中職統(tǒng)編《金屬材料與熱處理》系列課件 第2章 金屬材料的性能（動畫） 云天課件

全國中職機械類教材（勞社版）第2章金屬材料的性能

（動畫版）P.20《金屬材料與熱處理》系列課件（第6、7版）第二章：金屬材料的性能P.20金屬材料性能使用性能工藝性能鑄、鍛、焊、切削加工…….物理、化學性能力學性能強度、塑性、硬度…….金屬材料性能金屬材料在給定外界條件下的抵抗能力。是零件設(shè)計時選材的主要依據(jù)。任務(wù)描述了解機械零件失效的形式；了解金屬材料塑性變形的基本原理及冷塑性變形對金屬材料性能的影響。掌握金屬材料常用力學性能指標的含義、符號及工程意義。了解金屬材料的拉伸試驗、硬度試驗和沖擊試驗的工作原理。了解金屬材料的物理性能、化學性能及其相關(guān)影響因素。

P.20第二章：金屬材料的性能學習目標第二章：金屬材料的性能

金屬材料的損壞與塑性變形金屬材料的性能與變形相關(guān)的概念金屬的變形金屬的冷塑性變形與加工硬化強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度金屬材料的力學性能金屬材料的物理性能與化學性能金屬材料的工藝性能力學性能試驗P.20物理性能化學性能鑄造性、鍛壓性、焊接性、切削加工性、熱處理性能知識結(jié)構(gòu)金屬材料的性能？掌握金屬材料性能的意義？金屬材料性能的內(nèi)容？金屬材料性能有哪些指標？如何衡量、評價、使用這些指標？P.20第二章：金屬材料的性能課堂討論§2-1金屬材料的損壞與塑性變形板手變形、斷裂P.20零件的失效零件損壞即失效，嚴重影響機器使用、設(shè)備和人身安全。零件的失效形式：1）變形在外力作用下零件的尺寸和形狀會發(fā)生變化，稱為變形。零件的變形分為彈性變形和塑性變形。

彈性變形：外力撤除后能夠恢復(fù)的那部分變形。

塑性變形：外力撤除后不能夠恢復(fù)的永久變形。2）斷裂零件在外力作用下發(fā)生開裂或斷裂的現(xiàn)象。3）磨損因摩擦使零件的表面形狀、尺寸和表面質(zhì)量發(fā)生變化的現(xiàn)象。軸頸磨損P.21零件一般不允許發(fā)生塑性變形，也不允許發(fā)生過量的彈性變形。但在零件加工過程中，有時也利用塑性變形來成形或強化零件?！?-1金屬材料的損壞與塑性變形P.21§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

一、與變形相關(guān)的概念

1、載荷金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。按載荷作用性質(zhì)不同可分為三類：靜載荷：大小不變，或變化緩慢的載荷；

靜載荷

沖擊載荷

交變載荷

沖擊載荷：短時間內(nèi)以較高速度作用于機件上的載荷；

交變載荷：大小、方向（或兩都同時）隨時間周期性變化的載荷。P.21§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

一、與變形相關(guān)的概念

1、載荷

按機件受載后變形特征不同，載荷可分為：拉伸與壓縮載荷、彎曲載荷、剪切與擠壓載荷、扭轉(zhuǎn)載荷等。拉伸

扭轉(zhuǎn)剪切

彎曲P.22§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

一、與變形相關(guān)的概念

2、內(nèi)力內(nèi)力：在外力作用下桿件要發(fā)生變形，而材料內(nèi)部阻止變形的抗力，就是內(nèi)力。

內(nèi)力是由外力引起的，內(nèi)力隨外力增大而增大，消失而消失。內(nèi)力的計算是分析構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定性等問題的基礎(chǔ)。內(nèi)力F

FNP.22§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

一、與變形相關(guān)的概念

3、應(yīng)力

粗細不同的機件，在相同的外力或內(nèi)力下，發(fā)生破壞的程度是不一樣的。

應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力。

桿件的拉、壓時，應(yīng)力方向垂直于截面，稱為正應(yīng)力，用符號σ

表示。規(guī)定：應(yīng)力拉伸為正，壓縮為負。內(nèi)力F

FNP.22§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

二、金屬的變形

金屬的變形分為彈性變形和塑性變形。易拉罐的塑性變形金屬材料在外部載荷作用下，首先發(fā)生，彈性變形；載荷增加到一定值后，除了發(fā)生彈性變形外，還要發(fā)生塑性變形，即彈－塑性變形，繼續(xù)增加載荷，塑性變形也將逐漸增大，直至金屬發(fā)生斷裂。

