1、項目一課題一項目一課題一任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能一、強度一、強度1、定義、定義強度是金屬材料在靜載荷作用下，抵抗永久變形強度是金屬材料在靜載荷作用下，抵抗永久變形和斷裂的能力。和斷裂的能力。強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）強度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標。強度是機械零部件首先應滿足的基的重要指標。強度是機械零部件首先應滿足的基本要求。本要求。 2、指標、指標1）屈服強度）屈服強度s 2）抗拉強度）抗拉強度b 屈服強度屈服強度s：材料開始產生宏觀塑性變形時的：材料開始產生宏觀塑性變形時的

2、應力。應力。 所謂屈服，是指達到一定的變形應力之后，金屬所謂屈服，是指達到一定的變形應力之后，金屬開始從彈性狀態非均勻的向彈開始從彈性狀態非均勻的向彈-塑性狀態過渡，塑性狀態過渡，它標志著宏觀塑性變形的開始。它標志著宏觀塑性變形的開始。抗拉強度抗拉強度b ：材料在拉伸斷裂前所能夠承受的：材料在拉伸斷裂前所能夠承受的最大拉應力。最大拉應力。 =F/S 任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能二、塑性二、塑性任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能1、定義、定義塑性是金屬材料在載荷作用下產生塑性變形而塑性是金屬材料在載荷作用下產生塑性變形而不被破壞的能力。即金屬材料受拉力在拉斷

3、前不被破壞的能力。即金屬材料受拉力在拉斷前產生永久變形的能力。產生永久變形的能力。2、指標、指標1）伸長率）伸長率 2）斷面收縮率）斷面收縮率 任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能伸長率伸長率：L1試樣拉斷后的標距試樣拉斷后的標距L0試樣原始標距試樣原始標距=L1 L0 L0100%斷面收縮率斷面收縮率：=S0 S1 S0100%S1試樣拉斷后的最小橫截面積試樣拉斷后的最小橫截面積 S0試樣原始橫截面積試樣原始橫截面積注意注意：伸長率：伸長率、斷面收縮率、斷面收縮率數值越大，塑性數值越大，塑性越好。塑性好的材料制成的零件在使用時也較安越好。塑性好的材料制成的零件在使用時也較安全。

4、全。拉伸試驗拉伸試驗拉伸試驗是在承受軸向拉伸拉伸試驗是在承受軸向拉伸載荷下測定材料特征的試驗載荷下測定材料特征的試驗方法。方法。利用拉伸試驗得到的數據可利用拉伸試驗得到的數據可以確定材料的彈性極限、伸以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈面積縮減量、拉伸強度、屈服強度和其他拉伸性能指標。服強度和其他拉伸性能指標。三、硬度三、硬度1、定義、定義硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物體壓入的能力。硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物體壓入的能力。2、分類、分類按硬度試驗方法一般可分為三類：按硬度試驗方法一般可分為三類：a.壓入法壓入法（布氏硬度（

5、布氏硬度HB、洛氏硬度、洛氏硬度HR、維氏硬度、維氏硬度HV）b.劃痕法劃痕法(莫氏硬度）莫氏硬度）c.回跳法回跳法任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能布氏硬度布氏硬度原理原理表示方法表示方法符號符號HBSHBS或或HBWHBW之前的數字為硬度值，后面的數字按順之前的數字為硬度值，后面的數字按順序表示球體直徑、試驗載荷、載荷保持時間。序表示球體直徑、試驗載荷、載荷保持時間。例如：例如：120HBS10/1000/30120HBS10/1000/30適用范圍：主要用于鑄鐵、非鐵金屬以及經退火、適用范圍：主要用于鑄鐵、非鐵金屬以及經退火、正火和調質處理的鋼材的硬度測定。正火和調質處理

6、的鋼材的硬度測定。任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能洛氏硬度洛氏硬度原理：原理：用一個頂角為用一個頂角為120度的金剛石圓錐體或直度的金剛石圓錐體或直徑為徑為1.59mm/3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。被測材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。 標注方法標注方法硬度符號前注明硬度數值。如：硬度符號前注明硬度數值。如：52HRC52HRC、70HRA70HRA等。等。任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能洛氏硬度洛氏硬度標尺及使用范圍標尺及使用范圍根據實驗材料硬度的不同，可分為三種不同標度根據實驗材料

