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1、1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能 基本内容和要求基本内容和要求基本内容和要求基本内容和要求基本内容和要求基本内容和要求基本内容和要求基本内容和要求 一一一一、金属材料力学性能金属材料力学性能金属材料力学性能金属材料力学性能 1. 1. 1. 1. 了解力学性能的种类了解力学性能的种类了解力学性能的种类了解力学性能的种类、概念及指标。概念及指标。概念及指标。概念及指标。 2. 2. 2. 2. 了解拉伸实验
2、过程及相关指标概念和意义。了解拉伸实验过程及相关指标概念和意义。了解拉伸实验过程及相关指标概念和意义。了解拉伸实验过程及相关指标概念和意义。 3. 3. 3. 3. 了解各种硬度实验测试方法和应用范围。了解各种硬度实验测试方法和应用范围。了解各种硬度实验测试方法和应用范围。了解各种硬度实验测试方法和应用范围。 4. 4. 4. 4. 了解冲击实验方法和所测指标的意义。了解冲击实验方法和所测指标的意义。了解冲击实验方法和所测指标的意义。了解冲击实验方法和所测指标的意义。 金属材料的性能包含金属材料的性能包含金属材料的性能包含金属材料的性能包含工艺性能工艺性能工艺性能工艺性能和和和和使用性能使用性
3、能使用性能使用性能。 使用性能使用性能使用性能使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。 如：机械性能、物理性能、化学性能。如：机械性能、物理性能、化学性能。如：机械性能、物理性能、化学性能。如：机械性能、物理性能、化学性能。 工艺性能工艺性能工艺性能工艺性能：是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。：是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。：是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。：是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。 如：铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性、热
4、处理工艺性。如：铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性、热处理工艺性。如：铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性、热处理工艺性。如：铸造性、锻造性、焊接性、切削加工性、热处理工艺性。 1 1 1 1单元单元3 3 3 3 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能 一一一一、金属材料的机械性能金属材料的机械性能金属材料的机械性能金属材料的机械性能 是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。是指金属材料在外力作用时表现出来的性
5、能。是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。是指金属材料在外力作用时表现出来的性能。机械性能机械性能机械性能机械性能 外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。外力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等。 载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等载荷形式：静载荷、冲击载荷、交变载荷等。 指标指标指标指标：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。：强度、
6、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。 1.1.1.1.强度强度强度强度 金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 单位单位单位单位: MPa(MN/mm2): MPa(MN/mm2): MPa(MN/mm2): MPa(MN/mm2) 2 2 2 2单元单元3 3 3 3 分：抗拉强度分：抗拉强度分：抗拉强度分：抗拉强度 b b b b、抗压、抗压、抗压、抗压 bcbcbcbc、抗弯、抗弯、抗弯、抗弯 bbbbbbbb、抗剪、抗剪、抗剪、抗剪 b b b b、抗扭、抗扭、抗扭、抗扭 t t t t。
7、 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 4 4 4 4 静载单向静拉伸应力静载单向静拉伸应力静载单向静拉伸应力静载单向静拉伸应力应变曲线应变曲线应变曲线应变曲线 介绍拉伸实验：介绍拉伸实验：介绍拉伸实验：介绍拉伸实验： 弹性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段 屈服阶段屈服阶段屈服阶段屈服阶段 强化阶段强化阶段强化阶段强化阶段 缩颈阶段缩颈阶段缩颈阶段缩颈阶段 试样断裂试样断裂试样断裂试样断裂 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能
8、金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 5 5 5 5 静载单向静拉伸应力静载单向静拉伸应力静载单向静拉伸应力静载单向静拉伸应力应变曲线应变曲线应变曲线应变曲线 介绍拉伸实验：介绍拉伸实验：介绍拉伸实验：介绍拉伸实验： obobobob弹性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段弹性变形阶段 bcdbcdbcdbcd屈服阶段屈服阶段屈服阶段屈服阶段 dbdbdbdb强化阶段强化阶段强化阶段强化阶段 BkBkBkBk缩颈阶段缩颈阶段缩颈阶段缩颈阶段 k k k k试样断裂试样断裂试样断裂试样断裂 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性
9、能 单元单元3 3 3 3 6 6 6 6 根据拉伸实验确定一些强度指标根据拉伸实验确定一些强度指标根据拉伸实验确定一些强度指标根据拉伸实验确定一些强度指标 弹性极限弹性极限弹性极限弹性极限 e e e e（elastic limitelastic limitelastic limitelastic limit） 材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。材料拉伸时保持弹性变形，不发生永久变形的最大应力。 比例极限比例极限比例极限比例极限： p p p p=P=P=P=Pp p p p/
10、 / / /F F F Fo o o o 应力应力应力应力应变保持线性关系的极限应力值应变保持线性关系的极限应力值应变保持线性关系的极限应力值应变保持线性关系的极限应力值 弹性极限弹性极限弹性极限弹性极限： e e e e= = = =P P P Pe e e e/F/F/F/Fo o o o 工程上， 工程上，工程上，工程上， p p p p、 e e e e视为同一值，视为同一值，视为同一值，视为同一值， 刚度刚度刚度刚度 表示材料弹性变形抗力的大小。 表示材料弹性变形抗力的大小。表示材料弹性变形抗力的大小。表示材料弹性变形抗力的大小。 弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量E E E E是衡量
11、材料产生弹性变形难易程度的指标。是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。 E E E E愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。愈大，使其产生一定量弹性变形的应力也应愈大。 E=E=E=E= / / / / 杨氏弹性模量杨氏弹性模量杨氏弹性模量杨氏弹性模量 , , , ,应力应变的比值。单位应力应变的比值。单位应力应变的比值。单位应力应变的比值。单位 MPaMPaMPaMPa 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.