彈性變形：去除應(yīng)力后，形變完全恢復(fù)，在彈性范圍，變形與應(yīng)力成正比。

塑性變形：去除應(yīng)力后。形變不能完全恢復(fù)，留有部分永久變形，及金屬中的部分原子。離開原平衡位置，產(chǎn)生永久位移。彈簧的彈性變形P.23§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

二、金屬的變形

金屬發(fā)生塑性變形與斷裂的方式之一是晶體層間的滑移。

晶體層間的滑移是靠一種“位錯”運動來實現(xiàn)的。閱讀材料滑移位錯運動

金屬材料的多晶體結(jié)構(gòu)，其塑性變形受到下列因素的作用。

1、晶粒位向的影響

多晶體的不同晶粒位向阻礙晶體的塑性變形。2、晶界的作用

多晶體的晶界也增大塑性變形抗力。3、晶粒大小的影響

P.24§2-1金屬材料的損壞與塑性變形

三、金屬材料的冷塑性變形與加工硬化

金屬材料在冷塑性變形中，如冷壓（拉）力加工，會發(fā)生兩種變化：晶粒伸長金屬材料在受到拉（壓）加工時，晶粒沿受力方向伸長，形成“纖維組織”，提高了該方向的強度，對于形狀彎曲的零件特別有好處。

加工硬化（形變強化）金屬材料在冷塑性變形中，晶粒內(nèi)部的位錯密度增加，晶格畸變加劇，材料表現(xiàn)出強度、硬度增加，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。加工硬化現(xiàn)象能提高材料的強度，但不利于進一步的加工。曲軸零件纖維狀晶粒電冰箱殼體力學性能的概念：力學性能是指金屬在外力作用下所表現(xiàn)出來的性能。金屬材料的力學性能指標包括：強度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強度?！?-2金屬材料的力學性P.25強度：金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。

強度的大小用應(yīng)力來表示。Pa、MPa強度的類型：根據(jù)載荷作用方式不同，強度可分為：抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度和抗扭強度等。一般情況下多以抗拉強度作為判別金屬強度高低的指標。

§2-2金屬材料的力學性能

－、強度拉伸試驗機拉伸試樣拉伸試驗：強度、塑性指標的試驗。P.25力－伸長曲線拉伸試樣的形狀一般有圓形和矩形，還分長試樣和短試樣。長試樣：L0=10d0,短試樣：L0=5d0。

2、力-伸長曲線：彈性變形階段

屈服階段強化階段縮頸階段試樣發(fā)生斷裂拉伸試樣§2-2金屬材料的力學性能

－、強度P.261、拉伸試樣：如下圖，以低碳鋼為例：3、強度指標（1）屈服強度

在拉伸試驗過程中，載荷不增加（保持恒定），試樣仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力稱為屈服強度（常用下屈服強度）。用符號表示，

計算公式：力－伸長曲線

對于無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料可用規(guī)定殘余伸長應(yīng)力表示，屈服強度

和規(guī)定殘余伸長應(yīng)力

都是衡量金屬材料塑性變形抗力的常用指標?！?-2金屬材料的力學性能

－、強度P.26

材料的屈服強度或規(guī)定殘余伸長應(yīng)力是機械零件設(shè)計的主要依據(jù)，也是評定金屬材料性能的重要指標。提示§2-2金屬的力學性能

－、強度3、強度指標（2）抗拉強度

材料在斷前所能承受的最大應(yīng)力。用符號表示，

計算公式：力－伸長曲線

注：零件在工作中所受的應(yīng)力不允許超過

否則會斷裂,它也是零件設(shè)計、選材的重要依據(jù).P.27提示

材料的和數(shù)據(jù)可在相關(guān)的材料手冊里查得，一般零件都工作在彈性變形狀態(tài)，不許材料有微小的塑性變形，更不允許零件斷裂。§2-2金屬的力學性能

二、塑性斷裂前金屬材料產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。塑性由拉伸試驗測得的。常用伸長率和斷面收率表示。

