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第一篇金属材料导论第一章金属材料的主要性能金属材料的力学性能及其评价指标和作用。金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在力的作用所表现出来的性能。零件的受力情况有静载荷，动载荷和交变载荷之分。用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度，塑性和硬度等；在动载荷和作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。例如：（1）强度、塑性的概念，工程上衡量强度、塑性的常用指标。测量的方法。（2）硬度的概念，应用，测量仪器，（3）常见的硬度种类及其特点比较（4）韧性的概念，常用指标。（5）冲击韧度的实际应用（6）疲劳强度的概念低碳钢的拉伸曲线第二章铁碳合金 1. 晶粒大小的控制方法纯铁的晶格结构简述纯铁同素异晶转变过程熟记铁碳合金状态图-成分、温度和组织之间关系的图形（钢的部分）钢中杂质元素对钢性能的影响*第三章钢的热处理1.钢的热处理的概念及其作用。2．四火的概念和作用3．共析钢的等温转变曲线及其应用4．调制处理的概念第四章工业用钢钢的分类及其牌号、应用金属材料的主要性能强度强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。MPa强度有多种指标，工程上以屈服点和强度最为常用。屈服点：σs是拉伸产生屈服时的应力。产生屈服时的应力=屈服时所承受的最大载荷/原始截面积对于没有明显屈服现象的金属材料，工程上规定以席位产生0.2%变形时的应力，作为该材料的屈服点。抗拉强度：σb是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。拉断前所能承受的最大应力=拉断前所承受的最大载荷/原始截面积塑性塑性是金属材料在外力作用下，材料产生塑性变形而不破坏的能力。常用的塑性指标是伸长率和断面收缩率。伸长率：δ试样拉断后，其标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。伸长率=（原始标距长度－拉断后的标距长度）÷拉断后的标距长度×100%伸长率的数值与试样尺寸有关，因而试验时应对所选定的试样尺寸作出规定，以便进行比较。同一种材料的δ5?比δ10要大一些。断面收缩率：ψ试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。收缩率=（原始横截面积－断口处横截面积）÷原始横截面积×100%应用：1.伸长率和断面收缩率的数值愈大，表示材料的塑性愈好；2.δ5%，脆性材料。硬度硬度是材料抵抗外物压入的能力，是综合性能指标。表示金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形和压痕的能力。应用：硬度越高，耐磨性越高，但切削加工性变差。金属材料的硬度是在硬度计上测出的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。一般不标单位，如HB200,HRC55布氏硬度（HB）是以直径为D的淬火钢球HBS或硬质合金球HBW为压头，在载荷的静压力下，将压头压入被测材料的表面，停留若干秒后卸去载荷，然后采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d，并依据d的数值从专门的表格中查出相应的HB值。布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。洛氏硬度(HR)是将压头（金刚石圆锥体、淬火钢球或合金球）施以100N的初始压力，使压头与试样始终保持紧密接触。然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷，以残余压痕尝试计算其硬度值。实际测量时，由刻度盘上的指针直接指示出HR值。洛氏硬度法测试简便、迅速，因压痕小、不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。HRC应用最广，可用于测硬度很高的淬火钢件。韧性韧性是金属材料断裂前所吸收的变形能量。韧性的常用指标为冲击韧度。应用：许多机器零件，如锤杆、锻模、火车挂钩、活塞销等工作中需要承受冲击载荷。金属材料的韧度通常采用摆锤冲击弯曲试验机来测定。冲击韧度=冲断试样所消耗的冲击功/试样缺口处的横截面积小能量反复冲击时，冲击韧度与强度有关，强度越高，材料耐冲击性越好。疲劳强度承受循环应力或交变应力的零件在工作一段时间后，有时突然发生断裂，而其所承受的应力往往低于该材料的屈服点，这种断裂称为疲劳断裂。一般认为产生疲劳断裂的原因，是由于材料有内部缺陷、表面划痕驻其他能引起应力食品的缺陷，导致产生微裂纹。第二章铁碳合金晶粒大小对其力学性能影响：晶粒越细小，其力学性能越好（强度、硬度越高，同时塑性、韧性也越好）。晶粒大小的控制方法：1，提高冷却速度，如铸造时用金属型代替砂型；2，变质处理，在液态金属中加入孕育剂或变质剂作为非自发形核的核心，以细化晶粒和改善组织；3，机械振动，搅拌等措施。纯铁的晶格结构：分为体心立方和面心立方两种。同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象，也称作重结晶或二次结晶。钢中杂志元素对钢的性能的影响：有更强的强度和硬度，且成本较低。同时，可通过改变合金的成分和进行不同的热处理，在很大范围内调整其性能。铁碳合金状态图（以钢为主） P18 p21钢