安徽工程科技学院：《材料成型技术》课程电子教案（PPT教学课件）第一章 机械工程材料概论（1.1）金属材料的主要性能

1.1金属材料的主要性能 机械零件在使用过程中,要受到诸如拉伸、压 缩、扭转、剪切、摩擦、冲击以及温度和化学介质 等作用,并且还要传递力和能。 因此,作为构成机械零件的金属材料,应具备 良好的力学性能、物理性能、和化学性能以防止零 件早期失效,同时还要有良好的工艺性能

1.1金属材料的主要性能 机械零件在使用过程中，要受到诸如拉伸、压 缩、扭转、剪切、摩擦、冲击以及温度和化学介质 等作用，并且还要传递力和能。 因此，作为构成机械零件的金属材料，应具备 良好的力学性能、物理性能、和化学性能以防止零 件早期失效，同时还要有良好的工艺性能

1.1.1金属的力学性能 金属的力学性能:材料在 外力作用下表现出来的特 塑性 性,如弹性、塑性、强度、(弹性 刚度 硬度和韧性等。 金属 学性 表征和判定金属力学性 强度 硬度 能所用的指标和依据称为 韧性 金属力学性能的判据

1.1.1金属的力学性能 § 金属的力学性能：材料在 外力作用下表现出来的特 性，如弹性、塑性、强度、 硬度和韧性等。 表征和判定金属力学性 能所用的指标和依据称为 金属力学性能的判据。 弹性 强度 韧性 硬度 刚度 塑性 金属 力学性能

1.弹性 ) P 弹性:即物体在外力作 Pp 用下改变其形状和 Pb P P 尺寸,当外力卸除后 物体又回复到原始形 △L ΔLk 8 状和尺寸的特性。弹 △L 性的判据可通过拉伸应 拉前 试验来测定。 拉伸后 图1-1拉伸曲线及拉伸试样

１.弹性 弹性： 即物体在外力作 用 下改变其形状和 尺寸，当外力卸除后 物体又回复到原始形 状和尺寸的特性。弹 性的判据可通过拉伸 试验来测定。 图1－1 拉伸曲线及拉伸试样

(1)批伸试验(动画演示) 拉伸试验: 即静拉伸力对试样轴向拉伸,测量力和相应 的伸长,般拉至断裂以测定其力学性能的试验

(1)拉伸试验（动画演示） § 拉伸试验： 即静拉伸力对试样轴向拉伸,测量力和相应 的伸长, 一般拉至断裂以测定其力学性能的试验

E(△L 图1-2低碳钢拉伸曲线

图1－2 低碳钢拉伸曲线 (ΔL) σ(F) b k s e σb ε σs σe

(2)弹性极限 即金属材料不产生塑性变形时所能承受的最大 应力。拉伸曲线e点对应的应力o为弹性极限: =F。S 式中 oe-弹性极限(MPa); F。一试样产生完全弹性变形时的最大外(N); s。——试样原始横截面积(mm2)

（2）弹性极限 § 即金属材料不产生塑性变形时所能承受的最大 应力。拉伸曲线e点对应的应力σe为弹性极限： σe = Fe /S0 式中 σe ——弹性极限（MPa）； F e ——试样产生完全弹性变形时的最大外（N）； S0 ——试样原始横截面积（mm 2）

2刚度 即材料抵抗弹性变形的能力。 刚度的大小以弹性模量来衡量,弹性模量在拉伸 曲线上表现为oe段的斜率,即 E=o/E 式中——弹性模量(MP); 应力(MPa) 应变

2.刚度 § 即材料抵抗弹性变形的能力。 刚度的大小以弹性模量来衡量，弹性模量在拉伸 曲线上表现为oe段的斜率，即： E=σ/ε 式中 E——弹性模量（MPa）； σ——应力（MPa）； ε——应变

3.强度 即金属抵抗永久变形和断裂的能力。 (1)屈服点 屈服点:即试样在拉伸过程中力不断增加(保 恒定)仍能继续伸长(变形)时的应力。在拉 曲线上点对应的应力为屈服点。 s=F。/So 式中σ屈服点(MPa); F。——试样开始产生屈服现象时的(N); S——试样原始横截面积(mm2)

3. 强度 即金属抵抗永久变形和断裂的能力。 （1）屈服点 § 屈服点：即试样在拉伸过程中力不断增加（保持 恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。在拉伸 曲线上s点对应的应力为屈服点。 σs =Fs/S0 式中 σs——屈服点（ MPa ）； Fs——试样开始产生屈服现象时的（N）； S0——试样原始横截面积（ mm 2）

(2)抗拉强度 即试样拉断前承受的最大标称拉应力。 如图1-2所示,拉伸曲线上b点对应的应力为抗 拉强度。 Ob=Fb/So 式中0—抗拉强度(MPa); Fb试样断裂前所能承受的最大拉(N) S——试样原始横截面积(mm2)

（2）抗拉强度 § 即试样拉断前承受的最大标称拉应力。 如图1-2所示，拉伸曲线上b点对应的应力为抗 拉强度。 σb=Fb/S0 式中 σb——抗拉强度（MPa）； Fb——试样断裂前所能承受的最大拉（N）； S0——试样原始横截面积（mm2 ）

4塑性 即断裂前材料发生不可逆永久变形的能力 常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。 伸长率 塑 压缩率 断面收缩率

4.塑性 § 即断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。 § 常用的塑性判据是伸长率和断面收缩率。 伸长率 压缩率 断面收缩率 塑性