1、斷后伸長率試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比稱為伸長率。用A表示：

2、斷面收縮率試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比稱為斷面收縮率。用Z表示。

金屬材料的伸長率（A）和斷面收縮率（Z）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。力－伸長曲線P.27§2-2金屬的力學性能

二、塑性力－伸長曲線

例、有一直徑d0

=10mm，l0=100mm的低碳鋼試樣，拉伸驗時測得FS=21KN，F(xiàn)b=29KN，d1=5.65mm，l1=138mm，求：Rel、Rm、A11.3、Z。想一想

P.28§2-2金屬的力學性能

三、硬度材料抵抗局部變形特別是塑性變形壓痕或劃痕的能力稱為硬度。（是衡量材料軟硬程度的指標）根據(jù)硬度的試驗方法可以把硬度分為：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等試驗方法。

P.28小實驗

在鋼板與銅板之間放一個滾珠，然后在臺虎鉗上夾緊。在夾緊力的作用下，兩塊板料的表面會留下不同走私和深度的淺坑壓痕，你能根據(jù)壓痕的大小來產(chǎn)判斷鋼板、銅板和滾珠誰硬誰軟嗎？§2-2金屬的力學性能

三、硬度布氏硬度計1、布氏硬度

（1）布氏硬度的測試原理：用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金），以規(guī)定的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，然后用測量表面壓痕直徑來計算硬度。布氏硬度用HBS（HBW）表示，S表示淬火小鋼球、W表示硬質(zhì)合金球。當F、D一定時，布氏硬度與d有關(guān)，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。P.29§2-2金屬的力學性能

三、硬度180HB150HB100HB

布氏硬度應(yīng)用舉例

1、布氏硬度

（2）布氏硬度的表示方法

表示方法：符號HBS之前的數(shù)字為硬度值符號后面按以下順序用數(shù)字表示條件：1）球體直徑；2）試驗力；3）試驗力保持的時間（10~15s不標注）。

如：100HBS10/1000/30、530HBW5/750

應(yīng)用范圍：主要適于灰鑄鐵、有色金屬、未淬火鋼等硬度不高的材料。

特點：測量比較準確，可信度較高，應(yīng)用較廣泛。但操作較麻煩，不宜測量高硬度材料，壓痕大，不宜測量成品及薄壁件。P.29§2-2金屬的力學性能

三、硬度

2、洛氏硬度

（1）測試原理采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭，壓入金屬表面后，經(jīng)規(guī)定保持時間后即除主試驗力，以測量的壓痕深度來計算洛氏硬度值。表示符號：HR

（2）標尺及其適用范圍

每一標尺用一個字母在洛氏硬度符號HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標尺是A、B、C三種，其中HRC標尺應(yīng)用最為廣泛。見：P30表2-2

注意：不同標尺的洛氏硬度值不能直接進行比較，可查表對照。

表示方法：符號HR前面的數(shù)字表示硬度值，HR后面的字母表示不同洛氏硬度的標尺。洛氏硬度計P.30§2-2金屬的力學性能

三、硬度

2、洛氏硬度

（3）優(yōu)缺點

優(yōu)點：①操作簡單迅速，能直接從刻度盤上讀出硬度值；②壓痕小，可測成品及較薄工件；③測硬度范圍大。

缺點：數(shù)值波動大，可多測幾處取均值。洛氏硬度試驗齒面50HRC硬質(zhì)合金刀片70HRC56HRC

洛氏硬度應(yīng)用舉例P.31§2-2金屬的力學性能

三、硬度維氏硬度試驗原理與布氏硬度試驗相同。測量壓痕對角線長度，從表中查出。如：640HV30表示用294.2N試驗力，保持10S

~15S測定的維氏硬度值為640。特點：維氏硬度一個標尺從極軟到極硬一個標尺拉通，可測較薄的材料，也可測量表面滲碳、滲透層的硬度，可測定很軟到很硬的各種金屬材料的硬度、準確。但測量過程較麻煩。維氏硬度計滲碳齒輪齒面600HV薄鋼板硬度105HV

