会计学§2-2金属(jīnshǔ)的力学性能1.定义：金属材料在承受(chéngshòu)外力（静、冲击、交变）作用下，没有超过许可变形或不破坏的能力——称作金属的力学性能。2.力学性能指标主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度。力学性能指标是选择、使用金属材料的重要依据。一、强度1）定义金属在静载荷作用下抵抗塑形变形和断裂(duànliè)的能力。2）分类根据载荷作用方式不同：a）抗拉强度——主要的常用强度指标；b）抗压强度；c）抗剪强度；d）抗扭强度；e）抗弯强度。材料强度的大小通常用单位面积上所承受的力来表示，其单位为N/m2(Pa)，但Pa这个单位太小，所以实际工程中常用MPa（MPa=106Pa）作为强度的单位。一般钢材的屈服强度在200～2000MPa之间，如建造2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”外部钢结构的Q460E钢，其屈服强度为460MPa。抗拉强度(kànɡlāqiánɡdù)通过拉伸实验测定拉伸(lāshēn)实验1、拉伸试样(shìyànɡ)圆形、矩形、六方形。L0=5d短试样(shìyànɡ)，L0=10d长试样(shìyànɡ)d0:原始直径，L0:原始标距L=5d0L0=kL=10d0S0=πd2/4k=5.65k=11.3所以(suǒyǐ)长试样：L=10d0短试样：L=5d02、力—伸长(shēnchánɡ)曲线2.力－伸长(shēnchánɡ)曲线拉伸试样的颈缩现象3．强度(qiángdù)指标工程上各种(ɡèzhǒnɡ)构件或机器零件工作时均不允许发生过量塑性变形，因此屈服强度ReL和规定残余延伸强度Rp0.2是工程技术上重要的力学性能指标之一，也是大多数机械零件选材和设计的依据。ReL和Rp0.2常作为零件选材(xuǎncái)和设计的依据。传统的强度设计方法，对韧性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力[σ]=ReL/n，安全系数n一般取2或更大。3）抗拉强度定义：指在外力作用下由产生大量(dàliàng)塑性变形到断裂前所承受的最大应力，故又称强度极限。公式：抗拉强度Rm的物理意义是塑性材料抵抗大量均匀塑性变形的能力。铸铁等脆性材料拉伸过程中一般不出现缩颈现象，抗拉强度就是材料的断裂强度。断裂是零件最严重的失效形式，所以，抗拉强度也是机械工程设计和选材(xuǎncái)的主要指标，特别是对脆性材料来讲。/若零件在使用时不允许产生过量(guò〃liàng)塑性变形，应以材料的σs或σ0.2进行设计计算。若零件在使用时只要求不发生破坏，则以材料的σb来设计计算。因此σs和σb是机械零件设计计算的主要依据。强度的意义强度是指金属材料抵抗塑性变形和断裂的能力，一般钢材的屈服强度在200～1000MPa之间。强度越高，表明材料在工作时越可以承受较高的载荷。当载荷一定时，选用高强度的材料，可以减小构件或零件的尺寸，从而减小其自重。因此(yīncǐ)，提高材料的强度是材料科学中的重要课题，称之为材料的强化。二、塑性——在外力作用下金属材料在断裂前产生不可逆永久变形(biànxíng)的能力1、断后(duànhòu)伸长率A(δ)同一材料(cáiliào)的试样长短不同，测得的断后伸长率略有不同。由于大多数韧性金属材料(cáiliào)的集中塑性变形量大于均匀塑性变形量，因此，比例试样的尺寸越短，其断后伸长率越大，用短试样（L0＝5d0）测得的断后伸长率A略大于用长试样（L0＝10d0）测得的断后伸长率A11.3。2、断面(duànmiàn)收缩率Z(Ψ)塑性(sùxìng)的意义强度与塑性是一对相互矛盾的性能指标。在金属材料的工程应用中，要提高(tígāo)强度，就要牺牲一部分塑性。反之，要改善塑性，就必须牺牲一部分强度。正所谓“鱼和熊掌二者不能兼得”。但通过细化金属材料的显微组织，可以同时提高(tígāo)材料的强度和塑性。通常情况下金属的伸长率不超过90%，而有些金属及其合金在某些特定的条件下，最大伸长率可高达1000%～2000%，个别的可达6000%，这种现象称为超塑性。由于超塑性状态具有异常高的塑性，极小的流动应力(yìnglì)，极大的活性及扩散能力，在压力加工、热处理、焊接、铸造、甚至切削加工等很多领域被中应用。GB/T228-2002新标准【例】有一直径(zhíjìng)d=10mm，Lo=100mm的低碳钢试样，拉身实验时测得FeL=21kN，Fm=29kN，du=5.65mm，Lu=138mm。求此试样的ReL、Rm、A11.3、Z。习题：某厂购进一批40钢材，按国家标准规定，其力学性能的指标不低于下列数值：Rel=340MPa,Rm=540MPa,A=19％Z=45％.验收时，用该材料制成