12、2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 7 7 7 7 屈服极限屈服极限屈服极限屈服极限 s s s s（屈服强度或屈服点）（屈服强度或屈服点）（屈服强度或屈服点）（屈服强度或屈服点） 金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。金属材料开始发生明显塑性变形的抗力。 s s s s=P=P=P=Ps s s s/ / / /F F F Fo o o o 条件屈服强度条件屈服强度条件屈服强度条件屈服强度 0.020.020.020.02 产生产生产生产生0.02%0.02%0.02%0.02
13、%残余塑性变形的抗力的极限应力值。残余塑性变形的抗力的极限应力值。残余塑性变形的抗力的极限应力值。残余塑性变形的抗力的极限应力值。 用于无屈服点的中高碳钢。用于无屈服点的中高碳钢。用于无屈服点的中高碳钢。用于无屈服点的中高碳钢。 脆性材料：脆性材料：脆性材料：脆性材料： b b b b= = = = s s s s 灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁 抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度 b b b b （强度极限）（强度极限）（强度极限）（强度极限） 是试样被拉断前的最大承载能力，是试样被拉断前的最大承载能力，是试样被拉断前的最大承载能力，是试样被拉断前的最大承载能力， b b b b= = =
14、=P P P Pb b b b/F/F/F/Fo o o o （MPaMPaMPaMPa） （MPaMPaMPaMPa） 材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值材料抵抗外力而不致断裂的极限应力值 屈强比屈强比屈强比屈强比 s s s s与与与与 b b b b的比值。的比值。的比值。的比值。 屈强比愈小，工程构件的可靠性愈高， 屈强比愈小，工程构件的可靠性愈高，屈强比愈小，工程构件的可靠性愈高，屈强比愈小，工程构件的可靠性愈高， 屈强比太小，则材料强度的有效利用率太低。屈强比太小，则材料强度的有效利用率太低。屈强比太小，则材料强度
15、的有效利用率太低。屈强比太小，则材料强度的有效利用率太低。 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 11111111 延伸率延伸率延伸率延伸率 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 9 9 9 9 3. 3. 3. 3. 硬度硬度硬度硬度 布氏硬度布氏硬度布氏硬度布氏硬度 是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。是金属材料表面在接触应力
16、作用下抵抗塑性变形的一种能力。是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。 材料抵抗另一硬物体压入其内的能力。材料抵抗另一硬物体压入其内的能力。材料抵抗另一硬物体压入其内的能力。材料抵抗另一硬物体压入其内的能力。 硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念， 硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近似的推算出硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近似的推算出硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近似的推算出硬度试验简单易行，又无损于零件，而且可以近
17、似的推算出 材料的其它机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。材料的其它机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。材料的其它机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。材料的其它机械性能，因此在生产和科研中应用广泛。 硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度，硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度，硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度，硬度试验方法很多，机械工业普遍采用压入法来测定硬度， 压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。等。等。等。 布氏硬度值布氏硬度值布氏硬度值布氏硬度值H
18、BHBHBHB是以试样压痕面积上的平均压力是以试样压痕面积上的平均压力是以试样压痕面积上的平均压力是以试样压痕面积上的平均压力P/FP/FP/FP/F表示。表示。表示。表示。 即单位面积所承受的压力。即单位面积所承受的压力。即单位面积所承受的压力。即单位面积所承受的压力。 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 10101010 布氏硬度测定的原理布氏硬度测定的原理布氏硬度测定的原理布氏硬度测定的原理是把一定直径的淬火钢球，以规定的是把一定直径的淬火钢球，以规定的是把一定直径的淬火钢球，以规定的是把