維氏硬度應(yīng)用舉例閱讀材料維氏硬度P.31§2-2金屬的力學性能

四、沖擊韌性

金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。

機械零件在工作中往往受到?jīng)_擊載荷的作用，如活塞銷、鍛錘桿等。

活塞銷空氣錘錘桿P.31

沖擊試驗

常用一次擺錘沖擊試驗（夏比擺錘）來測定金屬材料的沖擊韌性。

（1）能量守恒原理試樣被沖斷過程中吸收的能量等于擺錘沖擊試樣前后的沖擊勢能差。

（2）試樣被沖斷時所吸收的能量就是擺錘沖擊試樣所作的功，稱為沖擊吸收功。符號用AK表示。AK=G*(H

-h

)沖擊試驗示意圖§2-2金屬的力學性能

四、沖擊韌性沖擊試驗機沖擊試樣有兩種缺口：U型和V型P.31

循環(huán)（交變）應(yīng)力

疲勞現(xiàn)象

載荷的形式不僅有靜載荷、沖擊載荷,還有循環(huán)載荷（循環(huán)應(yīng)力）。常見的循環(huán)應(yīng)力是對稱循環(huán)應(yīng)力，其應(yīng)力的大小、方向都隨時間發(fā)生周期性變化的應(yīng)力

。

部分機械零件(如軸、齒輪、彈簧等)是在循環(huán)應(yīng)力作用下工作的。零件在低于材料的屈服強度的循環(huán)應(yīng)力作用下,經(jīng)過一定工作時間后會發(fā)生突然斷裂,這種現(xiàn)象稱為金屬材料的疲勞。注意：疲勞破壞不同于零件一次超載引起的強度破壞。§2-2金屬的力學性能*五、疲勞強度P.32

疲勞破壞的危害

在工作應(yīng)力低于正常值下發(fā)生突然斷裂，斷前無預(yù)兆，易造成嚴重事故。機器零件損壞中的80%是疲勞破壞。國家規(guī)定20年的轎車強制報廢，就有避免零件疲勞的原因?！?-2金屬的力學性能*五、疲勞強度P.32

金屬材料在循環(huán)應(yīng)力作用下能經(jīng)受無限多次循環(huán)而不的最大應(yīng)力值稱為金屬材料的疲勞強度，用符號R-1

表示。

疲勞強度：

對結(jié)構(gòu)鋼，疲勞強度約為其抗拉強度的二分之一。

防止零件發(fā)生疲勞破壞的措施：疲勞試驗曲線疲勞試驗機

影響疲勞強度的因素很多,在設(shè)計時在結(jié)構(gòu)上注意避免零件應(yīng)力集中；通過改善零件表面粗糙度值和表面殘余應(yīng)力狀態(tài)，減小缺口效應(yīng)，從而提高零件的疲勞強度。

例如,采用高頻淬火、化學熱處理（如滲碳等）以及各種表面復(fù)合強化工藝等都可改變零件表層的殘余應(yīng)力狀態(tài),從而提高零件的疲勞強度?！?-2金屬的力學性能*五、疲勞強度P.32疲勞試驗：§2-2金屬的力學性能*五、疲勞強度P.33閱讀材料神秘墜落的飛機

疲勞斷口疲勞斷口特征明顯，有疲勞源、疲勞裂紋擴展區(qū)（光滑、面積較大）、最后脆斷區(qū)（粗糙新斷，面積較?。?。

在第二次世界大戰(zhàn)中,英國皇家空軍駕駛戰(zhàn)機在不長的一段時間內(nèi),英國戰(zhàn)機相繼墜落,機毀人亡。英軍方對墜落飛機介入調(diào)查,最初的結(jié)論認為,德國是否發(fā)明了什么新式武器,因為在墜落飛機的殘骸上,無任何的彈痕,從而引起一片恐慌。

但隨著調(diào)查的是深入,最終結(jié)論是:這些墜落的戰(zhàn)機是由于疲勞現(xiàn)象的發(fā)生而墜毀的。也就是說,飛機發(fā)動機內(nèi)的零件出現(xiàn)了疲勞斷裂。究其原因做進一步的分析,機械零件之所以產(chǎn)生疲勞破壞,主要在由于制造這些機械零件的材料表面或內(nèi)部有缺陷,如:夾雜、劃痕、尖角等等。這些地方的局部應(yīng)力大于屈服點,在循環(huán)載荷的反復(fù)作用下,產(chǎn)生疲勞裂紋,疲勞裂紋不斷擴散,使零件的有效承載面積不斷減少,最后達到某一臨界尺寸時,而突然斷裂?！?-2金屬的力學性能P.34常用的力學性能指標及其含義§2-3金屬的物理性能與化學性能

