定压力P 挤压材料表面并保持规定的时间， 测量圆形压痕的直径d，利用公式 求出硬度值，或从专门编制的硬 度表中查出对应的硬度值
适用于测定各种退火 及调质的钢材、非铁 合金及铸铁等不太硬 的工件，不适合测定 太薄的工件
采用120°顶角的金刚石或直径为
图3-8 冲击试验原理简图
试验中测定的冲击吸收功不能直接用于工程计算，只能作为判断材料冲 击韧性的定性指标。
9
1.1.5 疲劳强度
零件在承受外部载荷作用时内部会产生应力，当外部载荷呈周期性变化 时，应力也会作周期性变化，称为交变应力或循环应力
机械零件工作时需要承受交变应力的作用，虽然应力水平低于材料的屈 服强度，但经过长时间的反复作用后，零件会产生裂纹或突然发生断裂破坏， 这种现象称为金属的疲劳破坏，简称疲劳
需要不断地增加拉力，试样才能继续伸长。随着塑性 变形的增大，试样抵抗变形的内力也逐渐增大，这种现 象称为形变强化。 为整个拉伸过程中的最大拉力
拉力达到最大值后，试样中间某处的直径会发生局部 收缩，称为“缩颈”。由于横截面积减小，拉力不断减 小
力学特性
6
1.1.2 塑性
塑性是指金属断裂前发生不可逆永久变形的能力 塑性好的金属材料容易发生塑性变形，从而容易进行压力加工成形
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（缩颈点） K — 断裂点
0.0
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
0.0
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。
0.0
11
拉伸试验
（金属的抗拉强度和塑性都是通过拉伸试验测定）
GB/T228.1-2010
0.0
12
拉伸试样 （低碳钢）
d0 L0
长试样：L0 =10d0 短试样：L0 =5d0
0.0
13
拉伸试验机 液压式万能电子材料试验机
0.0
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
常用的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ示方法
布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度
0.0
26
1. 布氏硬度 （1）布氏硬度测量原理
用一定直径的压头（球体），以相应试验力压入待测表面，保持 规定时间卸载后，测量材料表面压痕直径，以此计算出硬度值。
布 氏 硬 度 计
0.0
27
（2）压头：
淬火钢球 HBS （硬度值450的材料） 硬质合金钢球 HBW （硬度值450~650的材料）
静载荷
根据载荷作用性质不同 冲击载荷
疲劳载荷 静载荷是指外力的大小和方向不变或变化很缓慢的载荷； 冲击载荷是指突然增加的载荷； 疲劳载荷则是指大小和方向随时间作周期性变化的载荷。
0.0
9
工件在不同载荷形式下产生的变形
0.0
10
根据所加载荷形式的不同，强度表现为：
抗拉强度 抗压强度 抗弯强度 抗剪强度
0.0
31
（3）洛氏硬度表示方法 HR = (k-h) / 0.002 不写单位
塑性的衡量（塑性指标）：伸长率 A和断面收缩率 Z。 A 、Z越高，材料的塑性越好
A < 2 ~ 5% 属脆性材科
A≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
A > 10%
属塑性材料
良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。
0.0
24
1.断面收缩率（Z）
是指试样拉断处横截面积的 收缩量与原始横截面积之比。 用下式表示，即：
0.0
17
脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）
灰 铸 铁 的 拉 伸 曲 线
脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。
0.0
18
1.1.1 强度
强度：用于表示金属材料在外力作用下抵抗塑性变 形和破坏的能力。
工程上常用的 强度衡量指标
屈服点 屈服强度 抗拉强度
注意：一般多用抗拉强度作为判别金属强度高低 的指标。
0.0
7
3. 金属材料性能
使用性能
力学性能 (强度、硬度、塑性、韧性等) 物理性能（指熔点、导热性、导电性、磁性等） 化学性能 (抗氧化性、抗腐蚀性等) 其它性能 (耐磨性、热硬性、消振性等)
工艺性能——加工成形的性能
0.0
8
1.1 金属材料的力学性能
是指金属材料在外加载荷作用下所表现出来的抵抗能 力。
0.0
29
2 . 洛氏硬度
(1)洛氏硬度测量原理
用锥顶角为120°的金刚石圆锥或直径 1.588mm的淬火钢球，以相应试验力压 入待测表面，保持规定时间卸载后卸 除主试验力，以测量的残余压痕深度 增量来计算出硬度值。 实际测量时，硬度值一般有硬度计的 刻度盘上直接读出。
0.0
洛氏硬度计
30
(2) 洛氏硬度的分类及应用
Z S0 - Su 100 % S0
2. 伸长率（A）
是指试样拉断后的标距伸长量 与原始标距 之比。
用A表示，即 A Lu - L0 100 %
L0
0.0
25
1. 1. 3 硬 度
硬度的含义
是指材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。即表 示金属材料抵抗局部变形的能力。
硬度的表示方法
压入法 划痕法 回跳法
金属材料 与热处理
0.0
1
内容
单元一 金属材料的力学性能 单元二 金属材料的工艺性能
0.0
2
教学目的和要求
掌握金属材料的强度和塑性的概念； 掌握金属材料的疲劳强度的概念； 掌握金属材料冲击韧性的概念； 掌握材料硬度的概念和三种硬度表示方法； 了解材料性能的表示方法。