19、一定直径的淬火钢球，以规定的 载荷载荷载荷载荷P P P P压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，测出压压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，测出压压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，测出压压入被测材料表面，保持一定时间后卸除载荷，测出压 痕直径痕直径痕直径痕直径d d d d，求出压痕面积，求出压痕面积，求出压痕面积，求出压痕面积F F F F计算出平均应力值，以此为布氏硬度计算出平均应力值，以此为布氏硬度计算出平均应力值，以此为布氏硬度计算出平均应力值，以此为布氏硬度 值的计量指标，并用符号值的计量指标，并用符号值的计量指标，并用符号值的计量指标，并用符号HBHBHBHB表示
20、。表示。表示。表示。 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 12121212 布氏硬度测定主要适用于布氏硬度测定主要适用于布氏硬度测定主要适用于布氏硬度测定主要适用于各种未经淬火的钢、退火、各种未经淬火的钢、退火、各种未经淬火的钢、退火、各种未经淬火的钢、退火、 正火状态的钢；结构钢调质件；铸铁、有色金属、质地正火状态的钢；结构钢调质件；铸铁、有色金属、质地正火状态的钢；结构钢调质件；铸铁、有色金属、质地正火状态的钢；结构钢调质件；铸铁、有色金属、质地 轻软的轴承合金等原材料。轻软的轴承合金等原材
21、料。轻软的轴承合金等原材料。轻软的轴承合金等原材料。 标注：标注：标注：标注：D/P/TD/P/TD/P/TD/P/T如如如如120HB/10/3000/10120HB/10/3000/10120HB/10/3000/10120HB/10/3000/10，即表示此硬度值，即表示此硬度值，即表示此硬度值，即表示此硬度值120 120 120 120 在在在在D=10mmD=10mmD=10mmD=10mm，P=3000kgfP=3000kgfP=3000kgfP=3000kgf，T=10T=10T=10T=10秒的条件下得到的秒的条件下得到的秒的条件下得到的秒的条件下得到的。 简单标注：简单标注
22、：简单标注：简单标注：200200200200230HB230HB230HB230HB或或或或300300300300330HBS 330HBS 330HBS 330HBS 布氏硬度试验只可用来测定小于布氏硬度试验只可用来测定小于布氏硬度试验只可用来测定小于布氏硬度试验只可用来测定小于HB450HB450HB450HB450的金属材料，的金属材料，的金属材料，的金属材料， 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 14141414 洛洛洛洛氏硬度氏硬度氏硬度氏硬度（HRHRHRHR） 基本原理基本原理
23、基本原理基本原理洛氏硬度属压入法洛氏硬度属压入法洛氏硬度属压入法洛氏硬度属压入法 洛氏硬度测定时需要先后施加二次载荷（予载荷洛氏硬度测定时需要先后施加二次载荷（予载荷洛氏硬度测定时需要先后施加二次载荷（予载荷洛氏硬度测定时需要先后施加二次载荷（予载荷P1P1P1P1和主载荷和主载荷和主载荷和主载荷P2P2P2P2）预加载预加载预加载预加载 荷的目的是使压头与试样表面接触良好以保证测量结果准确。洛氏硬度就是以荷的目的是使压头与试样表面接触良好以保证测量结果准确。洛氏硬度就是以荷的目的是使压头与试样表面接触良好以保证测量结果准确。洛氏硬度就是以荷的目的是使压头与试样表面接触良好以保证测量结果准确。
24、洛氏硬度就是以 主载荷引起的残余压入深度主载荷引起的残余压入深度（ 来表示来表示 ）。 为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致采用一常数（为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致采用一常数（为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致采用一常数（为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致采用一常数（k k k k） 减去（减去（减去（减去（h3-h1h3-h1h3-h1h3-h1）的差值表示硬度值。为了简便起见又规定每）的差值表示硬度值。为了简便起见又规定每）的差值表示硬度值。为了简便起见又规定每）的差值表示硬度值。为了简便起见又规定每0.002mm0.002mm0.002mm0.002mm 压入
25、深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格。）压入深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格。）压入深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格。）压入深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格。） 洛氏硬度值公式如下：洛氏硬度值公式如下：洛氏硬度值公式如下：洛氏硬度值公式如下： 采用金钢石圆锥时采用金钢石圆锥时采用金钢石圆锥时采用金钢石圆锥时k=0.2k=0.2k=0.2k=0.2（用于（用于（用于（用于HRAHRAHRAHRA，HRCHRCHRCHRC） 用钢球时用钢球时用钢球时用钢球时k=0.26k=0.26k=0.26k=0.26（用于（用于（用于（用于HRBHRBHRBHRB）。）。）。）。 1.1.