一、物理性能P.34

物理性能物理性能是材料的固有屬性。包括：密度、溶點、導電性、導熱性、電磁、膨脹性等等。1、密度材料的密度就是指在一定的溫度下，單位體積材料的質(zhì)量。不同的材料密度不同。

當使用密度小的材料制造運動構(gòu)件時，則可以使構(gòu)件擁有輕巧、消耗能量小、提高效率的優(yōu)勢。鈦合金戰(zhàn)斗機（殲－20）大型數(shù)控立式車床§2-3金屬的物理性能與化學性能

一、物理性能P.352、溶點

熔點就是金屬材料被熔化的溫度。純金屬都有固定的熔點，一般當材料的熔點越高，其在制造高溫條件下工作的構(gòu)件越有優(yōu)勢。熔點低的材料用來制造熔絲、防火安全閥等。鎢的熔點高達3410℃。焊錫絲鎢極氬弧焊§2-3金屬的物理性能與化學性能

一、物理性能P.353、導電性

傳導電流的能力稱為導電性。金屬材料一般具有良好的導電性，導電性一般用電阻率表示。電阻率越大金屬的導電性越差。金屬的電阻率常常又會隨溫度升高而增加，從而使金屬的導電性和電阻率發(fā)生變化。電器元件熱交換器4、導熱性導熱性指金屬傳導或散熱的能力，一般用熱導率表示。金屬的熱導率越大，則金屬的導熱性越好，越適合用來制造熱交換器等傳熱設(shè)備的材料?！?-3金屬的物理性能與化學性能

一、物理性能P.365、熱膨脹性

金屬材料隨著溫度變化而膨脹、收縮的特性。例如，被焊的工件由于受熱不均勻而產(chǎn)生不均勻的熱膨脹，就會導致焊件的變形和焊接應(yīng)力。衡量熱膨脹性的指標稱為熱膨脹系數(shù)。焊接變形工件測量溫度§2-3金屬的物理性能與化學性能

一、物理性能P.36發(fā)電機轉(zhuǎn)子航海羅盤6、磁性金屬材料在磁場中被磁化或磁性強弱反應(yīng)的能力稱為磁性。金屬材料在磁場中被磁化程度的不同，可分為鐵磁材料、抗磁材料、順磁材料。鐵磁材料用于制造變壓器、電動機、測量儀表等，抗磁材料可用于制造要求避免電磁性干擾的零件和結(jié)構(gòu)材料，非金屬材料一般無磁性?！?-3金屬的物理性能與化學性能

二、化學性能P.37生銹的鐵錨不銹鋼防銹

1、耐蝕性是指金屬在其服役條件下抵抗各種化學介質(zhì)作用而不被腐蝕的能力，是金屬的重要性能之一。常見的不銹鋼，具有比其他材料在腐蝕介質(zhì)環(huán)境中更強的耐蝕性。

化學性能金屬材料的化學性能包括：耐腐蝕性、高溫抗氧化性、熱強性等等?！?-3金屬的物理性能與化學性能

二、化學性能P.37軋鋼機2、高溫抗氧化性金屬在高溫下抵抗氧化的能力，稱為高溫抗氧化性。溫度升高，金屬的抗氧化隨之降低，工件氧化現(xiàn)象越嚴重，從而使工件損耗或產(chǎn)生其他各種缺陷，應(yīng)盡可能地避免高溫或選用抗氧化鋼來制造工件?！?-4金屬材料的工藝性能P.37金屬材料的一般加工工藝過程圖：

金屬材料的一般加工工藝過程§2-4金屬材料的工藝性能P.37金屬材料的工藝性能是指制造工藝過程中材料適應(yīng)加工的性能。

包括：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理工藝性能。

各類加工工藝§2-4金屬材料的工藝性能

一、鑄造性能P.38

鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將液態(tài)金屬澆注到鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得一定形狀和性能的毛坯或零件的成形方法。鑄件的表面比較粗糙，尺寸精度不高，一般作為毛坯，需經(jīng)切削加工方能制成零件。

