项目1 金属材料的力学性能
复习思考题
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1.什么是金属的力学性能？金属的力学性能包括哪 些？
2.大致绘制一条低碳钢的拉伸曲线，并指出拉伸时 的几个阶段。
3.什么是塑性？衡量塑性的主要物理量有哪几种？ 分别写出它们的符号、单位及计算公式。
4.什么是强度？衡量强度的主要物理量有哪几种？ 分别写出它们的符号、单位及计算公式。
5.什么是硬度？常用硬度指标有哪几种？分别对应 什么试验？
6.什么是冲击韧性？写出冲击韧度的符号及单位。
项目2 常用工程材料
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项目2 常用工程材料
项目2 常用工程材料
知识目标
1.掌握非合金钢、合金钢与铸铁等钢铁材料的分 2.掌握铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金等 3.了解高聚物材料、陶瓷材料及复合材料的分类 、性能及用途。
2.1.1 非合金钢
2）非合金钢的牌号、性能及主要用途
世界各国都根据国情制定科学而简明的钢铁分类表 示方法，通常都采用“牌号”来具体表示钢的品种。通 过牌号（钢号）一般能大致了解钢的类别、成分、冶金 质量、性能特点、热处理要求和用途等。
变性阶段
3)屈服后至m点—强化阶 段
4)mk—缩颈阶段
项目1 金属材料的力学性能
模块1 拉伸曲线、塑性及强度
1.1.2 塑性
塑性是指断裂前材料产生永久变形的能力
塑性
拉伸试验
断后伸长率
断面收缩率
项目1 金属材料的力学性能
模块1 拉伸曲线、塑性及强度
1.1.3 强度
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度
项目2 常用工程材料
技能目标
1. 2.能够将典型非铁金属材料正确地应用在工程 中。
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料 返回
2.1.1 非合金钢
非合金钢是指碳的质量分数小于2.11％的铁碳合金。
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料
2.1.1 非合金钢
非合金钢所含主要元素
碳
铁
硅、锰、 硫、磷
模块3 冲击韧性及其他力学性能 返回
1.3.1 冲击韧性
对于要承受冲击载荷的零件、机 构，除应保证足够的静载力学性能， 还必须有足够的承受冲击动载的力学 性能——冲击韧性。
项目1 金属材料的力学性能
模块
aK为冲击韧度（J/cm2）；AK为冲击 吸收功（J）；S为试样缺口底部横 截面面积（cm2）
项目1 金属材料的力学性能
模块3 冲击韧性及其他力学性能
1.3.1 冲击韧性
冲击韧性决定因素
材料的内部 组织结构
表面粗糙 度和形状
项目1 金属材料的力学性能
模块3 冲击韧性及其他力学性能
1.3.2 其他力学性能
疲劳
项目1 金属材料的力学性能
模块3 冲击韧性及其他力学性能
1.3.2 其他力学性能
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料
2.1.1 非合金钢
碳素结构钢 主要用于建筑、 桥梁等工程结构和各种零件
(3)非合金钢 按用途分类
碳素工具钢 主要用于各类 刀具、量具和模具，如丝锥、 板牙、刮刀、锯条、冲模等
专用钢 包括锅炉钢、船用 钢、易切钢等
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料
2.1.1 非合金钢
工程规定，材料在指定循环基 数下不产生疲劳断裂所能承受的最 大应力，称为耐久极限应力。
项目1 金属材料的力学性能
模块3 冲击韧性及其他力学性能
1.3.2 其他力学性能
金属材料的耐久极限应力Smax与抗拉强度Rm之间的近似关系
金属 碳钢 灰铸铁 有色金属
近似值 Smax≈（0.4～0.55）Rm Smax≈（0.4～0.55）Rm Smax≈（0.4～0.55）Rm
氧、氢 、氮
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料
2.1.1 非合金钢
(1)非合金钢按钢中含碳量分类
1）非合金钢的分类
低碳钢
中碳钢
高碳钢
0.08%～0.25% 塑性好，多用 作冲压、焊接 和渗碳工件
0.25%～0.60% 强度和韧性都较 高，热处理后有 良好的综合力学 性能，多用作要 求良好韧性的各 种重要工件
项目1 金属材料的力学性能
模块1 拉伸曲线、塑性及强度 返回
1.1.1 拉伸曲线
一般情况下，试验机 都具有自动记录装置，可 以把作用在试样上的力和 伸长量描绘成拉伸图，也 叫拉伸曲线。
图1-2 低碳钢的拉伸曲线
项目1 金属材料的力学性能
模块1 拉伸曲线、塑性及强度
1)Op—弹性变形阶段
2)p点后的水平或锯齿状线段 —屈服阶段
金属加工与实训
(基础常识与技能训练)
金属加工与实训
项目1 金属材料的 力学性能
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项目1 金属材料的力学性能
项目1 金属材料的力学性能
知识目标
1.掌握力学性能主要指标的符号及物理意义。 2.了解拉伸试件的拉伸曲线。
项目1 金属材料的力学性能
知识目标
1.能够对拉伸、硬度和冲击韧性进行测试并分析。 2.掌握疲劳破坏等力学性能对实际生产的影响。
强度
屈服强度
上屈服强度 下屈服强度
抗压强度
项目1 金属材料的力学性能
模块1 拉伸曲线、塑性及强度
图1-3所示为不同类型拉伸曲线的上屈服强度和下屈服强度
项目1 金属材料的力学性能
模块2 硬度
维氏硬度
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硬度
洛氏硬度
硬度是指材料表面上抵抗局部变形或 破坏的能力。
布氏硬度
项目1 金属材料的力学性能
模块2 硬度
0.60%～1.40% 硬度较高，多 用作工具、模 具和量具等工 件
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料
2.1.1 非合金钢
(2)按钢中有害杂质元素硫和磷的含量分类
普通钢
优质钢 高级优质钢
ωS≤0.050% ω P≤0.045%
ωS≤0.035% ωS≤0.030% ωP≤0.035% ω P≤0.030%
(4)非合金钢按钢液脱氧程度分类
沸腾钢
沸腾钢脱氧不 完全，组织不 致密，成分不 均匀，性能较 差
镇静钢
镇静钢脱氧完全， 组织致密，成分 较均匀，性能较 好(优质钢和高 级优质钢多为镇 静钢，通常不再 标注镇静钢代号)
半镇静钢
半镇静钢脱氧 程度介于沸腾 钢和镇静钢之 间
项目2 常用工程材料
模块1 钢铁金属材料
1.2.1 布氏硬度
图1-4 布氏硬度测量原理图
项目1 金属材料的力学性能
模块2 硬度
1.2.2 洛氏硬度
表1-2 常用的洛氏硬度试验条件及应用范围
项目1 金属材料的力学性能
模块2 硬度
1.2.3 维氏硬度 HV＝F/S＝1.8544F/d2
HV＝0.1891F/d2
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