第一節金屬的力學性能熱處理基礎知識授課人：楊愛華回主頁第1頁，共38頁。第2頁，共38頁。第3頁，共38頁。第4頁，共38頁。第5頁，共38頁。金屬的力學性能一、強度四、沖擊韌性三、硬度二、塑性上一頁下一頁回主頁五、疲勞強度第6頁，共38頁。一、強度第7頁，共38頁。強度是機械零件（或工程構件）在設計、加工、使用過程中的主要性能指標，特別是選材和設計的主要依據。第8頁，共38頁。（二）強度的測定——拉伸實驗1.拉伸試樣（GB6397-86）2.力—伸長曲線（以低碳鋼試樣為例）3.脆性材料的拉伸曲線返回上一頁下一頁回主頁第9頁，共38頁。1.拉伸試樣（GB6397-86）長試樣：L0=10d0短試樣：L0=5d0返回上一頁下一頁回主頁第10頁，共38頁。2.力——伸長曲線彈性變形階段屈服階段頸縮現象拉伸試驗中得出的拉伸力與伸長量的關系曲線。強化階段返回上一頁下一頁回主頁第11頁，共38頁。第12頁，共38頁。ΔLF03.脆性材料的拉伸曲線（與低碳鋼試樣相對比）脆性材料在斷裂前沒有明顯的屈服現象。

返回上一頁下一頁回主頁第13頁，共38頁。（三）強度指標1.屈服點2.抗拉強度在拉伸試驗過程中，載荷不增加，試樣仍能繼續伸長時的應力，用符號σs表示。材料在斷裂前所能承受的最大應力，用符號σb表示。脆性材料的屈服點：試樣卸除載荷后，其標距部分的殘余伸長率達到試樣標距長度的0.2%時的應力，用符號σ0.2表示。返回上一頁下一頁回主頁第14頁，共38頁。FsA0σs=1.屈服點

應用：σs和σ0.2常作為零件選材和設計的依據。脆性材料的屈服點ΔLF0F0.20.2%L0F0.2A0σ0.2=返回上一頁下一頁回主頁計算公式第15頁，共38頁。

σb=FbA02.抗拉強度應用：脆性材料制作機械零件和工程構件時的選材和設計的依據。返回上一頁下一頁回主頁計算公式第16頁，共38頁。（二）衡量指標二、塑性金屬材料斷裂前發生永久變形的能力。斷面收縮率：伸長率：試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比。試樣拉斷后，頸縮處的橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比。返回上一頁下一頁回主頁（一）定義第17頁，共38頁。伸長率（δ）l1-l0l0×100%δ=l1——試樣拉斷后的標距,mm;l0——試樣的原始標距,mm。返回上一頁下一頁回主頁第18頁，共38頁。斷面收縮率（Ψ）S0-S1S0Ψ=×100%S0——試樣原始橫截面積,mm2；S1——頸縮處的橫截面積,mm2。返回上一頁下一頁回主頁第19頁，共38頁。第20頁，共38頁。（一）布氏硬度（二）洛氏硬度三、硬度（三）維氏硬度第21頁，共38頁。1.原理布氏硬度=

FA凹=2FπD[D-（D2-d2）?]（一）布氏硬度返回上一頁下一頁回主頁第22頁，共38頁。第23頁，共38頁。第24頁，共38頁。返回上一頁下一頁回主頁第25頁，共38頁。1.原理（二）洛氏硬度返回上一頁下一頁回主頁加初載荷加主載荷卸除主載荷讀硬度值第26頁，共38頁。2.應用范圍20~671500N120°金剛石圓錐體HRC25~1001000N1.588mm鋼球HRB70~85600N120°金剛石圓錐體HRA返回上一頁下一頁回主頁常用洛氏硬度標度的試驗范圍第27頁，共38頁。優點：操作簡便、迅速，效率高，可直接測量成品件及高硬度的材料。3.優缺點缺點：壓痕小，測量不準確，需多次測量。返回上一頁下一頁回主頁第28頁，共38頁。第29頁，共38頁。第30頁，共38頁。第31頁，共38頁。四、沖擊韌性第32頁，共38頁。（三）沖擊試驗原理及方法（二）沖擊試樣返回上一頁下一頁回主頁第33頁，共38頁。計算公式Ak=GH1

-GH2

=G（H1

-H2）試驗原理：試樣被沖斷過程中吸收的能量即沖擊吸收功（Ak）等于擺錘沖擊試樣前后的勢能差。返回上一頁下一頁回主頁試驗過程如圖所示。沖擊韌度（ak）：沖擊吸收功除以試樣缺口處截面積。第34頁，共38頁。第35頁，共38頁。五、疲勞強度第36頁，共38頁。第37頁，共38頁。內容梗概第一節金屬的力學性能。第一節金屬的力學性能。一、強度。二、塑性。強度是機械零件（或工程構件）在設計、加工、使用過程中的主要性能指標，特別是選材和設計的主要依據。（二）強度的測定——拉伸實驗。返回。2.力——伸長曲線。拉伸試驗中得出的拉伸力與伸長量的關系曲線。在拉伸試驗過程中，載荷不增加，試樣仍能繼續伸長時的應力，用符號σs表示。應用：σs和σ0.2常作為零件選材和設計的依據。應用：脆性材料制作機械零件和工程構件時的選材和設計的依據。試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比。試樣拉斷后，頸縮處的橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比。伸長率（δ）。l1——試樣拉斷后的標距,mm。l0——試樣的原始標距,mm。斷面收縮率（Ψ）。S0——試樣原始橫截面積,mm2。S1——頸縮處的橫截面積,mm2。三、硬度。πD[D-