金属材料及热处理专业课件第一节金属(jīnshǔ)的力学性能从图2-1中可以看出(kànchū)下面几个变形阶段：（1）Oe———弹性变形阶段（2）es———屈服阶段（3）sb———强化阶段（4）bk———缩颈阶段2．强度指标材料受到外力作用会发生变形，同时在材料内部产生一个抵抗变形的力称为内力。单位面积上的内力称为应力，单位为Pa（帕），即N/m2工程上常用MPa(兆帕)，1MPa=106pa，或1Pa=1N/m2，或1MPa=1N/mm2。（1）屈服点σs材料产生屈服时的最小应力。单位为MPa。σs=Fs/AO（2-1）式中，Fs是屈服时的最小载荷(N)；A0是试样原始截面积。对于无明显屈服现象的金属材料（如高碳钢、铸铁），测量屈服点很困难，工程上经常采用残余伸长为0.2％原长时的应力σ0.2作为屈服强度指标，称为规定残余伸长应力。σ0.2=F0.2/AO（2-2）（2）抗拉强度σb材料在拉断前所承受的最大应力，单位为MPa。抗拉强度表示材料抵抗均匀塑性变形的最大能力，也是设计机械零件和选材(xuǎncái)的主要依据。σb=Fb/AO（2-3）式中，Fb是试样断裂前所承受的最大载荷（N）。二、塑性(sùxìng)金属材料在载荷的作用下，产生塑性(sùxìng)变形而不断裂的能力称为塑性(sùxìng)。通过拉伸试验测得的常用塑性(sùxìng)指标有：断后伸长率和断面收缩率。1．断后伸长率δ试样拉断后的标距伸长量和原始标距之比δ=(L1—L0)/L0×100％（2-4）式中，L1试样原始标距长度。L0试样拉断后的标距长度。2．断面收缩率ψ试样拉断处ψ=×100％横截面积的缩减量与原始横截面积之比ψ==(A0—A1)/AO×100％（2-5）式中，Ao是试样的原始横截面积；A．是试样断口处的横截面积。三、硬度硬度是指材料表面抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的能力。常用来测定硬度的方法有布氏硬度试验法和洛氏硬度试验法。1．布氏硬度试验法如图2-2所示采用(cǎiyòng)直径为D的淬火钢球或硬质合金球，在规定载荷F的作用下，压入被测金属表面，保持一定时间后卸除载荷，测定压痕直径，求出压痕球形的表面积，压痕单位表面积上所承受的平均压力（F/A）即为布氏硬度值，压头为淬火钢球时用HBS表示，压头为硬质合金球用时HBW表示。例如120HBS，450HBW。2．洛氏硬度试验法采用顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬火钢球作为压头(yātóu)．如图2-3所示。试验时先施加初载荷，使压头(yātóu)与试样表面接触良好，保证测量准确，再施加主载荷，保持到规定的时间后再卸除主载荷，依据压痕的深度来确定材料的硬度值。五、疲劳强度在汽车上的许多零件中，比如各种轴、齿轮、弹簧、连杆等，要受到大小和方向呈周期性变化的载荷作用。这种交变载荷虽然小于材料的强度极限，甚至小于其弹性极限，但经多次循环后，在没有明显的外观变形时也会发生断裂，这种破坏称作疲劳破坏或疲劳断裂。这种破坏都是突然发生的，具有很大的危险性。疲劳强度σ-1是表示材料以周期性交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力(yìnglì)，其大小与应力(yìnglì)变化的次数有关。对于黑色金属规定循环次数为107次，有色金属循环次数为108次。为了提高金属的疲劳强度，可以通过改善零件的结构形状，避免应力(yìnglì)集中，减小表面粗糙度值，进行表面热处理和强化处理等方法。二、退火与正火1．退火退火是将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺。2．正火正火是指把钢加热到组织转变为奥氏体的临界温度(línjièwēndù)以上保温，使其完全奥氏体化，在空气中冷却的热处理工艺。三、淬火与回火1．淬火淬火是将钢的组织加热到转变为奥氏体的临界温度(línjièwēndù)以上，保温一定时间，以大于临界冷却速度快速冷却的热处理工艺。2．回火钢的回火是指将淬火后的钢，在组织转变为奥氏体的临界温度(línjièwēndù)以下加热，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。第三节常用(chánɡyònɡ)金属材料三、有色金属及其合金有色金属是指钢铁以外的其他金属。有色金属种类很多，又具有某些独特的性能，是工业上不可(bùkě)缺少的金属材料，有色金属应用较广的是铝、铜、钛及其合金和滑动轴承合金。1．铝及铝合金2．铜及铜合金3．滑动轴承合金复习(fùxí)试题5、制造小弹簧宜选用（），制造冷压件宜选用（）钢。A、08FB、45C、65MnD、T12A6、滚动轴承钢GCrl5中的平均含铬量为（）。A、0.15B、1.5C、15D、0