金属材料的力学性能(一)资料.pptVIP

（2）断面收缩率 A0-Ak A0 ψ= ×100% A0 —— 试样原始横截面积,mm2； A k —— 试样断裂处的最小横截面积,mm2 。 思考：ψ值越大，说明材料的塑性越好还是越差？ 1.6 金属材料的力学性能 金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。 1.6 金属材料的力学性能 使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。 包括力学性能、物理性能和化学性能。 工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。 包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。 决定金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命。 决定材料是否易于加工或如何加工等。 金属材料的力学性能又称为机械性能，是指金属在外力作用下所反映出来的性能。 具体的说就是金属材料在受到拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力时，对变形与断裂的抵抗能力。 材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称为变形。 外力去处后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去处后不能恢复的变形称为塑性变形。 练一练：举几个日常生活中弹性变形和塑性变形的例子 力学性能 材料在力的作用下，诸如不同载荷所造成的弹性变形、塑性变形、断裂（脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂等）以及金属抵抗变形和断裂能力的衡量指标。 常用的力学性能有：强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。 一、强度与塑性 强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 塑性是指金属材料在静载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。 金属材料的强度和塑性的判据可通过拉伸试验测定。 1、拉伸实验 在拉伸机上进行。 把标准试样装夹在试验机上，然后对试样缓慢施加拉力，使之不断变形直到拉断为止。 （1）. 拉伸试样（GB6397-86） 长试样：L0=10d0 短试样：L0=5d0 万能材料试验机 a) WE系列液压式 b) WDW系列电子式 （2）拉伸机 拉伸试验视频1 （3）拉伸试验 (a)试样 (b)伸长 (c)产生缩颈 (d)断裂 拉伸试样的颈缩现象 拉伸试验视频1回顾 2、低碳钢拉伸曲线 OA＇ 弹性变形阶段 A＇ABC 屈服阶段 CD 强化阶段 DE 缩颈阶段 ΔL F 0 脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比） 脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。 应力? = F/A0 应变? = (l-l0)/l0 3.弹性极限σe 弹性极限是指在产生完全弹性变形时材料所能承受的最大应力，即： 式中Fe——试样完全弹性变形时所能承受的最大载荷，N ； Ao——试样原始截面积，mm2。 σe——弹性极限，单位是MPa。 弹性极限是表示金属材料不产生塑性变形时所能承受的最大应力值，是工作中不允许有微量塑性变形的设计与选材的重要依据。 强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 是工程技术上重要的力学性能指标。 由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，相应的强度也有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。 工程上最常用的是屈服强度和抗拉强度。 4、强度 材料强度的大小通常用单位面积上所承受的力来表示，其单位为N/m2(Pa)，但Pa这个单位太小，所以实际工程中常用MPa（MPa=106Pa）作为强度的单位。 一般钢材的屈服强度在200～2000MPa 之间，如建造2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”外部钢结构的Q460E钢，其屈服强度为460MPa。 屈服现象： 在金属拉伸试验过程中，当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了弹性变形外，还产生部分塑性变形。当外力增加到一定数值时，在外力不增加或上下波动情况下，试样继续伸长变形，在力－伸长曲线出现一个波动的小平台，这便是屈服现象。 （1）屈服强度 屈服强度 它是拉伸试样产生屈服现象时的应力。 式中Fs——试样产生屈服时所承受的最大载荷，N ； Ao——试样原始截面积，mm2。 对于高碳淬火钢、铸铁等材料，在拉伸试验中没有明显的屈服现象，无法确定其屈服强度。 国标GB228-2002规定，一般规定以试样产生0.2%塑性变形时的应力作为该材料的屈服强度，称为条件屈服强度，用σr0.2表示。 （2）抗拉强度 金属材料在拉断前所能承受的最大应力。用符号σb表示。 计算公式 Fb——试样在拉断前所承受的最大载荷，N； A0——试样的原始横截面积，mm2。 屈服强度和抗拉强度是设