什么是金属的力学性能.

1–1 什么是金属的力学性能?根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标?

1–2 什么是强度?什么是塑性?衡量这两种性能的指标有哪些?各用什么符号表示?

1–3 什么是硬度？常用硬度试验方法有哪几种？

1–4 低碳钢做成的d o=10 mm的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：F s＝21000N，F b=35000N，l1＝65mm，d1=6mm。试求低碳钢的σs、σb、δ5、、ψ。

1–5 选择下列材料的硬度测试方法：

(1) 调质钢；(2) 手用钢锯条；(3) 硬质合金刀片；(4) 灰铸铁件；（5）淬火钢件。

1–6 什么是冲击韧度? A KV和a KV各代表什么?

1–7 什么是疲劳现象? 什么是疲劳强度?

2–1 名词解释

晶体晶格晶胞晶粒晶界结晶合金组元合金系相组织

2–2 常见纯金属的晶格类型有哪几种？其晶胞特征怎样？

2–3 什么叫单晶体？什么叫多晶体？两者在性能方面各有什么特点？

2–4 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？对性能有何影响？

2–5 什么是过冷和过冷度？过冷度与冷却速度有什么关系？

2–6 金属结晶时，影响晶粒大小的主要因素是什么？

2–7 试述纯金属的结晶过程。

2–8 什么叫同素异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。

2–9 什么是固溶体？什么是金属化合物？试述它们的结构特点及性能特点。

2–10 强化金属的基本途径有哪几条？

3–1 名词解释

热脆冷脆沸腾钢镇静钢碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢

3–2 什么叫铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体？其性能特点怎样？

3–3 固态铁碳合金有哪几种基本相和基本组织？

3–4 画出Fe–Fe3C相图，并分析45钢、T12钢由液态缓冷至室温时所得的平衡组织。

3–5 在平衡条件下，45、T8、T12钢的强度、塑性、及硬度谁大谁小？含碳量对铁碳合金的组织、性能有何影响？

3–6 为什么说碳钢中的硅和锰是有益元素？而硫和磷是有害元素？

3–7 指出20、45Mn、60、Q235A、T8各属于哪一类钢？试述其牌号的含义。

4–1．名词解释：

退火、正火、淬火、回火、调质处理、完全退火、球化退火、等温淬火、淬透性、淬硬性、过热、过烧、临界冷却速度、回火脆性、冷处理。

4–2．什么叫热处理？说明热处理的目的及基本类型。

4–3．热处理过程分为哪几个阶段？绘出热处理工艺示意图。

4–4．绘出T8钢的C曲线，说明各个区和各条线的意义。并说明奥氏体在不同过冷度下转变产物的组织、形态及性能特点。

4–5．普通热处理（又称整体热处理）包括哪几种？其目的各是什么？

4–6．什么是马氏体？怎样获得马氏体？马氏体组织分哪两种？其性能特点如何？

4–7．试用C曲线来说明同一种钢退火、正火、淬火后性能为什么不同？

4–8．什么叫临界冷却速度？它对钢的淬火有何重要意义？它与淬透性有何关系？

4–9．为改善20、45、T10三种碳钢的切削加工性能，应分别选用何种热处理方法？

4–10．指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：

（1）20钢齿轮；（2）45钢小轴；（3）T12钢锉刀。

4–11．为了预测φ25mm共析钢棒的正火作用，试比较（1）Fe–Fe3C相图；（2）TTT 曲线；（3）CCT曲线的适用性。

4–12．指出下列碳钢的预备热处理并确定其淬火温度。碳钢号为20、40、60、65、T8、T10、T12。

4–13．对理想淬火冷却介质的要求是什么？常用淬火剂及其应用各是什么？

4–14．叙述常用的淬火方法及其应用。。

4–15．试确定下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火获得的组织及大致硬度：（1）45钢小轴（要求综合力学性能）；（2）60弹簧钢；（3）T12锉刀

4–16．叙述三种回火方法所获得的组织、性能特点及其应用？

4–17．同一种钢材经调质处理和正火处理后硬度相同时，两者在组织和性能上是否相同？

4–18．用两种不同的钢制造φ75mm轴，一种完全淬透，另一种淬硬层为5mm，二者高温回火后的硬度相同，均为228HBS，试问它们综合性能是否相同，为什么？

4–19．退火和回火都可以消除内应力，在生产中能否通用，为什么？

4–20．淬火钢为什么一定要回火？

4–21．淬硬性、淬透性有何区别？主要影响因素有哪些？

4–22．什么是表面淬火？感应加热表面淬火的原理是什么？

4–23．什么是化学热处理？其基本过程是什么？常用的化学热处理方法有哪几种？

4–24．现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各一只，为了使齿轮表面具有高的硬度和耐磨性，问各应怎样热处理？比较热处理后它们在组织与性能上的异同点。

