⑵屈服强度：表征材料产生明显塑性变形时的抗力
产生明显塑性变形的应力
⑶抗拉强度：表征材料对最大均匀变形的抗力
拉伸时材料所能承受的最大应力
§1.2 静载下材料的力学性能指标
3. 塑性指标：伸长率和断面收缩率
塑性：材料产生永久变形的能力 用金属断裂时的最大相对塑性变形来表示 ⑴伸长率： δ＝（lk-l0）/l0 断裂后试样标距长度的相对伸长值 ⑵断面收缩率： ψ=(Fk-F0)/F0 断裂前后截面的相对收缩值 伸长率和断面收缩率反应了材料在外力作用下产生永久 变形而不发生破坏的能力
材料是脆断还是韧断与材料本身及其所处状态有关： 应力 变状态及其变化速度、温度
§1.3 动载下的力学性能指标
§1.3.2冲击载荷下力学性能指标:冲击韧性 １.冲击载荷下材料变形及断裂特点：
⑴材料塑性及韧性随相对变形速度增大而降低。 ⑵零件在冲击载荷下失效类型与静载相同。 ⑶冲击韧性随温度变化非常敏感。 ２.冲击韧性测定： 测试原理： ⑴ 冲击试样: ⑵ 方法:一次摆锤冲 击试验法
⑵影响因素
材料种类、纯净度和组织状态 合金钢：普通电炉冶炼：为630MPa 真空冶炼：抗拉强度为789MPa 40Cr钢：退火态，抗拉强度为650MPa， 疲劳极限为314MPa 淬火态：抗拉强度为2080MPa，疲劳极限为775MPa 载荷类型： 40Cr钢：弯曲：退火态疲劳极限为：650MPa 拉压：退火态疲劳极限为：552MPa 零件表面状态：冷热加工形成的表面缺陷降低疲劳极限 正火态45钢：表面光滑：抗拉强度656MPa，疲劳极限为280MPa； 表面有刀痕：抗拉强度654MPa，疲劳极限145MPa 淬火态45钢：表面光滑：抗拉强度1947MPa，疲劳极限780MPa； 表面有刀痕：抗拉强度1922MPa，疲劳极限300MPa 工作温度：高温使疲劳裂纹易形成和扩展，故降低了疲劳极限。 腐蚀介质：零件在腐蚀介质（如酸、碱、盐的水溶液、海水、潮湿 空气等）中工作时，其表面的腐蚀坑成为疲劳裂纹源， 使疲劳极限降低。
§1.2 静载下材料的力学性能指标
§1.2.2 硬度指标
硬度:材料表面抵抗其它硬物压入的能力 材料局部塑性变形抗力大小 1. 布氏硬度：用布氏硬度计测定 注意： ①硬度≤450,压头用淬火钢球:硬度值HBSd/p/t ； 硬度＞450,压头用硬质合金钢球:硬度值HBWd/p/t ②测量退火、正火、调质钢件,铸铁及有色金属零件硬度 ③不同材料的布氏硬度与强度有一定的关系
可铸性 可焊性 可锻性 热处理性能 可切削性
§1.2 静载下材料的力学性能指标
§1.2.1 强度与塑性指标
1. 测定方法:拉伸试验法 ⑴拉伸试样：5倍试样、10倍样 ⑵拉伸试验机：拉伸曲线图 ⑶拉伸曲线图→应力应变图
2. 强度指标： ⑴弹性极限：表征材料开始塑性变形时的抗力
弹性变形过渡到弹－塑性变形的最大应力
§1.3 动载下的力学性能指标
§1.3.1 材料的损坏(失效)方式 1. 过量塑性变形 2. 磨损: 形状与尺寸发生变化 3. 断裂 分类： ⑴韧性断裂：断裂前发生明显塑性变形。 特征：①断裂前有明显塑性变形 ②断口呈暗灰色，纤维状、凹凸不平。 ⑵脆性断裂：断裂前无明显塑性变形，为突然断裂。 特征：①脆断时工作应力很低（小于屈服强度） ②脆断的断口齐平、光亮。
第一章 工程材料的力学性能指标
§1.1 概述 §1.2 静载下材料的力学性能指标业：Ｐ１：１、 （3）
§1.1 概述
零件选材过程
性能要求分析→性能指标→材料性能指标→材料
材料性能
使用性能：材料在使用过程中表现出的性能 物理性能：密度、熔点、导热性、导电性等 化学性能：耐蚀性、抗氧化性等 力学性能：强度、塑韧性、硬度、疲劳强度 工艺性能：材料在成形加工过程中表现出的性能
低碳钢：σ＝0.36HBS； 高碳钢：σ＝0.34HBS； 调质合金钢：σ＝0.325HBS； 灰铸铁：σ＝0.1HBS
2. 洛氏硬度：洛氏硬度计测定 压头：①顶角为120°金刚石圆锥体； ②直径为1.588mm钢球 加载方式：两次加载 硬度值：HR＝Ｋ－h/0.02(h:压痕深度) 种类、表示方法及适用范围：
§1.3 动载下的力学性能指标
3. 冲击韧性的意义及应用 ⑴Ａk的物理意义：表征材料抵抗冲击的能力 冲击韧性值等于试样断裂前所吸收的能量。 即：Ak=mg(h1-h2) ⑵冲击韧性的应用： ①评定原材料的冶金质量及热加工后的产品质量： ②评定材料在不同温度下的脆性转化趋势； ③确定材料的应变时效敏感性
§1.3.3交变载荷下力学性能指标:疲劳强度
1. 疲劳: 零件在交变载荷长时间作用下发生断裂的现象 特点：断裂前无明显塑变，断裂突然发生。 疲劳断裂应力低于静载下的屈服强度。 2. 疲劳抗力指标及其影响因素： ⑴疲劳抗力指标：疲劳极限（材料抵抗交变应力的能力） 测定方法：疲劳试验法→交变应力与循环周次曲线 材料经受无限次应力循环后不断裂的最大循环应力即 为疲劳极限
类 型 HRA HRB HRC 压 头
120°金刚石圆锥
1.588mm钢球
120°金刚石圆锥
总负荷 测量值有效范围 应用范围 588Ｎ 60～85HRA 硬质合金、表面 980Ｎ 25～100HRB 有色金属 1470Ｎ 20～67HRC 调质、淬火钢
3. 维氏硬度：用维氏硬度计测量
压头：维氏硬度用锥面夹角为136 °的金刚石四棱锥体。 主要用于测量表面硬度。 表示方法：硬度值ＨＶp