0.0
3
教学内容摘要
一、强度、塑性； 二、疲劳强度； 三、冲击韧性； 四、硬度
So——试样原始横截面积（ mm2）。
抗拉强度 — 是脆性材料选材的依据。
0.0
22
屈强比（ReL/ Rm ）： 0.6~0.85 屈强比高，材料利用率越高； 屈强比低，零件的可靠性越高
—— 综合考虑材料利用率和安全性
0.0
23
1. 1. 2 塑 性
塑性: 金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起 破坏的性能。
（3）表示方法
例如：350HBS 、 600HBW 一般，数字+布氏硬度符号或后面依次注明压头直径、实验力 以及保存时间。单位为MPa（通常不标明）
0.0
28
（4）布氏硬度特点
布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。
缺点：压痕大，不宜测量成品零件或薄件的硬度，以及比压头 还硬的材料。
布氏硬度适用于：常用于测量较软材料、灰铸铁、有色金属、 退火正火钢材的硬度。调质处理钢、原材料，毛坯。 当HBS<450 时有效（HBW450-650)
0.0
19
1. 屈服点、屈服强度
对具有明显屈服现象的材料
金属材料产生屈服现象的最低应力值称为屈服强度，用 ReL 表示，即
屈服强度:
ReL
FeL S0
（MPa）
对无明显屈服现象的金属材料
常用其产生0.2%塑性应变所对应的应力值作为名义屈服点，
称为名义(条件)屈服强度，用 Rp0.2表示。如高碳钢、铜合金、
0.0
4
教学重点、难点
教学重点
强度、硬度、塑性和韧性的概念。
教学难点
利用强度、硬度和塑性等指标综合评价材料。
0.0
5
金属材料的基本知识
1.金属材料的类型：
0.0
6
2. 金属材料的特点：
其他材料 20%
具有金属光泽。 具有较好的延展性，容易加工成型。 易导电、传热，是热和电的良导体。
金属材料 80%
铝合金等。
条件屈服强度: Rp0.2 =
F0.2 S0
（MPa）
屈服强度 — 是塑性材料选材0.0 和评定的依据。
20
脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。
0.0
21
2. 抗拉强度（强度极限）
是指试样在拉断前所承受的最大应力。即：
Rm
Fm S0
（MPa）
式中： Rm——抗拉强度
Fm——试样在拉断前所受到的最大载（N）；
0.0
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
0.0
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。
0.0
11
拉伸试验
（金属的抗拉强度和塑性都是通过拉伸试验测定）
GB/T228.1-2010
0.0
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拉伸试样 （低碳钢）
d0 L0
长试样：L0 =10d0 短试样：L0 =5d0
0.0
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拉伸试验机 液压式万能电子材料试验机
0.0
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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
常用的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ示方法
布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度
0.0
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1. 布氏硬度 （1）布氏硬度测量原理
用一定直径的压头（球体），以相应试验力压入待测表面，保持 规定时间卸载后，测量材料表面压痕直径，以此计算出硬度值。
布 氏 硬 度 计
0.0
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（2）压头：
淬火钢球 HBS （硬度值450的材料） 硬质合金钢球 HBW （硬度值450~650的材料）
静载荷
根据载荷作用性质不同 冲击载荷
疲劳载荷 静载荷是指外力的大小和方向不变或变化很缓慢的载荷； 冲击载荷是指突然增加的载荷； 疲劳载荷则是指大小和方向随时间作周期性变化的载荷。
0.0
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工件在不同载荷形式下产生的变形
0.0
10
根据所加载荷形式的不同，强度表现为：
抗拉强度 抗压强度 抗弯强度 抗剪强度
0.0
31
（3）洛氏硬度表示方法 HR = (k-h) / 0.002 不写单位
塑性的衡量（塑性指标）：伸长率 A和断面收缩率 Z。 A 、Z越高，材料的塑性越好
A < 2 ~ 5% 属脆性材科
A≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
A > 10%
属塑性材料
良好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件。
0.0
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1.断面收缩率（Z）
是指试样拉断处横截面积的 收缩量与原始横截面积之比。 用下式表示，即：
0.0
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脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）