26、1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 15151515 布氏硬度实验布氏硬度实验布氏硬度实验布氏硬度实验 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 17171717 调质钢、淬火钢等2067黑 色150金钢石圆锥HRC 有色金属、退火及正 火钢等 25100红 色100HRB 碳化物、硬质合金表 面淬火等 7085黑 色60金钢石圆锥HRA 使用范围 常用硬度值 范围 表盘上刻度 颜色 总载荷 （kgf） 压头硬
27、度符号 洛氏硬度测定仅产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验洛氏硬度测定仅产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验洛氏硬度测定仅产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验洛氏硬度测定仅产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验 设备简单，操作迅速方便。但测一点无代表性，不准确，需多点测量，设备简单，操作迅速方便。但测一点无代表性，不准确，需多点测量，设备简单，操作迅速方便。但测一点无代表性，不准确，需多点测量，设备简单，操作迅速方便。但测一点无代表性，不准确，需多点测量， 然后取平均值。洛氏硬度虽可用来测定各种金属材料的硬度然后取平均值。洛氏硬度虽可用来测定各种金属材料的
28、硬度然后取平均值。洛氏硬度虽可用来测定各种金属材料的硬度然后取平均值。洛氏硬度虽可用来测定各种金属材料的硬度 。 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 18181818 维氏硬度（维氏硬度（维氏硬度（维氏硬度（HVHVHVHV） 为了从软到硬的各种金属材料有一个连续一致的硬度标度，为了从软到硬的各种金属材料有一个连续一致的硬度标度，为了从软到硬的各种金属材料有一个连续一致的硬度标度，为了从软到硬的各种金属材料有一个连续一致的硬度标度， 因而制定了维氏硬度试验法。因而制定了维氏硬度试验法。因而制定了
29、维氏硬度试验法。因而制定了维氏硬度试验法。 维氏硬度试验法维氏硬度试验法维氏硬度试验法维氏硬度试验法是压入试验法中较精确的一种，它与布氏硬度试验法相同，是压入试验法中较精确的一种，它与布氏硬度试验法相同，是压入试验法中较精确的一种，它与布氏硬度试验法相同，是压入试验法中较精确的一种，它与布氏硬度试验法相同， 是用一种顶角为是用一种顶角为是用一种顶角为是用一种顶角为136136136136的金钢石角锥压头，在载荷的金钢石角锥压头，在载荷的金钢石角锥压头，在载荷的金钢石角锥压头，在载荷p p p p（kgfkgfkgfkgf）作用下，试样）作用下，试样）作用下，试样）作用下，试样 表面压出一个四方
30、锥形压痕，测量压痕对角线长度表面压出一个四方锥形压痕，测量压痕对角线长度表面压出一个四方锥形压痕，测量压痕对角线长度表面压出一个四方锥形压痕，测量压痕对角线长度d d d d（mmmmmmmm）供以计算压痕）供以计算压痕）供以计算压痕）供以计算压痕 面积面积面积面积F F F F（mmmm）以）以）以）以P/FP/FP/FP/F的数值表示试样的硬度值。的数值表示试样的硬度值。的数值表示试样的硬度值。的数值表示试样的硬度值。 维氏硬度值表示方法为维氏硬度值表示方法为维氏硬度值表示方法为维氏硬度值表示方法为HVHVHVHV硬度数值，有时为反映试验条件在硬度数值硬度数值，有时为反映试验条件在硬度数值
31、硬度数值，有时为反映试验条件在硬度数值硬度数值，有时为反映试验条件在硬度数值 前用下标加上负荷，例如前用下标加上负荷，例如前用下标加上负荷，例如前用下标加上负荷，例如HVHVHVHV20202020232232232232，20202020为加载负荷。为加载负荷。为加载负荷。为加载负荷。 维氏硬度试验主要用来测定金属镀层、薄片金属以及维氏硬度试验主要用来测定金属镀层、薄片金属以及维氏硬度试验主要用来测定金属镀层、薄片金属以及维氏硬度试验主要用来测定金属镀层、薄片金属以及 化学热处理（如氮化、渗碳等）后的表面硬度。化学热处理（如氮化、渗碳等）后的表面硬度。化学热处理（如氮化、渗碳等）后的表面硬度
32、。化学热处理（如氮化、渗碳等）后的表面硬度。 维氏硬度的压力一般可选维氏硬度的压力一般可选维氏硬度的压力一般可选维氏硬度的压力一般可选5 5 5 5，10101010，20202020，30303030，50505050，100100100100，120kg120kg120kg120kg等，等，等，等， 小于小于小于小于10kg10kg10kg10kg的压力可以测定显微组织硬度。的压力可以测定显微组织硬度。的压力可以测定显微组织硬度。的压力可以测定显微组织硬度。 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3