4–25．列表比较高频表面淬火、气体渗碳与气体渗氮的目的、温度、所用钢材、最终热处理和应用。

4–26．下列零件均选用锻造毛坯，试选择其热处理方法，并编写简明工艺路线，说明各热处理工序的主要作用：

（1）机床变速箱齿轮，模数=4，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，选用45号钢；

（2）机床主轴，要求良好综合力学性能，轴颈部分要求耐磨，50～55HRC，选用45号钢；

（3）汽车变速箱齿轮，要求表面高硬度、耐磨和高疲劳极限，心部具有良好的韧性，选用20CrMnTi钢；

（4）在重载荷工作的镗床镗杆，要求精度很高，并在滑动轴承中运转，镗杆表面应具有极高硬度，心部应具有较高综合力学性能，选用38CrMoAl A钢。

4–27．为什么工件淬火后会产生变形或开裂？如何防止淬火变形和开裂？

5–1．什么叫合金钢？常用合金元素有哪些？合金钢有哪些特点？

5–2．合金元素在钢中存在形式有哪几种？对钢性能有何影响？

5–3．为什么相同含碳量的合金钢比碳钢热处理加热温度高，且保温时间较长？

5–4．为什么合金钢用油淬火，而碳钢用水淬火？

5–5．为什么比较重要的大截面的结构零件都必须用合金钢制造？

5–6．合金元素对钢的热处理有哪些影响？

5–7．为什么合金钢淬透性比碳钢高？试比较20CrMnTi与T10钢的淬透性和淬硬性。

5–8．试列表说明常用合金结构钢的碳的质量分数范围、典型牌号举例、常用热处理、主要性能及用途。

5–9．刃具的工作条件如何？对刃具钢有何性能要求？

5–10．高速钢（W18Cr4V）成分特点、主要性能特点、热处理特点各是什么？

5–11．高速钢为什么采用高温淬火和多次高温回火？为什么回火后硬度反而增高？

5–12．用W18Cr4V钢制造盘形铣刀，试制定热处理工艺规范，编写加工工艺路线，说明各热加工工序的目的，写出使用状态下的组织。

5–13．合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？并且合金工具钢的耐磨性、热硬性也比碳素工具钢高？

5–14．不锈钢分哪几类？各有何用途？

5–15．如何提高钢的耐蚀性？不锈钢成分有何特点？GCr15、Cr12是不锈钢吗？

5–16．奥氏体不锈钢和耐磨钢淬火的目的与一般钢的淬火目的有何不同？

5–17．耐磨钢与淬火工具钢的耐磨原理有何不同？应用场合有何不同？

5–18．用钢的分类和编号原则，说明下列牌号的含义：Q235A、Q345B 、16Mn、20CrMnTi、38CrMoAl、15Mn、40Cr、40MnB、60Si2Mn、50CrV A、GCr15、9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、5CrMnMo、Cr12、SM3Cr2Mo、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13。

5–19．要制造机床主轴、拖拉机后桥齿轮、铰刀、汽车板簧等，请选择合适的钢种，并提出热处理工艺，编制简明加工工艺路线。其最后组织是什么？性能如何？

5–20．试述固溶强化、加工硬化、细晶强化、弥散强化的强化机制，并说明它们的区别。

6–1．解释下列名词：白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、石墨化、孕育处理、人工时效、自然时效、振动时效。

6–2．什么叫铸铁？铸铁根据什么分类？分为哪几类？

6–3．铸铁中石墨是怎样产生的？影响石墨化的因素是什么？

6–4．铸造时为什么“三低（碳、硅、锰含量低）一高（硫含量高）”的铸铁容易形成白口？同一灰铁铸件中表层或薄壁处常出现高硬度层，机械加工困难，说明原因及消除办法。

6–5．按基体组织不同，灰铸铁分哪几类？灰铸铁有何性能特点？

6–6．孕育铸铁与普通铸铁相比较，其组织和性能有何特点？

6–7．为什么一般机器的支架、机床床身均用灰铸铁制造而不用碳钢？

6–8．同样大小和形状的三块铁碳合金，其中一块是低碳钢，一块是灰铸铁，一块是

白口铁，用什么简便方法可迅速将它们区分开来？

6–9．简述可锻铸铁的生产方法、组织、性能特点及用途。

6–10．为什么球墨铸铁的强度和韧性要比灰铸铁、可锻铸铁高？

6–11．说明下列铸铁的类别及牌号中字母和数字的含义：HT150、HT300、KTH300–06、KTZ450–06、QT400–18、QT60–03、RuT260

6–12．选择下列铸件的铸铁类型，并写出一个牌号：机床床身、汽车发动机汽缸套、活塞环、弯头、三通、柴油机曲轴、汽车后桥螺旋锥齿轮、炉条、排气管。

6–13．铸铁热处理与钢热处理相比有哪些特点？灰铸铁、球铁常用哪些热处理方法？

6–14．什么叫合金铸铁？常用合金铸铁有哪几种？

7-1．常用有色金属材料有哪些?各自的主要性能特点是什么?

7-2．为下列零件选一到两种铝合金材料：

(1)烧水的铝壶 (2)飞机用铆钉 (3)飞机大梁 (4)发动机缸体及活塞 (5)小

电机壳体 (6)门窗

7- 3．粉末冶金材料分为几类?各有何特点?

7- 4．你认为理想的结构用金属材料应具有什么样的性能?应通过什么途径才能获得?

7- 5．在生活中遇到一种材料，你通常凭什么判断它是不是金属?是什么种类的金属?学了本书，你认为你的判断依据正确吗?

7- 6．在本章所学材料中，哪几种材料给你的影响最深刻，它们具备什么样的性能?主要用途是什么?

7- 7．下列零件应选用何种材料较为合适?活塞、仪表弹簧、飞机蒙皮、重型汽车轴承、海轮螺旋桨、加工铸铁的车刀、弹壳。

8- 1．什么是高分子材料？工程上的高分子材料，根据其性质用途可分为哪几类？

8- 2．塑料可分为几类？各有何用途？

8- 3．试述陶瓷的分类与应用。

8- 4．试述复合材料的特性，举例说明玻璃钢的用途。

8- 5．为下列塑料零件选材(每类零件选出l～2种塑料)

(1)机件外壳 (2)齿轮、蜗轮 (3)轴承、 (4)化工管道 (5)电器开关 (6)显示器外壳

8- 6．为下列零件选材(选非金属材料)

(1)自行车轮胎 (2)导线绝缘包皮 (3)燃气轮机(耐高温)叶片 (4)内燃机火花塞 (5)羽毛球拍 (6)洗衣机机身。

9-1．何谓功能材料？功能材料与结构材料相比有那些特点？

9-2．何谓纳米材料?纳米材料的基本物理效应有哪些?

9-3．纳米材料的基本单元有那些？

9-4．举例说明常见功能材料的实际应用。

10-1．零件的失效形式主要有哪些？分析失效形式的目的是什么？

10-2．选择材料应遵循的三原则是什么?

