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金属的拉伸：
2006-1-1 16
拉伸试样：
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Stress
低碳钢拉伸曲线：
Strain
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2、刚性与强度： （Rigidity and Strength) （1）刚性：材料抵抗弹性变形能力。
衡量：弹性模量E（拉伸曲线OE段斜率）
（2）强度：材料抵抗变形或断裂能力。 抗拉、抗弯、抗扭、抗剪和屈服强度等。 b点处应力为抗拉强度： σb=Pb/Fo Pa s点处应力为屈服强度： σs=Ps/Fo Pa
金属材料经受无数次 应力循环而不发生疲 劳断裂的应力值。
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规定：钢铁循环107以上材料不破坏的最大应力。 有色金属循环108 以上。
疲 劳 曲 线
28
29
二、金属工艺性能
指金属材料接受各种加工过程的难易程度。 分类：
1、铸造性能； 2、可锻性； 3、焊接性； 4、热处理性能； 5、切削加工性
出版社，2006.8 4．张万昌 主编， 热加工工艺基础，机械工业出版社
4
成绩考核：
平时成绩：30%作业+实验报告 考试成绩：70%闭卷
5
建议学习方法：
１．理解和记忆名词术语； ２．抓住各章节之间的联系； ３．多看书，认真听，多找老师！
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绪论
1、工程材料分类 按属性分类：
金属 Metal
金属材料 陶瓷材料 高分子材料 复合材料
常用金属力学性能：
牌
力学性能
应
号
σb
σs
δ
/MPa /MPa %
HBS HRC αk/
用
J/Cm2
Q235-A 400 235 26
工程结构
45钢
610
16
229 55
（淬火）
轴、杆
ZG310- 570 310 15 570
ZAlSi2 143
4
50
HT250
250
QT700-2 700 420 2
沧州铁狮 铸于953 年。高 5.78米， 长6.5米， 宽3.17米， 重40吨
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本讲重点：金属材料的力学性能（表达方
式、测定方法、单位量纲、物理意义）
教学难点：拉伸曲线特点； 硬度检测。
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第一讲 金属材料主要性能
Main Properties and Structure of Metal Material
布氏硬度（HB) Brinell 洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)Rockwell
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压头用钢球直径：10mm、5mm、2.5mm 载荷：30KN、7.5KN、1.87KN 布氏硬度HBS 用于测定软性材料（HBS≤450）
HBS测定
洛氏硬度HRC 用于测定高硬度材料（20－67 HRC） 金刚石圆锥体压头，压入金属表面，卸载后读出HR值。
Material)
1、机械性能（或力学）： Mechanical Properties 受外力时所表现的特性。如：
强度、硬度、塑性和韧性等。
2、物理性能：密度、导热和导电率等。
3、化学性能：抗氧化、耐腐蚀性等。
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1、弹性和塑性（Elasticity and Plasticity) （1）弹性：除去外力材料能恢复原状。 弹性极限：产生弹性变形的最大应力。 σe=Pe/Fo ( Pa ) （2）塑性：材料受外力产生永久变形的能力。 衡量：(Ductility) 延伸率：δ=（L1-Lo)/Lo * 100% 截面收缩率：Ψ=(Fo-Fk)/Fo * 100% 屈服极限：材料开始产生塑性变形时应力。 σs=Ps/Fo ( Pa )
270
3
铸钢件
活塞 气缸体 曲轴
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
HRC测定
布氏、洛氏硬度测试方法对比：
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4、冲击韧性： Impact Toughness 材料抵抗或承受冲击载荷能力。
衡量：单位面积冲击功,αk=Ak/F( J/m2 ) 塑性材料试样开缺口，脆性材料不开缺口。
冲击韧性的测试方法
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冲击试验设备：
kHale Waihona Puke 5、疲劳强度：(Fatigue Strength)
陶瓷 Ceramic
高分子 Polymer
复合材料
Composites
2. 什么是金属材料
金属材料——以金属元素为主要成分、 原子通过金属键结合而成的一 类固体材料。
金属材料
铁合金：钢、铸铁 非铁合金：铜、铝、钛、镁及其合金
3.什么叫成形工艺？ 金属或非金属毛坯或零件成形方法和过程。
主要研究：
1）工程材料基础知识； 2）铸造＿金属液态下成形的过程和方法； 3）锻造＿塑性金属受压变形或改性的过程和方法； 4）焊接＿分离金属实现永久连接的过程和方法； 5）钢的热处理原理、过程与方法。
注意：σs、σb为工程上常用指标。
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（2）强度指标，单位：MPa(N/mm2）
σb ——抗拉强度
σs ——屈服强度
（屈服点）
σ0.2 ——名义屈服强度
（永久变形0.2%）
σ－1——疲劳强度 （σ-1≈0.5σb）
低碳钢拉伸试验图
3、硬度：Hardness
指材料抵抗更硬物体压入其内的能力。 据测试方法不同有：
一、 金属使用性能
Properties of metal material
二、 金属工艺性能
Structure of metal material
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金属性能种类
冶炼→铸造
热轧→板棒型管 铸锭
焊接 机加工 冷轧
零 件
热锻→ 锻件 冷拔
或
构
铸件
机加工： 深冲 件
车、铣、 刨、磨 工艺性能
使用性能
一、金属材料使用性能 (Properties of Metal
任务和要求：
➢了解产品的制造过程 ➢掌握常用工程材料的种类与性能，能初步选用 ➢掌握材料成形基本原理和工艺特点，能初步运用
参考资料：
1．卢志文 主编，工程材料及成形技术，机械工业
出版社， 2007.2 2．吕广庶、张远明主编，工程材料及成形技术基础，
高等教育出版社， 2011.9 3．侯书林 主编，机械制造基础（上册），中国林业
同学们好！
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自我介绍:
张锁梅主讲课程： １．《工程材料及机械制造工艺基础》 ２．《机械制造工艺课程设计》 科研方向： １．成形工艺的设计与优化； ２．钢的热处理改性； ３．铸铁石墨球化机理的研究； ４．冶金实验设备的设计与自动控制的开发。
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本课程性质、任务和要求
性质：
➢ 研究常用工程材料及其毛坯成形方法 ➢ 理论与实践密切结合