3 材料的力学性能（ 冲击韧性 疲劳疲劳 ）

第一章金属材料的力学性能机械工程材料2硬度1强度与塑性3冲击韧性主要内容机械工程材料静载荷下的力学性能}4疲劳强度5断裂韧性动载荷下的力学性能}6高温下材料力学性能自我阅读7耐磨性}冲击韧性疲劳强度断裂韧性机械工程材料1.2金属材料在动载荷下的力学性能动载荷：冲击载荷与变动载荷GONGCHENGCAILIAOJIRECHULI2GONGCHENGCAILIAOJIRECHULI1GONGCHENGCAILIAOJIRECHULI31.2.1

冲击韧性冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。冲击试验机冲击实验动画演示机械工程材料评价指标：通过冲击实验测得冲击吸收能量K标准冲击试样：严格的尺寸、形状，缺口形式有U型或V型。U型缺口试样用KU、V型缺口用KV表示，单位为J；下标数字表示摆锤刀刃半径，如KU8表示U型缺口试样在8mm摆锤刀刃下的冲击吸收能量。1.2.1

冲击韧性机械工程材料Ｕ型缺口试样V型缺口试样韧性判据1.2.1

冲击韧性机械工程材料应当指出，冲击试验时，吸收能量中只有一部分消耗在断开试样缺口的截面上，其余部分则消耗在冲断试样前，缺口附近体积内的塑性变形上。因此，冲击韧度（ak=K/S0）不能真正代表材料的韧性，而用冲击吸收能量Ｋ

作为材料韧性的判据更为适宜(国家标准现已规定采用Ｋ作为韧性判据)。小能量多次冲击试验韧脆转变温度温度t/oC冲击吸收功Ak/J低冲击吸收功部分高冲击吸收功部分冲击吸收功波动的中间部分韧脆转变温度范围体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面心立方金属没有。材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料的使用温度应高于韧脆转变温度。1.2.1

冲击韧性不同温度下，同种钢板的冲击试验结果比较脆性断裂韧性断裂机械工程材料1.2.2疲劳强度疲劳：零件在循环应力作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后会产生裂纹或突然发生完全断裂，这种现象就是疲劳疲劳强度：是指材料经受规定的循环周次而不会产生破坏的最大应力，又称疲劳极限。钢铁材料规定循环次数为107，有色金属合金为108。机械工程材料LUOYANGLIGONGXUEYUAN疲劳试验曲线（S-N）疲劳实验机1.2.2疲劳强度机械工程材料NfS/MPaσNN/次1.2.2疲劳强度机械工程材料疲劳强度：N次循环后的疲劳强度用σN表示，单位为MPa。疲劳寿命：指规定的失效循环次数Nf（即循环基数）。通常规定结构钢的循环基数为107；其他钢和非铁合金的循环基数为108。NfS/MPaσNN/次当应力比（任一单循环的最小应力和最大应力比率）R=-1，即在对称循环交变应力作用下，金属的弯曲疲劳强度（弯曲交变应力以正应力）σ-1与抗拉强度Rm之间存在近似的比例关系：碳素钢：σ-1≈（0.4~0.55）Rm；铸铁：σ-1≈0.4Rm；有色金属：σ-1≈（0.3~0.4）Rm。机械工程材料本

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结3断裂韧性（阅读）1冲击韧性动载荷下的力学性能2疲劳强度名词解释试验方法评价指标适用条件机械工程材料本

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材料的力学性能，即指材料在外力（载荷）与环境因素（温度、介质和加载速度）的共同作用时表现出来的力学行为，包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。

材料的强度和塑性都用拉伸试验测定。强度是材料在载荷作用下，抵抗永久变形和断裂的能力。常用的强度指标有：屈服强度（ReL或Rp0.2）和抗拉强度（Rm）。塑性是指材料在断裂前发生永久变形的能力。常用的性能指标有断后伸长率（A）和断面收缩率（Z）。

材料抵抗另一硬物体压入其内的能力叫硬度，即材料受压时抵抗局部变形的能力，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。金属材料的硬度检测常用的有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）。各种硬度试验测量结果之间没有可比性。

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在实际生产中，许多零件是在动载荷作用下工作的。动载荷下的力学性能指标包括：冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等。

金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧性。材料的冲击韧性值通常是通过摆锤式冲击试验法测量冲击吸收能量（KU或KV）。低温工作的构件，要注意韧脆转变温度。

疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，也称疲劳极限。一般通过疲劳试验测量材料在规定加载次数时破坏的最大应力值。σ-1用来表示在对称循环交变应力作用下金属的弯曲疲劳强度。

构件或零件内部总是存在着各种类似裂纹的缺陷。造成的材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力叫断裂韧性。用临界应力场强度因子KIC表示。

温度对材料的力学性能影响很大。热强性是指金属材料在高温下抵抗塑性形变和破坏的能力，