10-3．在各类零件中分别举出1～2个零件，进行选材及热处理工艺安排。

10-4．试确定下列齿轮所用的材料及热处理工艺。

(1)承受冲击的高速重载齿轮；

(2)小模数仪表用无润滑小齿轮；

(3)农机用受力小无润滑大型直齿圆柱齿轮。

10-5．指出下列工件应采用下列所给的哪几种材料？

工件：汽车缓冲弹簧，机床床身，发电机连杆螺柱，钻头，自行车车架，普通机床地脚螺栓，高速粗车刀。

材料：45，40Cr，Q235，T10，16Mn，W18Cr4V，HT200

10-6.以当地的企业为对象，进行社会调查、查阅有关资料，分析企业是如何充分利用材料，开发出价廉物美、竞争力很强的新产品的?我们应该从中总结出哪些有益的经验?结合所学知识提出自己的用材及加工工艺方

金属材料的力学性能

金属材料的力学性能任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。金属材料的机械性能 1、弹性和塑性：弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。力和变形同时存在、同时消失。如弹簧：弹簧靠弹性工作。塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。（金属之间的连续性没破坏）塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。塑性变形：在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。 2、强度：是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，单位为MPa。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。拉伸图：金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力- 应变曲线。对于韧性材料，有弹性和塑性两个阶段。弹性阶段的力学性能有：比例极限：应力与应变保持成正比关系的应力最高限。当应力小于或等于比例极限时，应力与应变满足胡克定律，即应力与应变成正比。弹性极限：弹性阶段的应力最高限。在弹性阶段内，载荷除去后，变形全部消失。这一阶段内的变形称为弹性变形。绝大多数工程材料的比例极限与弹性极限极为接近，因而可近似认为在全部弹性阶段内应力和应变均满足胡克定律。塑性阶段的力学性能有：屈服强度：材料发生屈服时的应力值。又称屈服极限。屈服时应力不增加但应变会继续增加。屈服点：具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为 N/mm2（MPa）。上屈服点（Re H）:试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（Re L）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。条件屈服强度：某些无明显屈服阶段的材料，规定产生一定塑性应变量（例如0.2 ％）时的应力值，作为条件屈服强度。应力超过屈服强度后再卸载，弹性变形将全部消失，但仍残留部分不可消失的变形，称为永久变形或塑性变形。规定非比例延伸强度（Rp）:非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力，例如Rp0.2 表示规定非比例延伸率为0.2%时的应力。规定总延伸强度（Rt ）：总延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。例如Rt0.5 表示规定总延伸率为

金属材料力学性能最常用的几项指标

金属材料力学性能最常用的几项指标硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。对于金属材料的硬度，至今在国内外还没有一个包括所有试验方法的统一而明确的定义。就已经标准化的、被国内外普通采用的金属硬度试验方法而言，金属材料硬度的定义是:材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种测试方法是最长用的，它们是金属硬度检测的主要测试方法。而洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检测，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的及不可移动工件的硬度检测。 1.布氏硬度计原理对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验

金属材料力学性能

金属材料力学性能文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

常见的金属材料力学性能一. 金属材料相关概念任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式的外力作用。这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力；这种能力就是金属材料的力学性能。诸如金属材料的强度、刚度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料在外力下表现出来的力学性能的指标。强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。一般用单位面积所承受的作用力表示，符号为σ，单位为MPa。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs表示。抗拉强度是指金属材料在拉力作用下，被拉断前所承受的最大应力值，用σb表示。对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，则用抗拉强度作为其设计的依据。刚度刚度是指金属材料在外力载荷作用下抵抗弹性变形的能力。对于机械零件要求较高的尺寸稳定性时，需要考虑刚度指标。硬度硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。几种常用金属材料力学性能一览表

注：1.上表中材料的强度数值仅供参考，在不同的热处理工艺及环境下其对应的强度值不同。二.材料的失效与许用应力通常将材料的强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力，用σu 表示。对于脆性材料强度极限为其唯一强度指标；对于塑性材料，其屈服应力小于强度极限，通常以屈服应力作为极限应力。为了机械零件使用的安全性，对于机械构件要有足够的强度储备。因此，实际是使用的最大应力值必须小于材料的极限应力。最大使用应力称为许用应力，用[σ]表示。许用应力与极限应力的关系如下： [σ]=σσ σ， σu ={σσσσ 式中，n 为大于1的因数，称为安全因数。对于塑性材料n 为，σu=σs ；对于脆性材料n 为，σu=σb 。强度条件 σmax=（σ σ）max ≤[σ] 式中，F ，机械零件所承受的最大载荷作用力，单位N ； A ，承受载荷作用的面积，单位mm2； [σ]，材料的许用应力，单位MPa ；

金属的常规力学性能

3 金属的常规力学性能课程目的之一：讨论金属材料在各种加载方式和环境（即服役条件）作用下变形和断裂的物理实质、失效方式、抗力指标及主要影响因素。机器零件承受着不同形式和大小的外力，为保证机器正常运转，要求零件必须具有一定的强度和塑性，如屈服强度、抗拉强度、断裂强度、冲击韧性、硬度、疲劳强度和蠕变强度，以及延伸率和断面收缩率等。这些指标统称为金属的力学性能，代表金属抵抗变形和断裂的能力。本章将主要讨论金属在常温、空气介质、静载和冲击载荷作用下的力学性能。 3.1 加载方式和应力状态软性系数在温度、环境介质和加载速度确定的条件下，材料的力学性能受加载方式（即应力状态）的影响。切应力主要引起塑性变形和导致韧性断裂，正应力容易导致脆性断裂。因此，研究金属的变形与断裂特征，需要研究在不同加载形式下，切应力和正应力的相对大小。在一般复杂应力状态下，最大切应力()2/31max σστ-=，而按最大正应变条件计算得的等效最大应力()321max σ+σμ-σ=σ。定义二者的比值 ()[]32131max max 2σ+σμ-σσ-σ=στ=α α为软性系数。α越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，金属易于先产生塑性变形。反之，α值越小，表示应力状态越硬，则金属易于产生脆性断裂。几种典型加载方式的应力状态软性系数α值如表3-1所示。表3-1 不同加载方式下的软性系数α值（μ=0.25）由表3-1可知，三向等拉伸时应力状态最硬，因为其切应力分量为零。扭转时α接近1，属于较软的应力状态。单向压缩或多向压缩时，α都大于1，因此属于软性应力状态。当用某一特定的硬度头在工件表面施压测定硬度时，其应力状态相当于三向不等压缩。因此，硬度试验时的加载方式属于很软的应力状态。单轴拉伸应力状态的软性系数（5.0=α）适中，所以只要材料固有的塑性较好，强度

