金屬材料的力學(xué)性能1.理解材料的力學(xué)性能。2．理解強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性的概念。3．了解金屬材料疲勞的現(xiàn)象。螺栓彎曲螺栓折斷螺栓磨損機(jī)械零件或工具在使用過(guò)程中往往會(huì)受到各種形式外力的作用，這就要求金屬材料必須具有一種承受機(jī)械載荷而不超過(guò)許可變形或不被破壞的能力，這種能力稱(chēng)為材料的力學(xué)性能。力學(xué)性能指標(biāo)：●強(qiáng)度●塑性●硬度●韌性1．定義強(qiáng)度——材料在靜載荷作用下永久變形（塑性變形）或斷裂的能力。其大小用應(yīng)力表示?！窨估瓘?qiáng)度●抗壓強(qiáng)度●抗剪強(qiáng)度●抗扭強(qiáng)度●抗彎強(qiáng)度一、強(qiáng)度2．強(qiáng)度指標(biāo)材料受外力作用后，導(dǎo)致其內(nèi)部之間的相互作用力稱(chēng)為內(nèi)力，其大小和外力相等，方向相反。單位面積上的內(nèi)力稱(chēng)為應(yīng)力。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力表示。最常用的強(qiáng)度指標(biāo)抗拉強(qiáng)度Rm屈服強(qiáng)度ReL通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)定抗拉強(qiáng)度Rm——材料在拉伸條件下所能承受的最大應(yīng)力；屈服強(qiáng)度

ReL

——材料在拉伸條件下發(fā)生塑性變形前所能承受的最大應(yīng)力。低碳鋼的力—伸長(zhǎng)曲線(xiàn)1．定義塑性——指材料在受到外力作用時(shí)，產(chǎn)生永久變形而不發(fā)生斷裂的能力。塑性材料——在外力作用下產(chǎn)生較顯著變形而不被破壞的材料，稱(chēng)為。脆性材料——在外力作用下發(fā)生微小變形即被破壞的材料。彈性變形和塑性變形鋼件與鑄鐵件切屑的比較二、塑性2．塑性指標(biāo)斷后伸長(zhǎng)率A——指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距之比的百分率。斷后收縮率Z——指試樣拉斷后，標(biāo)距伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距之比的百分率。A、Z

的數(shù)值越大，說(shuō)明材料在破壞前受外力作用所產(chǎn)生的永久變形越大，表示材料的塑性越好。1．定義硬度——材料表層抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度判斷切削工件材料的硬度越高，材料的耐磨性越好。三、硬度2．

硬度的測(cè)試方法及指標(biāo)布氏硬度試驗(yàn)機(jī)洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)維氏硬度試驗(yàn)即硬度試驗(yàn)機(jī)（1）布氏硬度布氏硬度值——球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力，用HBW表示，單位為MPa。常用來(lái)測(cè)試有色金屬、軟鋼等較軟材料的硬度。布氏硬度用硬度數(shù)值、硬度符號(hào)HBW、壓頭直徑、試驗(yàn)力及試驗(yàn)力保持時(shí)間表示。當(dāng)保持時(shí)間為10～15s時(shí)可不標(biāo)。170HBW10/1000/30：直徑10mm的壓頭，在9807N（1000kg）的試驗(yàn)力作用下，保持30s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為170。600HBW1/30/20：直徑為1mm壓頭，在294.2N（30kg）的實(shí)驗(yàn)力作用下，保持20s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為600。（2）洛氏硬度洛氏硬度是通過(guò)測(cè)量壓痕深度來(lái)確定硬度值，無(wú)單位。硬度標(biāo)尺壓頭類(lèi)型總試驗(yàn)力（N）硬度值適用范圍應(yīng)用舉例HRC120°金剛石圓錐體1471.020～67HRC一般淬火鋼HRBΦ1.588mm鋼球980.725～100HRB軟鋼、退火鋼、銅合金等HRA120°金剛石圓錐體588.460～85HRA硬質(zhì)合金、表面淬火等三種洛氏硬度標(biāo)尺的試驗(yàn)條件和適用范圍（3）維氏硬度維氏硬度的試驗(yàn)原理與布氏硬度基本相同，但采用正四棱錐金剛石壓頭進(jìn)行試驗(yàn)，用HV表示，單位為MPa。維氏硬度因試驗(yàn)力小、壓入深度淺、對(duì)測(cè)試表面要求高，故主要用于測(cè)試較薄材料和材料表層硬度，如測(cè)試表面滲碳、滲氮層的硬度。1．定義韌性——指材料抵抗沖擊載荷（突加力）作用而不發(fā)生破壞的能力。2．韌性指標(biāo)一次擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)U形缺口沖擊試樣b形缺口沖擊試樣Z沖擊試樣沖擊實(shí)驗(yàn)當(dāng)擺錘從一定高度自由落下一次將試樣擊斷時(shí)，缺口處單位橫截面面積上吸收的功，即表示沖擊韌度，用αk

表示，單位為J/cm2。四、韌性由于所承受的載荷為交變載荷，零件承受的應(yīng)力雖低于材料的屈服強(qiáng)度，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的工作后，仍會(huì)產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生斷裂。金屬材料所產(chǎn)生的這種斷裂現(xiàn)象稱(chēng)為疲勞斷裂。金屬材料抵抗交變載荷作用而不產(chǎn)生破壞的能力稱(chēng)為疲勞強(qiáng)度