6
金属材料的力学性能
试验阶段划分
弹性与刚度
（1）ce──弹性变形阶段
OE是直线，表示应力与应变成正比。 E是保持这种正比关系的最高点， σe称为比例极限。 OE的斜率为试样材料的弹性模量 E=Fe/ △Le 弹性模量E是衡量材料产生弹性变形 难以程度的指标。
E越大，则使其产生一定量弹性变形 的应力也越大。工程上将其称为材料 的刚度。刚度表征材料弹性变形抗力 的大小。
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金属材料的力学性能
问题1
在拉伸试验中，什么时候会出现缩颈现象？如果试样 没有出现缩颈，是否意味着试样没有产生塑性变形？
塑性任何材料就具备，例如铸铁，在拉伸试验中，灰铸铁显示出来 的形线是曲线，它变形有塑性变形（很少，基本可忽略）又有脆性 变形（大部分都是），其实即使是脆性材料塑性变形也是存在的， 只是较少，基本忽略罢了。 球墨铸铁在拉伸试验中显示的形性是直线，且试样断裂后没有出现 颈缩，但仍有微量的塑性变形。
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金属材料的力学性能
常用机械性能指标
序号 名称
1
弹性模量
2
屈服强度
3
抗拉强度
4
屈强比
5
伸长率
6
收缩率
符号
E σs σb σs/σb δ ψ
含义
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第一章 金属材料基本知识
1.2.1 金属的晶体结构
1. 晶体与非晶体
晶体是指原子（或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物 体。如纯铝、纯铁、纯铜。
σs=Fs/A0
有些材料的拉伸曲线上没有明显的屈服
点S，难于确定开始塑性变形的最低应
力值，因此，规定试样产生0.2%残余应
力值为该材料的条件屈服强度，以σ0.2
表示。
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金属材料的力学性能
强度
试验阶段划分
（2）es──屈服阶段 抗拉强度 σb是试样被拉断前的最大承载能力。 σs与σb的比值叫做屈强比，屈强比 愈小，工程构件的可靠性愈高，因为 万一超载也不至于马上断裂。
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金属材料的力学性能
试验阶段划分
（1）ce──弹性变形阶段 （2）es──屈服阶段 （3）sb──均匀塑性变形阶段 （4）bk──缩颈阶段
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金属材料的力学性能
试验阶段划分
（1）ce──弹性变形阶段 特性：加载后应力不超过σe，若
卸载，试样能即刻恢复原状，这种不 产生永久变形的性能，称为弹性。 σe为不产生永久变形的最大应力， 称为弹性极限。
材料力学性能
1
金属材料的力学性能
1 强度和刚度 2 塑性 3 硬度 4 冲击韧度 5 疲劳强度
2
金属材料的力学性能
一、静拉伸试验
在拉伸试验机上缓慢进行拉 伸，使试样承受轴向拉力F， 并引起试样沿轴向产生伸长 △L（=L1-L0），直到试样断 裂。 试样 试样分长试样（L0=10d）和 短试样（L0=5d）。
σb=Fb/A0
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金属材料的力学性能
强度
试验阶段划分
（3）sb──均匀塑性变形阶段
材料在外力作用下，发生不能恢复原 状的变形称为塑性变形，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δ和断面收缩率ψ 来表示。
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拉伸试验试样拉断后,标距长度的相 对伸长值
δ=[(l1-l0)/l0]×100%
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谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
液压式万能材料试验机
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金属材料的力学性能
一、静拉伸试验
试验过程
工作系统——右半部分
电动机5—油泵6—油管—送 油阀8—工作油缸4—工作活 塞10、11、12、13上升
测力系统——左半部分
工作油缸4—测力油缸23— 测力活塞24向下运动—拉杆 25—摆锤26—推杆28—齿轮 30—测力指针
液压式万能材料试验机
拉伸试样拉断后试样截面积的收缩 率ψ为
ψ=[(A0-A1)/A0]×100%
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金属材料的力学性能
强度
试验阶段划分
（4）bk──缩颈阶段 经过S点，进入强化阶段，试样恢复 抵抗继续变形的能力，经到B点，到 达最大载荷，同时，试样某一截面明 显缩小，出现缩颈现象，载荷迅速下 降，试样到K点发生断裂。
有些材料的拉伸曲线上没有明显的屈服
点S，难于确定开始塑性变形的最低应
力值，因此，规定试样产生0.2%残余应
力值为该材料的条件屈服强度，以σ0.2
表示。
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金属材料的力学性能
强度
试验阶段划分
（2）es──屈服阶段
屈服强度（屈服极限） 在S点，出现近似水平线段，这表示 拉力虽然不加，但变形仍在进行，此 时若卸载，试样的变形不能全部消失， 将保留一部分残余的变形。这种不能 恢复的残余变形，叫做塑性变形。 σs即表示材料在外力作用下开始产 生塑性变形的最低应力，表示材料抵 抗微量变形的能力。
非晶体的原子则是无规律、无次序地堆聚在一起的。如玻璃、松香、 沥青。
为了便于分析各种晶体中的原子排列规律及集合形状，通常把晶体中 的原子假象为几何结点，并用直线从其中心连接起来，使之构成一个 空间格子。表示晶体中原子排列形式的空间格子，称为“晶格”。
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提问与解答环节
Questions And Answers
拉强度σb。
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金属材料的力学性能
强度
试验阶段划分
（2）es──屈服阶段
屈服强度
在S点，出现近似水平线段，这表示 拉力虽然不加，但变形仍在进行，此 时若卸载，试样的变形不能全部消失， 将保留一部分残余的变形。这种不能 恢复的残余变形，叫做塑性变形。
σs即表示材料在外力作用下开始产 生塑性变形的最低应力，表示材料抵 抗微量变形的能力。
弹性模量E主要决定于材料本身，
是金属材料最稳定的性能之一，合
金化、热处理、冷热加工对它的影
响很小。弹性模量随温度的升高逐
渐降低。
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金属材料的力学性能
强度
试验阶段划分
（2）es──屈服阶段
强度：在外力作用下，材料抵抗 变形和断裂的能力称为强度。 抗拉强度：当承受拉力时，强度 特性指标主要是屈服强度σs和抗