金属力学性能

1、名词解释（1）比例极限：比例极限σp是应力与应变成正比关系的最大应力，即在应力 -应变曲线上开始偏离直线时的应力；σp =Pp/Fo（MPa）Pp----比例极限的载荷，N；Fo ----试样的原截面积，m2或 mm2 （2）变动载荷：指载荷的大小、方向、波形、频率和应力幅，随时间发生周期性变化的一类载荷；（3）平面应力状态：如果在某种情况下，三个主应力中的一个为零。例如σ3=0那么这一点的应力状态，我们就称为平面应力状态。（4）应力腐蚀断裂：由拉伸应力和腐蚀介质外加敏感的材料组织联合作用而引起的慢长而滞后的低应力脆性断裂称为应力腐蚀断裂（SCC）。（5）弹性比功：又称弹性比能，应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。（6）冷脆：刚在低温冲击时其冲击功极低：这种现象称为钢的冷脆。（7）循环硬化：指金属材料在应变保持一定的情况下，形变抗力在循环过程中不断增高的现象。（8）循环软化：金属材料的应变保持在一定的情况下，材料的形变抗力在循环过程中下降，即产生该应变所需的应力逐渐减小，该现象称为“循环软化”。（9）刚度：在弹性范围内，构件抵抗变形的能力：Q=P/ε=бA/ε=EA （10）固溶强化：把异类元素原子溶入基体金属得到固溶合金，可以有效地提高屈服强度，这样的强化方法称为固溶强化。需掌握的知识要点：冲击韧性：指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，冲击吸收功用符号Ak表示，单位为J。 2、洛氏硬度有几种，其各自的符号及适用范围。P25 布氏硬度：表示符号HB，适用范围：不适宜零件表面测量，薄壁件或表面硬化层洛氏硬度：表示符号HR, 适用范围：适用于各种不同硬度材料的检验，不适用于具有粗大组成相火不均匀组织材料的硬度测定维氏硬度：表示符号HN, 适用范围：常使用于测定表面硬化层仪表零件的硬度显微硬度：表示符号HK, 适用范围：适用于细，线材料的加工硬化程度。 3、断裂的基本过程的组成：裂纹形成，扩展 4、S-N曲线的测定方法，对于一般疲劳极限和有限寿命部分的测试方法分别是什么：分别是升降法和成组试验法 5、变形的种类及各自的特点。弹性变形：a，有可逆性（外力作用下弹性变形产生，外力去除弹性变形消失）b，单值性（应力和应变保持线性）c，全程性（弹性变形在金属受力到断裂以前全程伴随）塑性变形：1，单晶金属塑变是位错运动的结果2，单晶体金属位错滑移的切应力极小3，单晶体金属切变强度由位错原开动四个阻力组成4，塑变中伴随有弹性变形和形变强化5，位错运动阻力对温度敏感 6、断裂韧度的测试方法分别是什么：三点弯曲法，紧凑拉伸法 7、静拉伸实验能够获得的强度性能指标有哪些？

衡量金属材料力学性能的指标名称符基本单位及其含义说明

指标法定计量单位计算公式试验仪器含义说明名称符号名称单位弹性弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性弹性指标正弹性模量 E 兆帕〔斯卡〕 MPa 式中 σ──应力 ε──应变 P ──垂直应力（N ） l 0──试样原长（mm ） F 0──试样原来的横截面积（mm 2） Δl ──绝对伸长量（mm ）拉伸试验机或万能材料试验机金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时（符合虎克定律），这个比例系数就称为弹性模数或弹性模量。根据应力，应变的性质通常又分为：正弹性模数（E ）和剪切弹性模数（G ），弹性模数的大小，相当于引起物体单位变形时所需应力之大小，所以，它在工程技术上是衡量材料刚度的指标，弹性模数愈大，刚度也愈大，亦即在一定应力作用下，发生的弹性变形愈小切变弹性模量 G 兆帕〔斯卡〕 MPa 式中 ──切应力 ──相应的扭转滑移 M ──扭转力矩 l 0──试样计算长度（mm ） ──计算长度l 0两端的扭转角度（经度） ──扭转时试样截面相对于轴线的极惯性矩（对圆截面）（mm 4）扭转试验机或万能材料试验机比例极限 σp 兆帕〔斯卡〕 MPa 式中 ──比例极限载荷（N ） F ──试样横截面积（mm 2）拉伸试验机或万能材料试验机指伸长与负荷成正比地增加，保持直线关系，当开始偏离直线时的应力称比例极限，但此位置很难精确测定，通常把能引起材料试样产生残余变形量为试样原长的0.001％或0.003％、0.005％、0.02％时的应力，规定为比例极限弹性极限 σe 兆帕〔斯卡〕 MPa 式中 ──弹性极限载荷（N ） F ──试样横截面积（mm 2）拉伸试验机或万能材料试验机这是表示金属最大弹性的指标，即在弹性变形阶段，试样不产生塑性变形时所能承受的最大应力，它和σp 一样也很难精确测定，一般多不进行测定，而以规定的σp 数值代替之强度强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力强度极限 σ 兆帕〔斯卡〕 MPa 式中 ──最大载荷（N ） F ──试样横截面积（mm 2）指金属受外力作用，在断裂前，单位面积上所能承受的最大载荷抗拉强度 σb 兆帕〔斯卡〕 MPa 式中 ──最大拉力（N ） F ──试样横截面积（mm 2）拉伸试验机或万能材料试验机指外力是拉力时的强度极限，它时衡量金属材料强度的主要性能指标