33、3 20202020 4. 4. 4. 4. 冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性（A A A Ak k k k或或或或a a a ak k k k ） 韧性韧性韧性韧性：材料断裂前吸收变形能量的能力：材料断裂前吸收变形能量的能力：材料断裂前吸收变形能量的能力：材料断裂前吸收变形能量的能力-韧度韧度韧度韧度 冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性（AkAkAkAk） ：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。：冲击载荷下材料抵抗变形和断裂的能力。 单位为焦耳单位为焦耳单位为焦耳单位为焦耳/ / / /厘米厘米厘米厘米 （J/cmJ/
34、cmJ/cmJ/cm ） a a a ak k k k= = = =冲击破坏所消耗的功冲击破坏所消耗的功冲击破坏所消耗的功冲击破坏所消耗的功A A A Ak k k k/ / / /标准试样断口截面积标准试样断口截面积标准试样断口截面积标准试样断口截面积F F F F a a a ak k k k值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光泽，呈结晶状。值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光泽，呈结晶状。值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光泽，呈结晶状。值低的材料叫做脆性材料，断裂时无明显变形，金属光泽，呈结晶状。 a a a ak k k k值高，明显塑变，断口呈灰
35、色纤维状，无光泽，韧性材料。值高，明显塑变，断口呈灰色纤维状，无光泽，韧性材料。值高，明显塑变，断口呈灰色纤维状，无光泽，韧性材料。值高，明显塑变，断口呈灰色纤维状，无光泽，韧性材料。 A A A Ak k k k=mg(h=mg(h=mg(h=mg(h1 1 1 1-h-h-h-h2 2 2 2) ) ) ) 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 22222222 冲击韧性实验冲击韧性实验冲击韧性实验冲击韧性实验 AkAkAkAk=h=h=h=h1 1 1 1-h-h-h-h2 2 2 2 5.
36、 5. 5. 5. 疲劳强度疲劳强度疲劳强度疲劳强度 - - - -1 1 1 1 1.1.1.1.材料的结构与性能材料的结构与性能 1.2 1.2 1.2 1.2 金属材料的性能金属材料的性能 单元单元3 3 3 3 23232323 80%80%80%80%的断裂由疲劳造成的断裂由疲劳造成的断裂由疲劳造成的断裂由疲劳造成 疲劳：疲劳：疲劳：疲劳：承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化，承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化，承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化，承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化， 交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至小交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至
37、小交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至小交变应力作用下，往往在远小于强度极限，甚至小 于屈服极限的应力下发生断裂。于屈服极限的应力下发生断裂。于屈服极限的应力下发生断裂。于屈服极限的应力下发生断裂。 疲劳极限：疲劳极限：疲劳极限：疲劳极限：材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂材料经无数次应力循环而不发生疲劳断裂 的最高应力值。的最高应力值。的最高应力值。的最高应力值。 条件疲劳极限条件疲劳极限条件疲劳极限条件疲劳极限：经受：经受：经受：经受10 10 10 10 应力循环而不致断裂的最大应力值。应力循环而不致断裂的最
38、大应力值。应力循环而不致断裂的最大应力值。应力循环而不致断裂的最大应力值。 7 7 7 7 陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度较高，陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度较高，陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度较高，陶瓷、高分子材料的疲劳抗力很低，金属材料疲劳强度较高， 纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。纤维增强复合材料也有较好的抗疲劳性能。 影响因素影响因素影响因素影响因素：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹杂物、：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹杂物、：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹杂物、：循环应力特征、温度、材料成分和组织、夹杂物、 表面状态、残余应力等。表面状态、残余应力等。表面状态、残余应力等。表面状态、残余应力等。