灰 铸 铁 的 拉 伸 曲 线
脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。
0.0
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1.1.1 强度
强度：用于表示金属材料在外力作用下抵抗塑性变 形和破坏的能力。
工程上常用的 强度衡量指标
屈服点 屈服强度 抗拉强度
注意：一般多用抗拉强度作为判别金属强度高低 的指标。
0.0
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3. 金属材料性能
使用性能
力学性能 (强度、硬度、塑性、韧性等) 物理性能（指熔点、导热性、导电性、磁性等） 化学性能 (抗氧化性、抗腐蚀性等) 其它性能 (耐磨性、热硬性、消振性等)
工艺性能——加工成形的性能
0.0
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1.1 金属材料的力学性能
是指金属材料在外加载荷作用下所表现出来的抵抗能 力。
0.0
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2 . 洛氏硬度
(1)洛氏硬度测量原理
用锥顶角为120°的金刚石圆锥或直径 1.588mm的淬火钢球，以相应试验力压 入待测表面，保持规定时间卸载后卸 除主试验力，以测量的残余压痕深度 增量来计算出硬度值。 实际测量时，硬度值一般有硬度计的 刻度盘上直接读出。
0.0
洛氏硬度计
30
(2) 洛氏硬度的分类及应用
Z S0 - Su 100 % S0
2. 伸长率（A）
是指试样拉断后的标距伸长量 与原始标距 之比。
用A表示，即 A Lu - L0 100 %
L0
0.0
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1. 1. 3 硬 度
硬度的含义
是指材料抵抗其它更硬物体压入其表面的能力。即表 示金属材料抵抗局部变形的能力。
硬度的表示方法
压入法 划痕法 回跳法
金属材料 与热处理
0.0
1
内容
单元一 金属材料的力学性能 单元二 金属材料的工艺性能
0.0
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教学目的和要求
掌握金属材料的强度和塑性的概念； 掌握金属材料的疲劳强度的概念； 掌握金属材料冲击韧性的概念； 掌握材料硬度的概念和三种硬度表示方法； 了解材料性能的表示方法。
0.0
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教学内容摘要
一、强度、塑性； 二、疲劳强度； 三、冲击韧性； 四、硬度
So——试样原始横截面积（ mm2）。
抗拉强度 — 是脆性材料选材的依据。
0.0
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屈强比（ReL/ Rm ）： 0.6~0.85 屈强比高，材料利用率越高； 屈强比低，零件的可靠性越高
—— 综合考虑材料利用率和安全性
0.0
23
1. 1. 2 塑 性
塑性: 金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起 破坏的性能。
（3）表示方法
例如：350HBS 、 600HBW 一般，数字+布氏硬度符号或后面依次注明压头直径、实验力 以及保存时间。单位为MPa（通常不标明）
0.0
28
（4）布氏硬度特点
布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。
缺点：压痕大，不宜测量成品零件或薄件的硬度，以及比压头 还硬的材料。
布氏硬度适用于：常用于测量较软材料、灰铸铁、有色金属、 退火正火钢材的硬度。调质处理钢、原材料，毛坯。 当HBS<450 时有效（HBW450-650)
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1. 屈服点、屈服强度
对具有明显屈服现象的材料
金属材料产生屈服现象的最低应力值称为屈服强度，用 ReL 表示，即
屈服强度:
ReL
FeL S0
（MPa）
对无明显屈服现象的金属材料
常用其产生0.2%塑性应变所对应的应力值作为名义屈服点，
称为名义(条件)屈服强度，用 Rp0.2表示。如高碳钢、铜合金、
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教学重点、难点
教学重点
强度、硬度、塑性和韧性的概念。
教学难点
利用强度、硬度和塑性等指标综合评价材料。
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金属材料的基本知识
1.金属材料的类型：
0.0
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2. 金属材料的特点：
其他材料 20%
具有金属光泽。 具有较好的延展性，容易加工成型。 易导电、传热，是热和电的良导体。
金属材料 80%
铝合金等。
条件屈服强度: Rp0.2 =
F0.2 S0
（MPa）
屈服强度 — 是塑性材料选材0.0 和评定的依据。
20
脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。
0.0
21
2. 抗拉强度（强度极限）
是指试样在拉断前所承受的最大应力。即：
Rm
Fm S0
（MPa）
式中： Rm——抗拉强度
Fm——试样在拉断前所受到的最大载（N）；