金属材料力学性能

金属材料力学性能文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

几种常用金属材料力学性能一览表注：1.上表中材料的强度数值仅供参考，在不同的热处理工艺及环境下其对应的强度值不同。二.材料的失效与许用应力通常将材料的强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力，用σu 表示。对于脆性材料强度极限为其唯一强度指标；对于塑性材料，其屈服应力小于强度极限，通常以屈服应力作为极限应力。为了机械零件使用的安全性，对于机械构件要有足够的强度储备。因此，实际是使用的最大应力值必须小于材料的极限应力。最大使用应力称为许用应力，用[σ]表示。许用应力与极限应力的关系如下： [σ]=σu n ， σu ={σs σb 式中，n 为大于1的因数，称为安全因数。对于塑性材料n 为，σu=σs ；对于脆性材料n 为，σu=σb 。强度条件 σmax =（F A ）max ≤[σ] 式中，F ，机械零件所承受的最大载荷作用力，单位N ；

金属材料的力学性能

第1章工程材料 1.1 金属材料的力学性能金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中应具备的性能，它包括力学性能（强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等）、物理性能（密度、熔点、导热性、导电性等）和化学性能（耐蚀性、抗氧化性等）。工艺性能是金属材料从冶炼到成品的生产过程中，适应各种加工工艺（如：铸造、冷热压力加工、焊接、切削加工、热处理等）应具备的性能。金属材料的力学性能是指金属材料在载荷作用时所表现的性能。 1.1.1 强度金属材料的强度、塑性一般可以通过金属拉伸试验来测定。１．拉伸试样图1.1.1拉伸试样与拉伸曲线２．拉伸曲线拉伸曲线反映了材料在拉伸过程中的弹性变形、塑性变形和直到拉断时的力 F时，拉伸曲线Ｏｐ为一直线，即试样的伸长量与载荷学特性。当载荷不超过 p 成正比地增加，如果卸除载荷，试样立即恢复到原来的尺寸，即试样处于弹性变形阶段。载荷在Ｆｐ－Ｆｅ间，试样的伸长量与载荷已不再成正比关系，但若卸除载荷，试样仍然恢复到原来的尺寸，故仍处于弹性变形阶段。当载荷超过Ｆｅ后，试样将进一步伸长，但此时若卸除载荷，弹性变形消失，而有一部分变形当载荷增加到Ｆｓ时，试样开始明显的塑性变形，在拉伸曲线上出现了水平的或锯齿形的线段，这种现象称为屈服。当载荷继续增加到某一最大值Ｆｂ时，试样的局部截面缩小，产生了颈缩现象。由于试样局部截面的逐渐减少，故载荷也逐渐降低，试样就被拉断。３．强度强度是指金属材料在载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。

（１）弹性极限金属材料在载荷作用下产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限，用符号σｅ表示：（２）屈服强度金属材料开始明显塑性变形时的最低应力称为屈服强度在拉伸试验中不出现明显的屈服现象，无法确定其屈服点。所以国标中规定，以试样塑性变形量为试样标距长度的０．２％时，材料承受的应力称为“条件屈服强度”，并以符号 σ０．２表示。１.1.2 塑性金属材料在载荷作用下，产生塑性变形而不破坏的能力称为塑性。常用的塑性指标有伸长率δ 和断面收缩率ψ。１．伸长率试样拉断后，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：２．断面收缩率试样拉断后，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ψ表示： 1.1.3 硬度

金属力学性能测试及复习答案

金属力学性能复习一、填空题 1.静载荷下边的力学性能试验方法主要有拉伸试验、弯曲试验、扭转试验和压缩试验等。 2. 一般的拉伸曲线可以分为四个阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、均匀塑性变形阶段和非均匀塑性变形阶段。 3. 屈服现象标志着金属材料屈服阶段的开始，屈服强度则标志着金属材料对开始塑性变形或小量塑性变形能力的抵抗。 4. 屈强比：是指屈服强度和抗拉强度的比值，提高屈强比可提高金属材料抵抗开始塑性变形的能力，有利于减轻机件和重量，但是屈强比过高又极易导致脆性断裂。 5. 一般常用的的塑性指标有屈服点延伸率、最大力下的总延伸率、最大力下的非比例延伸率、断后伸长率、断面收缩率等，其中最为常用的是断后伸长率和断面收缩率。 6. 金属材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力称为金属材料的韧性。一般来说，韧性包括静力韧性、冲击韧性和断裂韧性。 7. 硬度测试的方法很多，最常用的有三种方法：布氏硬度测试方法、络氏硬度的试验方法和维氏硬度实验法。 8. 金属材料制成机件后，机件对弹性变形的抗力称为刚度。它的大小和机件的截面积及其弹性模量成正比，机件刚度=E 〃S. 9. 金属强化的方式主要有：单晶体强化、晶界强化、固溶强化、以及有序强化、位错强化、分散强化等（写出任意3种强化方式即可）。 10. 于光滑的圆柱试样，在静拉伸下的韧性端口的典型断口，它由三个区域组成：纤维区、放射区、剪切唇区。 11. 变形速率可以分为位移速度和应变速度。二、判断题 1.在弹性变形阶段，拉力F 与绝对变形量之间成正比例线性关系;（√）若不成比例原因，写虎克定律。 2.在有屈服现象的金属材料中，其试样在拉伸试验过程中力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长的应力，也称为抗服强度。（×）不增加，称为屈服强度。 3.一般来讲，随着温度升高，强度降低，塑性减小。（×）金属内部原子间结合力减小，所以强度降低塑性增大。 4.络氏硬度试验采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后卸除主实验力，以测量压痕的深度来计算络氏硬度。压入深度越深，硬度越大，反之，硬度越小。（×）络氏硬度公式 5.金属抗拉强度b σ与布氏硬度HB 之间有以下关系式：b σ＝K ?HB ，这说明布氏硬度越大，其抗拉强度也越大。（√） 6.弹性模量E 是一个比例常数，对于某种金属来说，它是一种固有的特性。（√） 7.使用含碳量高（含碳量为0.5-0.7％）的钢，不能提高机件吸收弹性变形功。（×） 8.脆性断裂前不产生明显的塑性变形，即断裂产生在弹性变形阶段，吸收的能量很小，这种断裂是可预见的。（×）

什么是金属的力学性能.

