文档介绍：第1章 金属材料的性能
金属材料的力学性能
金属材料的物理、化学性能
金属材料的工艺性能
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金属材料的力学性能
力学性能是指材料在各种外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力 ,力，一般来说 与 非常接近。
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金属材料的力学性能
⑵ es ——屈服阶段。 当载荷超过 后再卸载时， 试样的伸长只能部分地恢复， 而保留了一部分残余变形。 当载荷增加到 时,力-伸长曲线图上出现平台或锯齿状， 这种在载荷不增加或略有减小的情况下， 试样还继续伸长的现象叫做屈服。 称为屈服载荷。 屈服后， 材料开始出现明显的塑性变形， 材料完全丧失了抵抗变形的能力。 在试样表面开始出现与轴线成约 的滑移线。
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⑶ sb ——强化阶段。 在屈服阶段以后 ，欲使试样继续伸长， 必须不断加载。 随着塑性变形的增大， 试样变形抗力也在不成比例地逐渐增加， 这种现象称为形变强化 （或称加工硬化）， 此阶段试样的变形是均匀发生的。 为试样拉伸试验时的最大载荷。
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⑷ bz ——缩颈阶段( 局部塑性变形阶段)。 当载荷达到最大值 后， 试样的直径发生局部收缩， 称为“ 缩颈”。 随着试样缩颈处横截面积的减小， 试样变形所需的载荷也随之降低， 而变形继续增加， 这时伸长主要集中于缩颈部位。 当到达 z点时试样发生断裂。
工程上使用的金属材料， 并不是都有明显的四个阶段， 有的没有明显的屈服现象， 如退火的轻金属、 退火及调质的合金钢等 。有些脆性材料， 不仅没有屈服现象， 而且也不产生“缩颈”， 如铸铁等。 图1-4 为铸铁的力-伸长曲线。
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图1-4 铸铁的力-伸长曲线
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-应变
若用试样的原始横截面积S0去除拉力F, 则得到试样所受的应力ó 即
用试样相应的变形量 除以试样的原始标距长度 即得其相对变形 (即应变), 即
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在拉伸的各个阶段， 都分别对应有典型的应力。 常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度， 应重点掌握。
⑴屈服强度Ós。
⑵抗拉强度Ób。
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金属材料的力学性能
金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。 塑性指标也是由拉伸试验测得的， 常用伸长率和断面收缩率来表示。
试样拉断后， 标距的伸长量与原始标距的百分比称为伸长率， 用符号 表示。其计算公式如下
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试样拉断后， 缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率， 用符号 表示。 其计算公式如下
金属材料的伸长率 和断面收缩率 数值越大， 表示材料的塑性越好。 塑性好的金属可以发生大量塑性变形而不破坏， 也易于加工成复杂形状的零件。 例如， 工业纯铁的 可达 50%， 可达80%，可以拉制细丝， 轧制薄板等。 铸铁的 几乎为零， 所以不能进行塑性变形加工。 塑性好的材料， 在受力过大时， 首先产生塑性变形而不致发生突然断裂， 因此比较安全。
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金属材料的力学性能
材料抵抗局部变形特别是塑性变形、 压痕或划痕的能力称为硬度。 它不是一个单纯的物理或力学量， 而是代表弹性、 塑性、 塑性变形强化率、 强度和韧性等一系列不同物理量的综合性能指标。
硬度是各种零件和工具必须具备的性能指标。 机械制造业所用的***、 量具、 模具等，都应具备足够的硬度， 才能保证使用性能和寿命。 有些机械零件如齿轮等， 也要求有一定的硬度， 以保证足够的耐磨性和使用寿命。 因此硬度是金属材料重要的力学性能之一。
硬度值又可以间接地反映金属的强度及金属在化学成分、 金相组织和热处理工艺上的差异， 而与拉伸试验相比， 硬度试验简便易行， 因而硬度试验应用十分广泛。 硬度测试的方法很多， 最常用的有布氏硬度试验法、 洛氏硬度试验法两种。
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金属材料的力学性能
⑴测试原理。使用直径为D的球体 （钢球或硬质合金球）， 以规定的试验力F压入试