第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共12页工程材料课程讲稿授课题目（教学章、节或主题）：第一章金属材料的性能授课方式（请打√）理论课讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2学时教学要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：通过本章学习，使学生掌握金属材料的主要力学性能（强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧度及疲劳强度）；了解金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能，为以后各章中研究结构与性能关系打下良好的基础。教学重点、难点及关键知识点：重点：金属材料的主要力学性能（强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧度及疲劳强度）难点：各力学性能的含义及试验的方法。方法及手段以启发式讲授为主教学基本内容（教学过程）改进设想第一节金属材料的力学性能力学性能:是指材料在受力作用下所表现出的性能。常用的指标有:刚度、强度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。一、强度金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力，材料的强度用拉伸试验测定。(拉伸加载速率较低，俗称静拉伸试验，dσ/dt=1~10MPa/s)（a）原始试样（b）拉伸后试样图1-1圆柱形拉伸试样工程材料课程讲稿第2页共12页第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页拉伸试验机带有自动记录或绘图装置，记录或绘制试件所受的载荷P和伸长量Δl之间的关系曲线。图1-2低碳钢的拉伸曲线应力――载荷除以试件的原始截面积即得应力σ，σ=p/A0应变――伸长量除以原始标距长度即得应变ε，ε=Δl/l0金属材料的强度指标根据其变形特点分下列几个：1．弹性模量（E）弹性模量是指金属材料在弹性状态下的应力与应变的比值。即E=σε（工程上将材料抵抗弹性变形的能力称为刚度）第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页2.弹性极限（σe）表示材料保持弹性变形，不产生永久变形的最大应力，是弹性零件的设计依据。即σe=PeA0（MPa）Pe--弹性极限载荷(N)，A0--试样原始横截面积(mm2)3.屈服点（屈服强度σs）表示金属开始发生明显塑性变形的最低应力值。即σs=PsA0（MPa）工程材料课程讲稿第4页共12页第3页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共12页PS--试样屈服时的载荷(N)，A0--试样原始横截面积(mm2)特殊：铸铁等材料没有明显的屈服现象，则用条件屈服点（σ0.2）来表示，即产生0.2%残余应变时的应力值。即σ0.2=P0.2A0（MPa）P0.2--试样产生0.2%残余伸长时的载荷(N)，A0--试样原始横截面积4.强度极限(抗拉强度σb)表示金属在破断前所能承受的最大应力。即σb=PbA0（MPa）Pb--破断前所能承受的最大载荷(N)，A0--试样原始横截面积(mm2)特别提示：金属材料的σs和σb是两项重要的力学性能指标，是设计、计算零件的依据。对于一般的机器零件来说，不仅断裂会使机器零件失效，即使产生小量的塑性变形，也会使精度降低或影响相对运动而试效，所以机器零件所受的应力往往不能超过σs（或σ0.2）。屈强比：σs/σb，其比值越小，结构零件可靠性越高，万一突然超载，也不致立刻破断；但材料强度后备（σb）发挥不够，有效利用率太低。因此，在保证安全条件下，一般希望屈强比尽量高一些。不同材料具有不同的屈强比：碳素结构钢为0.6；普通低合金钢为0.65～0.75；合金结构钢为0.85。二、塑性塑性是指金属材料在静载荷作用下，产生永久变形而不破坏的能力称为塑性。伸长率δ和断面收缩率ψ是表示材料塑性好坏的指标。1.伸长率（δ）伸长率是指在拉伸试验中,试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即δ=LK−L0L0×100%第5页共12页第4页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共12页工程材料课程讲稿第6页共12页第5页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共12页2.断面收缩率（ψ）断面收缩率是指试样拉断后,缩颈处截面积的最大缩减量与原始横断面积的百分比，即ψ=AK−A0A0×100%AK—试样断裂处的最小横断面积，A0—试样原始横断面积。...