1–1 什么是金属的力学性能?根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标? 1–2 什么是强度?什么是塑性?衡量这两种性能的指标有哪些?各用什么符号表示? 1–3 什么是硬度？常用硬度试验方法有哪几种？ 1–4 低碳钢做成的d o=10 mm的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：F s＝21000N，F b=35000N，l1＝65mm，d1=6mm。试求低碳钢的σs、σb、δ5、、ψ。 1–5 选择下列材料的硬度测试方法： (1) 调质钢；(2) 手用钢锯条；(3) 硬质合金刀片；(4) 灰铸铁件；（5）淬火钢件。 1–6 什么是冲击韧度? A KV和a KV各代表什么? 1–7 什么是疲劳现象? 什么是疲劳强度? 2–1 名词解释晶体晶格晶胞晶粒晶界结晶合金组元合金系相组织 2–2 常见纯金属的晶格类型有哪几种？其晶胞特征怎样？ 2–3 什么叫单晶体？什么叫多晶体？两者在性能方面各有什么特点？ 2–4 实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？对性能有何影响？ 2–5 什么是过冷和过冷度？过冷度与冷却速度有什么关系？ 2–6 金属结晶时，影响晶粒大小的主要因素是什么？ 2–7 试述纯金属的结晶过程。 2–8 什么叫同素异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。 2–9 什么是固溶体？什么是金属化合物？试述它们的结构特点及性能特点。 2–10 强化金属的基本途径有哪几条？ 3–1 名词解释热脆冷脆沸腾钢镇静钢碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢 3–2 什么叫铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体？其性能特点怎样？ 3–3 固态铁碳合金有哪几种基本相和基本组织？ 3–4 画出Fe–Fe3C相图，并分析45钢、T12钢由液态缓冷至室温时所得的平衡组织。 3–5 在平衡条件下，45、T8、T12钢的强度、塑性、及硬度谁大谁小？含碳量对铁碳合金的组织、性能有何影响？ 3–6 为什么说碳钢中的硅和锰是有益元素？而硫和磷是有害元素？ 3–7 指出20、45Mn、60、Q235A、T8各属于哪一类钢？试述其牌号的含义。 4–1．名词解释：退火、正火、淬火、回火、调质处理、完全退火、球化退火、等温淬火、淬透性、淬硬性、过热、过烧、临界冷却速度、回火脆性、冷处理。 4–2．什么叫热处理？说明热处理的目的及基本类型。 4–3．热处理过程分为哪几个阶段？绘出热处理工艺示意图。 4–4．绘出T8钢的C曲线，说明各个区和各条线的意义。并说明奥氏体在不同过冷度下转变产物的组织、形态及性能特点。

金属材料力学性能代含义

金属材料力学性能代号含义名称代号单位含义抗拉强度σb MPa 或 N/mm^2材料试样受拉力时,在拉断前所承受的最大应力.抗压强度σbc MPa 或 N/mm^2材料试样受压力时,在压坏前所承受的最大应力.抗弯强度σbb MPa 或 N/mm^2材料试样受弯曲力时,在破坏前所承受的最大应力.抗剪强度τMPa 或 N/mm^2材料试样受剪力时,在剪断前所承受的最大剪应力. 抗扭强度τb MPa 或 N/mm^2材料试样受扭转力时,在扭断前所承受的最大剪应力屈服点σs MPa 或 N/mm^2材料试样在拉伸过程中,负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服. 屈服时的最小应力称为屈服点和屈服极限. 屈服强度σ0.2MPa 或 N/mm^2材料试样在拉伸过程中, 负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服. 对某些屈服现象不明显的金属材料, 测定屈服点比较困难,为便于测量,通常按其产生永久变形量等于试样原长0.2%时的应力称为屈服度或条件屈服强度. 弹性极限σcσc 材料能保持弹性变形的最大应力. 真实弹性极限难以测定, 实际规定按永久变形为原长的0.005%时的应力值表示. 比例极限σp MPa 或 N/mm^2在弹性变形阶段, 材料所承受的和应变能保持正比的最大应力,称比例极限. σp与σc两数值很接近,一般常互相通用. 弹性模量E MPa 或 N/mm^2在比例极限的范围内, 应力与应变成正比时的比例常数,衡量材料刚度的指标. E=σ/ε ε——试样纵向线应变. 切变模量G MPa 或 N/mm^2在比例极限的范围内, 应力与应变成正比时的比例常数,衡量材料刚度的指标. G=τ/γ γ——试样切应变. 泊松比μ在弹性范围内, 试样横向线应变与纵向线应变的比值. μ=|ε/ε'| ε'= -με, ε'——试样横向线应变.

