胡老师金属材料.docx

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1、第一章金属材料及热处理第一节金属材料的力学性能'力学性能：强度、硬度、塑性、韧性、刚度等使用性能物理性能：电学性、磁性、导热性、热膨胀、密度、熔点等化学性能：耐蚀性、抗高温氧化性（热稳定性）铸造性工艺性能压力加工（冲压性）焊接性切削加工金属材料的力学性能：金属材料在一定的温虜条件和受外力作用下，抵抗变形、断裂的能力称材料的力学性能又称为机械性能。主耍有四大指标:1、强度指标：抗拉强度巾屈服强度S:（疲劳强度、屈强比）2、塑性指标伸长率（延伸率）5断面收缩率布氏强度（HB）3、硬度指标洛氏硬度维氏硬度(HRC)(HV)里氏硬度（HL）D4、韧性指标冲击韧

2、性断裂韧度1、强度指标将规定尺寸的试棒在拉伸实验机上进行静拉伸实验，以测定该试件对外力载荷的抗力，可求强度指标和塑性指标。（2）应力应变图外力（单位面积所受力）应变&=半标准试样:比例试样:（单位长度的变形量）对原材料、焊接丁艺及焊接试板均有严格的标准进行规定。对圆形拉伸试样分标准试样和比例试样，每种乂分为长试样和短试样如=10（长试样）直径6/=20标距£06/°标距Lo如=5（短试样）心任意选用＜心=11・3州（长）厶（）=5.65j^~（短）（3）拉仲试验分为四个阶段①弹性变形阶段：变形量AL与外力（或应变和应力）成正比（即虎克定律）。该阶段最高

3、值：b八称比例极限（即保持直线关系的最大负荷）。6：弹性极限：我们把材料产牛最大弹性变形时的应力称由于检测精度，国标规定以残余变形量为0.01%时的应力为弹性极限。应力：单位面积上材料抵抗变形的力称为应力。国际单位：米、牛、秒制②屈服阶段屈服极限；材料承受的载荷不再增加而仍继续发牛塑性变形即开始产生明显塑性变形时的最低应力值称为屈服极限。又叫屈服点，用许多合金并没有明显的屈服现象，所以工程上规定了以试样产生的仲长量为试样长度的0.2%时的应力作为材料的条件屈服点，用6.2表示。（严格的也可以是％」、久.05等）屈服阶段是由于材料内部晶格间发生滑移所至。

4、③强化阶段抗拉强度：材料抵抗拉力破坏作用的最大应力称为强度极限又称抗拉强度。即产生最大的均聽性变形的抗力。由于塑变而产生加工硬化，载荷需增加，直至最大载荷勺后局部发生塑变即“颈缩”。强度极限內在工程技术上很重要，它的物理意义是表征材料最大均匀变形的抗力,表征材料在拉仲条件下所能担负的最大负荷的应力值。在工程上称抗拉强度。它是工程设计和选材上的重要依据，再加上适当的安全系数。巾的测量既方便又准确。屈强比b厶:屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比。比值越大越能发挥材料的潜力，减少自重，但可靠性能下降。因两值较接近，材料在断裂前的塑性“储备”较少，安全裕度较小。

5、屈强比越小，结构的可靠性越高。为保证安全，一般比值在0.65-0.75之间，高屈强比可省材料，但对应力集中较敏感，抗疲劳性能较差，所以对屈强比大于0.8吋要慎重处理。此问题考试可能涉及面大，焊接气瓶用钢国标限定为不得大于0.8o①颈缩阶段：巾后试件局部开始变细，出现颈缩现象，截而急剧减小，载荷也减小，曲线下降到K点断裂，此时应力在变大（加工硬化所致）负荷变小6八6是两个主耍指标6作强度指标时安全系数=1.5-2.0內作强度指标时安全系数勺=2.0〜5.0现彳亍锅规"s=1・5nb=2・7现彳亍容规ns=1.6nb=32、塑性指标塑性：是指金属材料在载荷

6、作用下产生最大塑性变形而不破坏的能力。①伸长率：s试样受拉力断裂后，总伸长量与原始长度的比值的百分率称为仲长率（延伸率）§二厶—・（）乂]00%Lo：试件原始标距长懐厶0试件拉断后标距长度长试样习。或/表示，厶o=10d短试样心表示，厶）二5d相同符号才能进行比较，同一钢材的①与Ko值不同，6大约为5]0旳1・2倍。为了防止采用屈强比高的钢材，对锅炉钢板的伸长率规定氏不得小于18%,以此来限定屈强比。②断面收缩率屮（%）试样受拉力断裂后，试样截面的缩减量与原截面之比的百分率称为断面收缩率。W二色二勺X100%Ao：拉伸前原始截面A

7、：拉断后细颈处，最小

8、截而积断面收缩率不受试件标距长度的影响（无长短之分），对丁锅炉压力容器材料的深长率一般要求10%以上。伸长率和断面收缩率表明材料在静态或缓慢拉伸应力作用下的韧性，良好的塑性即可使材料冷压成型性好。重要的受压零件可防止超载时发生脆性断裂，但对塑性的要求有一定限度并非越大越好。3、硕度指标：硬度：指金属材料抵抗硬物压入表面的能力。常用的硬度测定方法都是用一定载荷（压力）把一定的压头压在金属材料表面，然后测定压痕面积或深度来确定硬度值，压痕愈大愈深则硬度愈低。它是表征材料的弹性、塑性、形变强化率，强度、韧性等一系列不同物理量的组合的一种综合性能指标。由于简单

9、易行，不必破坏所以是重要的检验手段之一。①布氏硬度HB在玄径为D的淬火钢球上施加压力P,使钢球