模块一金属材料力学性能与测试课件.pptVIP

四种材料（金属、陶瓷、聚合手和复合材料）的相对重要性

铸铁黑色金属碳素钢合金钢金属材料铝合金有色金属粉末冶金铜合金其他有色合金机械工程材料无机非金属材料陶瓷塑料橡胶合成纤维非金属材料有机材料复合材料上述各种材料中，金属材料是工程中应用最广泛的。

东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）

河北沧州的铁狮子

第一节金属材料的力学性能力学性能物理性能化学性能使用性能金属材料的性能铸造性可锻性可焊性切削加工性热处理性工艺性能

工艺性能是指金属材料在加工制造中表现出的性能，显示了金属材料加工制造的难易程度。使用性能是指金属材料在正常工作条件下，材料应具备的性能，它包括力学性能、和物理性能化学性能，重点是力学性能。金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力，叫力学性能；是金属材料重要的指标。金属材料的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。材料的力学性能通常是在试验室内模拟生产条件来确定合适的试验方法。利用不同的试验方法来确定材料的力学行为特征及评定材料力学性能的指标。这些性能指标是材料设计、材料选用、工艺评定以及材料检验的重要依据。C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\二维动画\材料所受外力的形式.swf桌面\二维动画\材料所受外力的形式.swf第一节金属材料的力学性能一、强度可通过金属拉伸试验来测定。

１、拉伸试验及力—伸长曲线根据拉伸力与试样变形量之间的对应关系，可以绘制出力－伸长曲线图（一般由拉伸试验机自动绘出）如下图所示所示。通过力—伸长曲线，即可计算得出强度指标和塑性指标，这些指标是评定材料质量的主要判据。拉伸试样式

液压式万能电子材料试验机

二动拉维画伸动画试样的颈缩现象低碳低钢碳应钢力应应力变应图变桌面图桌二维面

Ｙ载荷F(N)FbFsFepFp弹性变形——外力去除后能完全消失的变形；塑性变形——外力去除后不能消失的变形。伸长量度LＸ

根据材料的拉伸曲线可知，不同的金属材料有不同的拉伸曲线，而即使同一材料，当直径不同时，位伸曲线也不一样，为了比较不同材料的力学性能的大小，我们引入了强度和塑性两个名词。２、强度强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性（永久变形）和断裂的能力,用；表示，σ＝Ｆ／Ａ（MPa兆帕）。OF-------金属材料所受的外力，N；Ａ-----金属材料原始截面积，m。2O根据金属材料所受载荷所产生的不同的变形情况，有三个重要的强度参数，分别是弹性强度（弹性极限）、屈强度和抗拉强度（强度极限）。（１）弹性强度金属材料在载荷作用下产生弹性变形所能承受的最大应力称为弹性强度，用σ表示，σ＝Ｆ／Ａ单位(MPa)。eeeO

Ｆ-----金属材料产生弹性变形所能承受的最大外力，N；eＡ-----金属材料原始截面积，m2。O（２）屈服强度金属材料在载荷作用下开始明显塑性变形时的最低应力称为塑性强度，用σ表示，σ＝Ｆ／Ａ单位(MPa)。sssOＦ-----金属材料产生塑性变形所能承受的最低外力，N；eＡ-----金属材料原始截面积，m。2O生产中使用的某些金属材料无明显的屈服现象时，不能确定其屈服点时，国标中规定，有条件屈服强度来表示，即材料变形时为试样标距长度的0.2%时，材料所能承受的应力，用符号σ表示。0.2（３）抗拉强度金属材料在断裂前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σ表示，σ＝Ｆ／Ａ单位(MPa)。bbbO

Ｆ-----金属材料在断裂前所能承受的最大外力，N；bＡ-----金属材料原始截面积，m。2O由于脆性材料没有屈服现象，用σ作为设计依据。b二、塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，常用的塑性指标有伸长率δ和断面收缩率ψ。１、伸长率材料拉断后，标距长度的增加量与原标距长度的百分比称为伸长率，用δ表示；式中，l——材料原标距原长度，mm；0l——材料断裂后标距长度，mm.1

２、断面收缩率材料拉断后，标距横截面积的缩减量与原横截面积的百分比称为断面收缩率，用字母ψ表示；式中，A——试样原始横截面积，mm；20A——拉断后最小的横截面积，mm2。1δ和ψ是衡量金属材料塑性变形能力大小的指标，δ和ψ越大，表示材料的塑性越好，既能保证压力加工的顺利进行，又保证机件工作时的安全可靠。

三、硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的指标，是金属表面抵抗局部塑性变形或破坏的能力。目前生产上应用最广的静载荷压入法硬度试验有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。1、布氏硬度试验原理如图所示；用一定直径的钢球或硬质全金球，