金属材料机械性能的指标及意义

金属材料机械性能的指标及意义材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括：强度、硬度、塑性和韧性等。（1）强度强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2（国外用Re表示）和抗拉强度σb（国外用Rm表示），高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD。（2）塑性塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标包括：伸长率δ，即试样拉断后的相对伸长量；断面收缩率ψ，即试样拉断后，拉断处横截面积的相对缩小量；冷弯（角）α，即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度。（3）韧性韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。韧性常用冲击功Ａk和冲击韧性值αk表示。Αk值或αk 值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。而且Ａk对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性δ，它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。（4）硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、维氏硬度（HV），其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而肖氏硬度（HS）则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。在断裂力学基础上建立起来的材料抵抗裂纹扩展断裂的韧性性能称为断裂韧性。（Kic,Gic）常用的35CrMo在850℃油淬，550℃回火后，机械性能如下： σb≥980MPa；σs≥835 MPa；δ5≥12%；ψ≥45%；AK≥63J；而高级优质的35CrMoA的性能应该更加优良稳定。

金属材料力学性能

常见的金属材料力学性能一. 金属材料相关概念任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式的外力作用。这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力；这种能力就是金属材料的力学性能。诸如金属材料的强度、刚度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料在外力下表现出来的力学性能的指标。 1.1 强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。一般σ，单位为MPa用单位面积所承受的作用力表示，符号为。工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形σs表示。抗拉强度是指金属材料在拉力作用时的最低应力值，用σb表示。下，被拉断前所承受的最大应力值，用对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，则用抗拉强度作为其设计的依据。 1.2 刚度刚度是指金属材料在外力载荷作用下抵抗弹性变形的能力。对于机械零件要求较高的尺寸稳定性时，需要考虑刚度指标。 1.3 硬度

硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。 . . . . 几种常用金属材料力学性能一览表材料牌b/MPa 抗拉强屈服强s/MPa 550-70045350-550 685-985490-685SKD61 650-970Cr12MoV 450-650 550-860350-5502S45C/S50C560-750350-560 Unimax 580-885 350-580 SKH51 680-960 485-680 注：1.上表中材料的强度数值仅供参考，在不同的热处理工艺及环境下其对应的强度值不同。二.材料的失效与许用应力通常将材料的强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力，用σu表示。对于脆性材料强度极限为其唯一强度指标；对于塑性材料，其屈服应力小于强度极限，通常以屈服应力作为极限应力。为了机械零件使用的安全性，对于机械构件要有足够的强度储备。因

金属力学性能.

材料力学行为与性能材料常规力学性能指标材料在常温下的力学行为与性能 ?屈服强度，抗拉强度 ?疲劳强度，蠕变强度 ?延伸率，R值，n值 ?硬度，弹性模量 ?冲击韧性 ?断裂韧性 ?各向异性 ?冲压成型性第1章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 §1.1 单向拉伸时的力学行为 ?退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形四个阶段不同材料的应力应变曲线： 1）退火低碳钢： 2）多数塑性金属材料：

§1.2 弹性变形 ? 一、弹性变形及其实质 ? 弹性变形：可逆变形，是金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映 ? 弹性变形量较小（一般小于0.5～1%），相当于原子间距的几分之一。二、虎克定律 ? 在弹性变形阶段，大多数金属的应力-应变之间符合虎克定律的正比关系，如 ? 拉伸时：（ E —弹性模量） ? 剪切时：（ G —切变模量）三、弹性模量 1、物理意义——表示材料在外载荷下抵抗弹性变形的能力 ? 工程上E 称做材料的刚度 ↑，则在相同应力下产生的弹性变形↓。 2、影响因素——主要取决于结合键的本性和原子间的结合力 ? 弹性模量和材料的熔点成正比，越是难熔的材料弹性模量也越高 ? 金属的弹性模量是一个组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（显微组织）、冷塑性变形对E 值影响不大；而高分子和陶瓷材料的弹性模量则对结构与组织很敏感滞弹性的概念普通灰铸铁在拉伸时，其在弹性变形范围内应力和应变并不遵循直线AC 关系。加载时沿着直线ABC ，储存的变形功为ABCE ；卸载时不是沿着原途径，而是沿着CDA 恢复原状，释放的弹性变形能为ADCE 。这样在加载与卸载的循环中，试样储存的弹性能为ABCDA ，即图中阴影线面积 ? 1、定义：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象（即应变落后于应力现象）。 ? 材料组织越不均匀，滞弹性倾向越大。循环韧性/内耗——金属材料在交变载荷（振动）下吸收不可逆变形功的能力（消振性） ε σE =γ τG =

金属材料的力学性能

课题： 3.1.1金属材料的力学性能课型：复习课授课时间：2015.9.6 课时分配：共 2 课时教学目标：1、掌握金属材料力学性能的分类及用途 2、理解金属材料各种力学性能指标的表达方式及测定方法 3、了解金属材料力学性能的实际应用教学重点：1、强度指标的定义与分类 2、硬度指标的定义与分类教学难点：金属的各力学指标的概念、测量方法教学过程：【案例导入】在进行机械制造时，首先进入技术准备阶段。在技术技术准备中，要完成相关的工作。这些工作中，有一项是非常重要的，那就是选择材料。那么怎么选择材料呢？首先得研究常见的材料的性质，只有掌握了材料的特征性质才能顺利进行选材。那么材料的性质有哪些呢？【教学内容】 3.1.1金属材料的力学性能力学性能是指金属材料在受外力作用时所反映出来的性能。力学性能指标，是选择、使用金属材料的重要依据。金属材料的力学性能主要有：强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。 1、强度强度是在外力作用备注

下，材料抵抗塑性变形和断裂的能力。按作用力性质不同，强度可分为屈服点（屈服强度）、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。在工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。（1）屈服点当载荷增达到Fs 时，拉伸曲线出现了平台，即试样所承受的载荷几乎不变，但产生了不断增加的塑性变形，这种现象称为屈服。屈服点是指在外力作用下开始产生明显塑性变形的最小应力。用ós 表示。 ós= （MPa ）式中：Fs —试样产生明显塑性变形时所受的最小载荷，即拉伸曲线中S 点所对应的外力（N ） Ao —试样的原始截面积（mm2）（2）抗拉强度抗拉强度是金属材料断裂前所承受的最大应力，故又称强度极限。常用ób 来表示。 ób= （MPa ） Ao Fs Ao Fb