7、硬度的不同，可分為三種不同標度來表示：來表示： HRA 是采用是采用60Kg載荷和鉆石錐壓入器求的載荷和鉆石錐壓入器求的硬度，用于硬度極高的材料。例如：硬質合金。硬度，用于硬度極高的材料。例如：硬質合金。 HRB 是采用是采用100Kg載荷和直徑載荷和直徑1.58mm淬硬淬硬的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：的鋼球求得的硬度，用于硬度較低的材料。例如：退火鋼、退火鋼、 鑄鐵等。鑄鐵等。 HRC 是采用是采用150Kg載荷和鉆石錐壓入器求得載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火鋼等的硬度，用于硬度很高的材料。例如：淬火鋼等 任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼

8、的力學性能硬度標硬度標尺尺壓頭類型壓頭類型總試驗總試驗力（力（N）硬度有效硬度有效范圍范圍應用舉例應用舉例HRC120金剛石金剛石圓椎體圓椎體1471.02067HRC一般淬火鋼一般淬火鋼件件HRB直徑直徑1.588鋼球鋼球980.725100HRB軟鋼、退火軟鋼、退火鋼、銅合金鋼、銅合金等等HRA120金剛石金剛石圓錐體圓錐體588.46085HRA硬質合金、硬質合金、表面淬火鋼表面淬火鋼等等洛氏硬度洛氏硬度標尺及使用范圍標尺及使用范圍任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能維氏硬度維氏硬度原理（與布氏硬度原理相似）。符號：原理（與

9、布氏硬度原理相似）。符號：HVHV表示方法：與布氏硬度相同。例如：表示方法：與布氏硬度相同。例如：640HV30640HV30適用范圍：可測從極軟到極硬的各種金屬材適用范圍：可測從極軟到極硬的各種金屬材料，也可測較薄的材料，還可測滲碳、滲碳層料，也可測較薄的材料，還可測滲碳、滲碳層的硬度。的硬度。任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能莫氏硬度莫氏硬度德國礦物學家莫氏創立的一種硬度表，作為評判德國礦物學家莫氏創立的一種硬度表，作為評判礦物硬度的標準。礦物硬度的標準。取取10中常見礦物，定為中常見礦物，定為10級。莫氏硬度表如下：級。莫氏硬度表如下：材料材料硬度硬度材料材料硬度硬度滑石

10、滑石1正長石正長石6石膏石膏2石英石英7方解石方解石3黃玉黃玉8螢石螢石4剛玉剛玉9磷灰石磷灰石5金剛石金剛石10注：表中數值，只是排名，無比例關系。注：表中數值，只是排名，無比例關系。任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學性能四、韌性四、韌性1、定義、定義金屬材料抵抗沖擊載荷的能力稱為韌性。符號金屬材料抵抗沖擊載荷的能力稱為韌性。符號ak2、原理、原理ak=Ak S0100%Ak：沖擊功：沖擊功S0：試樣缺口處橫截面積。：試樣缺口處橫截面積。ak值低的材料稱為脆性材料；值低的材料稱為脆性材料； ak值高的稱值高的稱為韌性材料。為韌性材料。任務二任務二 了解碳鋼的力學性能了解碳鋼的力學

11、性能五、疲勞強度五、疲勞強度金屬材料在多次交變應力作用下，不發生破壞金屬材料在多次交變應力作用下，不發生破壞的最大應力稱為疲勞強度。符號的最大應力稱為疲勞強度。符號-1-1應用舉例：應用舉例：40號鋼力學性能號鋼力學性能 抗拉強度抗拉強度 b (MPa)：570 屈服強度屈服強度 s (MPa)：335 伸長率伸長率 5/（%）：）：19 斷面收縮率斷面收縮率 /（%）：）：45 沖擊吸收功（沖擊吸收功（Aku2/J）：）：47 鋼材交貨狀態硬度鋼材交貨狀態硬度HBS 10/3000 : 未熱未熱處理鋼處理鋼 217 退火鋼退火鋼187 推薦熱處理推薦熱處理/ 正火正火 860 淬火淬火 840 回火回火 600 試樣尺寸：試樣毛坯尺寸試樣尺寸：試樣毛坯尺寸/mm ：25課堂小結：課堂小結：力學性能力學性能含義含義衡量標準衡量標準符號符號名稱名稱強度強度金屬材料在靜載荷作用下抵抗永久金屬材料在靜載荷作用下抵抗永久變形和斷裂的能力變形和斷裂的能力s屈服強度屈服強度b抗拉強度抗拉強度塑性塑性金屬材料在載荷作用下產生塑性變金屬材料在載荷作用下產生塑性變形二不被破壞的能力形二不被破壞的能力斷后伸長率斷后伸長率斷面收縮率斷面收縮率硬度硬度指材料表面抵抗比它更硬物體壓入指材料表面抵抗比它更