金属的力学性能

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1、金属的力学性能[8]MACHINEMACHINE使用性能工艺性能物理性能化学性能力学性能材料物理性能化学性能力学性能物理性能化学性能物理性能化学性能力学性能物理性能化学性能力学性能力学性能力学性能力学性能力学性能力学性能锻造性能铸造性能焊接性能热处理性能锻造性能铸造性能锻造性能焊接性能铸造性能锻造性能热处理性能焊接性能铸造性能锻造性能锻造性能铸造性能锻造性能焊接性能铸造性能锻造性能铸造性能锻造性能焊接性能铸造性能锻造性能热处理性能焊接性能铸造性能锻造性能锻造性能铸造性能锻造性能焊接性能铸造性能锻造性能热处理性能焊接性能铸造性能锻造性能铸造性能锻造性能焊接性能铸造性能锻造性能什

2、么叫做金属呢？所谓金属，是指凡是由一种金属元素组成的物质（纯金属），或者由一种金属元素和另外一种或者几种元素熔合而成的具有金属特性的新物质（合金），我们就把它统称为金属。在工业生产中，我们用大量的金属材料制成各种机械零件和工程构件，但是，为了改进生产工艺，提高产品质量，还必须正确选用金属材料，充分发挥金属材料的作用，因此，我们首先必须了解金属的机械性能。那么，什么是金属的机械性能呢？所谓金属的机械性能是指金属在受拉伸、压缩、弯曲、冲击等外力作用时，所表现出来的抵抗变形或破坏的能力。常用的金属的机械性能一般包括强度、韧性、塑性和抗疲劳性等。弹性变形：外力去除后能够恢复的变形叫做

3、弹性变形。塑性变形：外力去除后不能够恢复的变形叫做塑性变形。补充知识：强度：金属在外力（静载荷）作用下，所表现出来的抵抗塑性变形或者断裂的能力。金属抵抗外力的能力越大则其强度越高。意即，强度越高，表明材料可以承受较高的载荷而不致引起塑性变形或断裂。强度抗拉强度抗弯强度抗压强度当所受外力是拉力时，材料表现出来的抵抗变形或者破坏的能力当所受外力与材料的轴线相垂直，并在作用后使材料弯曲，这时材料所表现出来的抵抗的能力。当所受外力是压力时，材料表现出来的抵抗变形或者破坏的能力一、强度图8-1　圆柱形拉伸试样根据国家标准GB/T228—2002规定，拉伸试验是指沿试样轴向用静拉伸力进行

4、拉伸，并测量拉伸力和相应的伸长量，来确定其力学性能的试验。拉伸时，一般要将拉伸试样拉至断裂，试验一般在室温10～35℃范围内进行。1.拉伸试样通常采用圆柱形试样，其尺寸按照国家标准金属拉伸试验试样中的有关规定进行制作。试样分为短试样和长试样两种。拉伸试样如图8-1所示，图8-1a所示为标准试样，图8-1b所示为拉断后的试样。拉伸试验图8-2　拉伸试验机示意图1—试样　2—工作台　3—立柱　4—工作活塞5—表盘　6—拉杆　7—上夹头　8—下夹头2.试验方法试验在拉伸试验机上进行。图8-2所示为拉伸试验机示意图。将试样装在拉伸试验机的上、下夹头上，起动拉伸试验机，在轴向拉力的作用

5、下，试样受到拉伸。同时，记录装置记录下拉伸过程中的力-伸长曲线。图8-3　退火低碳钢的力-伸长曲线3.力-伸长曲线在拉伸试验中，拉伸力F和试样伸长量ΔL之间的关系曲线，称为力-伸长曲线。图8-3所示为退火低碳钢的力-伸长曲线图。Fp是试样保持弹性变形的最大拉伸力冷变形强化弹性变形屈服缩颈与断裂Fe屈服拉伸力极限拉伸力Fm图8-4　上屈服强度与下屈服强度强度指标金属材料强度指标常用的有屈服强度、规定残余延伸强度、抗拉强度等。1.屈服强度当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，应区分上屈服强度和下屈服强度。屈服强度是工程技术上极为重要的力学性能指标

6、之一，也是大多数机械零件选材和设计的依据。图8-5　规定残余延伸强度2.规定残余延伸强度工业上常使用的一些金属材料，如高碳钢、铸铁等，在进行拉伸试验时并没有明显的屈服现象，也不会产生缩颈现象，这就需要人为规定一个相当于屈服强度的强度指标，即规定残余延伸强度。3.抗拉强度抗拉强度是指试样拉断前承受的最大标称拉应力，用符号Rm表示，单位为MPa。Rm可用下式计算Rm是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性金属来说，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的。但超过Rm后，金属开始出现缩颈现象，产生集中变形。表8-1　金

7、属强度与塑性新、旧标准对照表金属材料的塑性指标主要有断后伸长率和断面收缩率，用拉断试样时的最大相对变形量来表示。二、塑性（塑性：在外力作用下金属材料产生塑性变形而不致引起断裂的能力。）1.断后伸长率在进行拉伸试验时，拉伸试样在力的作用下产生塑性变形，原始试样中的标距长度会不断伸长。试样拉断后断后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率为断后伸长率，用符号A表示。A可用下式计算2.断面收缩率试样拉断后横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分率称为断面收缩率。断面收缩率用符号Z表示。Z值可用下式计算标距：试样部