金属的力学性能

第三章金属学、热处理与压力容器材料 3.1 金属学基本知识 3.1.1 金属材料力学性能概述金属材料的力学性能指标表征金属抵抗各种损伤作用的能力的大小。它是判定金属力学性能的依据，评定金属材料质量的判据，同时也是设计选材和进行强度计算的主要依据。金属材料的力学性能包括常温下的强度、塑性、韧性，例如屈服点或屈服强度σS （σ0.2）、抗拉强度σb 、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性A k 等；以及特定条件下的力学性能，例如高温强度、低温冲击韧性、疲劳极限、断裂力学性能等。金属力学性能试验是测定金属力学性能指标所进行的试验。包括拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、冲击试验、硬度试验、蠕变试验、应力松驰试验、疲劳试验、断裂韧性试验、磨损试验等。 1. 金属材料强度指标（1）屈服强度材料在拉伸过程中，当载荷达到某一值时，载荷不变而试样仍继续伸长的现象，称为屈服。材料开始发生屈服时所对应的应力，称为屈服点、屈服强度或屈服极限，用s σ表示。我国标准规定s σ取钢材的下屈服点值。除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等有屈服现象外，多数工程材料的屈服点不明显或没有屈服点，此时规定以产生0.2%残余伸长的应力作为屈服强度，用2.0σ表示。（2）抗拉强度试样拉伸时，在拉断前所承受的最大载荷与试样原始截面之比，称为强度极限或抗拉强度，用b σ表示。零件设计选材时，一般应以s σ或2.0σ为主要依据。但b σ的测定比较方便精确，因此也有直接用b σ作为设计依据的，从安全方面考虑，用b σ作为设计依据采用较大的安全系数。由于脆性材料无屈服现象，则必须以b σ作为设计依据。（3）持久极限持久极限又称为持久强度，是指材料在规定温度下，达到规定时间而不断裂的最大应力。常用符号为b σ带有一个或两个指数来表示。例如700 1000/b σ，表示在试验温度为700℃时，持久时间为1000h 的应力，即所谓高温持久极限。（4）蠕变极限蠕变极限又称蠕变强度，是在规定温度下，引起试样在一定时间内蠕变总伸长率或恒定蠕变速率不超过规定值的最大应力。蠕变极限一般有两种表示方法。一种是在给定温度T 下，

(完整版)金属材料的力学性能测试题

一、填空题（60分） 1.金属材料的性能的性能包括和。 2.力学性能包括、、、、。 3.圆柱形拉伸试样分为和两种。 4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、、、四个阶段。 5.金属材料的强度指标主要有和。 6.金属材料的塑性指标主要有和。 7.硬度测定方法有、、。 8.夏比摆锤冲击试样有和两种。 9.载荷的形式一般有载荷、载荷和载荷三种。 10.钢铁材料的循环基数为，非铁金属循环基数为。 11.提高金属疲劳强度的方法有和。 12.50HRC表示用“C”标尺测定的硬度值为。 13.150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球，在kgf试验力作用下，保持s时测得的布氏硬度值为。 14.金属材料的工艺性能包括、、

、、。二、判断题（25分） 1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能。（） 2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。（） 3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。（） 4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时，拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。（） 5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号A表示。（） 6.现有标准圆形截面长试样A和短试样B，经拉伸试验测得δ10、δ5均为25%，表明试样A的塑性比试样B好。( ) 7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（） 8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。（） 9.洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。（） 10.洛氏硬度HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。（） 11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。（） 12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。（） 13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。( )

材料力学性能复习题基本概念1抗拉强度18韧性金属试样拉

材料力学性能复习题一、基本概念 1、抗拉强度（18）：韧性金属试样拉断过程中最大应力所对应的应力。 2、弹性模量（3）：弹性模量是产生100%弹性变形所需要的应力。 3、弹性比功（4）：弹性比功又称弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 4、包申格效应（6）：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象，称为包申格效应。 5、屈服强度（10）：用应力表示的屈服点或下屈服点就是表征材料对微量塑性变形的抗力，即屈服强度。 6、低温脆性（59）：体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常用的中、低强度结构钢，在试验温度低于某一温度k t 时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。 7、蠕变断裂（162）：由蠕变变形而最后导致金属材料的断裂称为蠕变断裂。 8、疲劳极限南国梨（98）：当循环应力水平降低到某一临界值时，试样可以经无限次应力循环也不发生疲劳断裂，故将对应的应力称为疲劳极限。 9、松弛稳定性（167）：金属材料抵抗应力松弛的性能。 10、应变硬化（15）：金属材料有一种阻止继续塑性变形的能力，这就是应变硬化性能。 11、断裂韧度（70）：I K 是决定应力场强弱的一个复合力学参量，当I K 增大达到临界值时，也就是在裂纹尖端足够大的范围内应力达到了材料的断裂强度，裂纹便失稳抗展而导致材料断裂。这个临界或失稳状态的I K 值记作IC K 或C K ，称为断裂韧度。 12、过载持久值（102）：金属材料抵抗疲劳过载损伤的能力，用过载损伤界或过载损伤区表示，过载损伤界与疲劳曲线高应力区直线段各应力水平下发生疲劳断裂的应力循环周次称为过载持久值。 13、蠕变（162）：所谓蠕变，就是金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。 14、陶瓷（191）：陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物。 15、缺口敏感度（46）：金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度bn σ与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度b σ的比值表示，称为缺口敏感度。 16、冲击韧性（57）：冲击韧性是指材料冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。 17、应力腐蚀断裂（128）：应力腐蚀断裂是在应力和化学介质的联合作用下，按特有机理产生的断裂。二、力学性能 1、（165）MPa 100500 10000/1=σ 表示：材料在500℃温度下，10000h 后总伸长率为1%的蠕变极限为100MPa 。 2、（51）500 HBW 5/750 表示：用直径5mm 的硬质合金球在7.355kN (750×9.80665)试验力下保持10~15s 测得的布氏硬度值为500。

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