（应力）
高强钢
（应力）
③强化阶段
b
s 0.2
②屈服阶段
奥氏体不锈钢
b
b
④屈服阶段
低强钢
①弹性阶段 韧性材料
脆性韧性
0
（应变）
0 （应变）
拉伸曲线
14
.
金属拉伸过程四个阶段 弹性阶段 符合胡克定律
屈服阶段
发生屈服
s
Ps A0
强化阶段
发生加工硬化
b
Pb A0
颈缩阶段
15 .
强度指标
极限应力 o b （断裂） s （屈服）
外力作用的效果
内力
宏观：物体形状与尺寸改变。
微观：物体内部相邻质点间的相对位置改变。
内力
指材料内部各部分之间相互作用的力
5 .
截面法
m
P
P
m
m P
m
1、截开：在欲求内力的截面处，假想的将构件截开，取 其中一部分。
6 .
m
P
P
m
m
P
FN
m
2、替代：用弃去部分对留下部分的作用力代替截面
上的内力。
7 .
第一章 金属材料加热处理基本知识
1 材料的性能
使用性能 力学性能 强度
硬度
刚度
塑性
韧性
物理性能 密度
熔点
导热性
热膨胀系数
化学性能 耐蚀性
热稳定性
1
工艺性能
.
1.1 材料的力学性能 力学性能是指材料在受力作用时所表现出来的各种性能。
金属材料
加工 使用
变形
断裂
2 .
3 .
4 .
1.1.1 应力和应变
29 .
(1)体心立方晶格 α-Fe(910℃以下的纯铁)、铬、铂、钒、钨等。 这类晶格一船具有较高的熔点、相当大的强度和良好
的塑性。
30 .
(2)面心立方品格 属于这类晶格的金属有γ-Fe(1390一910℃时的钝铁)、
铜、铝、镍、银、金等。 这类晶格金属往往有很好的塑性。
31 .
(3)密排六方晶格 该类金属有镁、锌、镉、铍等。 该类金属有一定的强度，但塑性较差。
HB F（kg/mm2） A0
淬火钢球 HBS 450 用于测量退火、正火、调质钢 及铸铸铁、有色合金
硬质合金 HBW 450- 600
用于测量淬火钢
21
.
2 .洛氏硬度 以顶角为120度的金刚石圆锥体或直径1．588mm的淬火
钢球作为压头，以一定的压力使其压入材料表面，测量压痕 深度来确定其硬度，即为洛氏硬度。被测材料硬度，可直接 在硬度计刻盘读出。
m
P
P
m
m
P
FN
m
3、平衡：建立留下部分的平衡条件，确定未知内力。
FN = P 8 .
截面法求内力的步骤：
截开
替代
平衡
截面法的实质：
通过假想的把构件截开的方法，将内力转化为 外力。
9 .
内力是与强度直接有关的量吗？
F
FF
F
F
FN1
F
FN2
FN1 = F
FN2 = F
为什么相同材料细杆比粗杆容易被拉断？
的反弹速度大于较软者。
25 .
5. 硬度与强度值的对应关系 由于硬度值综合反映了材料在局部范围内对塑性变形等 的抵抗能力，故它与强度值也有一定关系。 工程上：
单位：MPa
26 .
1.1.5 韧性 材料抵抗冲击载荷的能力。
冲击试ห้องสมุดไป่ตู้装置 27 .
冲击试样
28 .
1.2 金属学与热处理基本知识 1.2.1 金属的原子结构 绝大多数固体具有晶态结构，即为晶体，其组成粒子在三维空 间作有规则的周期性重复排列。规则排列的方式即称晶体结构。
19 .
GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》 5 L0 5d 10 L0 10d
20 .
1.1.4 硬度
材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。
一般硬度较高的材料其强度也较高。
1. 布氏硬度
以一定大小载荷F把规定直径为D(mm)的淬火钢球或硬质合全球压头压入试 样表面，保持规定时间后卸载，在放大镜下测量试样表面的压疽直径d(mm)，用 载荷F除以压痕球形表面积Ao(mm2)所得商作为布氏硬度值，记为HB。
.
（6）金属的凝固过程
过冷度：金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，两 者温度之差，称为过冷度。 生长过程：随机产生晶核—晶核依附于固态杂质—液态原子相 晶核聚集—晶核长大—晶粒接触
38 .
冷却速度对晶粒大小的影响
快速冷却，形核点多，晶粒细小 冷却速度慢，均匀长大，晶粒粗大
39 .
40 .
1.2.2 铁碳合金的基本组织 铁 碳含量>2%--弱而脆
安全条件：构件的最大工作应力不超过材料的 极限应力。
maxo ？
16 .
公式 maxo中的近似因素
荷载值的确定是近似的。 计算简图不能精确符合实际构件的工作情况。 实际材料不能完全符合理想均匀假设。 测量值存在误差。 结构在使用过程中偶尔会遇到超载的情况。
17 .
许用应力
o
n
为指标
s
安全系数
b 为指标
ns 1.5～2.0 nb 2.0～5.0
GB1 15 9要 0 98求 ns1.6 nb3.0
工程上认为的屈服强度为可测量的塑性伸长 0.2%
.
0.2
18
1.1.3 塑性
材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。 塑性大小用伸长率和断面收缩率来表示
FFLL1010试 试 拉 试件 件 断 件拉 原 后 的断 始 试 原后 截 件 始颈 面 的 标缩 积 标 距处 距 长面 的 长 度积 截 度
32 .
（4）单晶体和多晶体
晶粒内的原子排列相同
由多个晶粒构成
33
.
（5）原子缺陷 A、点缺陷
使金属发生晶格畸变，使金属屈服点和抗拉强度提高
34 .
B、线缺陷
晶体中的刃形位错和螺位错 35 .
C、 面位错
晶界附近晶格的错配和畸变
36 .
D、 体缺陷
非金属夹杂物，硫化物。降低基体的机械强度 37
22 .
洛氏硬度常用的有三种，分别以HRA、HRB、HRC来表示。 洛氏硬度符号、试验条件和应用表
23 .
3．维氏硬度 测定维氏硬度的原理基本上和布氏硬度相同，区别在于压头
采用锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体，压痕是四方锥形。 维氏硬度值用HV表示。
压痕面
24 .
4. 里氏硬度 原理：当材料被一个冲击体撞击时，较硬材料使冲击体产生
铁碳合金
铁素体—碳熔于α铁或δ铁中的固溶体 F
钢 奥氏体—碳熔于γ铁中的固溶体 A 强而韧 碳含量 0.02%-2%
10 .
应力：内力在某一点的分布集度。
求：mm 截面上 k点的应力
F 平均应力 A
m
F
k
A
F dF
pk
lim A0A d
A
m
11 .
pk
τ
σ
k
pk可分解为
正应力 切应力
拉应力 压应力
12 .
轴向拉伸杆件横截面上应力的求法
m
F
F
m
F
FN
轴向拉伸杆横截面上的应力 F N
A
13 .
1.1.2 强度 金属材料抵抗永久变形和断裂的能力。