工程材料的性能热

工程材料的性能热第1页，共10页，2023年，2月20日，星期四

２.强度

强度是指材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力，单位为MPa。（１）屈服点σs

表示材料抵抗微量塑性变形的能力，单位为MPa。铸铁等材料没有明显的屈服现象,则用条件屈服点（σ0.2）来表示，即产生0.2%残余应变时的应力值。零（构）件在工程中一般不允许发生明显的塑性变形，所以σs是设计时的主要参数。第2页，共10页，2023年，2月20日，星期四

（２）抗拉强度σb

表示材料抵抗最大均匀变形的应力，单位为MPa。σb是设计选材的主要参数之一。

σs／σb称为屈强比，在工程上常涉及到．３.塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。其大小以伸长率和断面收缩率来表示。

（１）伸长率，以δ表示。

式中，l0为标距原长，l1为断裂后标距长度。第3页，共10页，2023年，2月20日，星期四（２）断面收缩率，以ψ表示。

式中，A0为试样原始横截面积，A1为断口处的横截面积。

δ、ψ愈大，表示材料的塑性愈好。塑性是压力加工成形的重要参数，另一方面，材料具有一定塑性可以提高零件使用的可靠性第4页，共10页，2023年，2月20日，星期四

二、硬度

硬度是指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。常用的硬度有布氏硬度（单位为MPa）、洛氏硬度和维氏硬度（单位为MPa）。各种硬度试验原理如下图所示：布氏硬度原理洛氏硬度原理维氏硬度原理第5页，共10页，2023年，2月20日，星期四硬度指标符号压头类型单位应用特点HBHBS:钢球压头HBW:硬质合金球压头淬火钢球、粉末冶金球MPa测量结果准确、但压痕大，不适合成品检验HRHRC:120°金刚石圆锥,150kgfHRB:φ1/16inch淬火钢球,100kgfHRA:120°金刚石圆锥,60kgf淬火钢球、金刚石圆锥无量纲测量操作简便，压痕小，适合成品或零件的硬度测量，还可检测薄工件或表面较薄硬化层的硬度HV金刚石正棱锥MPa载荷小，压痕浅，适用于测定零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度。

由于硬度测试设备简单，操作方便、迅速，又不必破坏工件，而且硬度与切削加工性能紧密相关，又与抗拉强度之间存在一定的对应关系，所以零件图上的技术要求往往只标硬度值。第6页，共10页，2023年，2月20日，星期四低碳钢:ơb=3.53HB；高碳钢:ơb=3.33HB；合金调质钢:ơb=3.19HB；灰铸铁:ơb=0.98HB；退火铝合金:ơb=4.70HB；第7页，共10页，2023年，2月20日，星期四

第二节动载时材料的力学性能

一、冲击韧度材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧度。

1)摆锤式一次冲击试验。

2)小能量多次冲击试验。如图1-26所示。冲击韧度（性能）受温度影响很大，温度低则变小。图1-26多次冲击弯曲实验示意图Ak=G(H-h)JJ/cm2第8页，共10页，2023年，2月20日，星期四二、疲劳强度

指材料在大小和方向重复偱环变化载荷作用下抵抗破坏的能力，用σ-1来表示，单位为MPa。

疲劳强度通常远低于材料的σb

，甚至低于材料的σs。第9页，共10页，2023年，2月20日，星期四第三节断裂韧性

材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力。断裂韧性指标为KIC，单位为MPa.m1/2(