鑄造性：金屬在鑄造成型過程中，獲得外形準確、內(nèi)部無明顯缺陷鑄件的能力。金屬的鑄造性主要取決于金屬的流動性、收縮性和偏析傾向等。

§2-4金屬材料的工藝性能

一、鑄造性能P.38§2-4金屬材料的工藝性能

一、鑄造性能P.38

1、流動性

熔融金屬的流動能力（充滿鑄模的能力）稱為流動性。主要受金屬化學成份和澆注溫度等的影響。

流動性好則鑄件輪廓清晰，尺寸精確，外形完整。

灰鑄鐵流動性最好，鋁合金次之，鑄鋼最差。

金屬澆注時的流動性

復(fù)雜缸體鑄件§2-4金屬材料的工藝性能

一、鑄造性能P.38

2、收縮性

收縮性：鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮性。收縮性大的鑄件容易出現(xiàn)縮孔、內(nèi)應(yīng)力等缺陷。

收縮性過大影響尺寸精度。鑄鐵收縮率小，鑄鋼收縮率大。

數(shù)控車床鑄造件

鑄件縮孔缺陷§2-4金屬材料的工藝性能

一、鑄造性能P.38

3、偏析傾向

成分偏析：鑄件凝固后，內(nèi)部化學成分和組織不均勻的現(xiàn)象。

偏析嚴重時，可使鑄件各部分的力學發(fā)生產(chǎn)生較大的差異。對大型鑄件的危害更大。

砂型鑄造

鑄造性好的材料：

鑄鐵、青銅、鑄鋁合金。不易鑄造的材料：鑄鋼等?！?-4金屬材料的工藝性能

二、鍛壓性能P.38

鍛壓加工：熱鍛、冷鍛、冷沖壓加工，是用壓力機和模具使材料發(fā)生塑性變形，獲得所零件形狀尺寸的方法。

鍛壓性：用鍛壓成形的方法獲得優(yōu)良鍛件的難易程度。如低、中碳鋼鍛壓性好，合金鋼鍛壓性較差?！?-4金屬材料的工藝性能

三、焊接性能P.38

焊接性：金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性，即在一定和焊接工藝條件下警告優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。

焊接性好的材料：低碳鋼板、中碳鋼。不易焊接的材料：鋁合金、鑄鐵、高碳鋼等。焊接加工，用焊機設(shè)備對材料進行高溫熔合連接加工的方法?！?-4金屬材料的工藝性能

四、切削加工性能P.39

切削加工：在機床上用刀具對零件毛坯進行切削加工，獲得所零件形狀尺寸的方法。包括車、鉗、刨、銑、磨等等。

切削加工性好的材料：鋁合金、銅合金、鑄鐵、低中碳鋼等。不易切削的材料：不銹鋼、鈦合金。切削加工性能：金屬材料在切削加工中表現(xiàn)出來的難易程度。

切削加工性好的材料，硬度適中（不粘刀、刀具磨損?。?、有一定脆性（易斷屑）、表面加工粗糙度值小?！?-4金屬材料的工藝性能

五、熱處理性能

P.39鋼的熱處理把鋼加熱、保溫、冷卻，通過改變鋼的內(nèi)部組織，來達到改變（強化）鋼的性能的一種工藝方法。通過對鋼進行熱處理，可以對鋼進行強化或改善鋼的加工工藝性能。

熱處理性能：鋼在熱處理時，適應(yīng)熱處理加工的能力，包括：淬透性、淬硬性、變形與開裂傾向、……等性能。這些性能與鋼的含碳量、合金元素的種類及含量有很大關(guān)系。P.39閱讀材料回復(fù)與再結(jié)晶

經(jīng)過冷變形強化的金屬組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它具有自發(fā)地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)的傾向。但是在室溫下，金屬原子的活動能力很小，這種不穩(wěn)定狀態(tài)的組織能夠保持很長時間而不發(fā)生明顯的變化。只有對冷變形金屬進行加熱，增強金屬原子的活動能力，才會發(fā)生顯微組織和力學性能的變化，并逐步使冷變形金屬的內(nèi)部組織恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。

冷變形金屬加熱時發(fā)生的顯微組織變化過程包括:回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大三個階段，如圖

所示。閱讀材料回復(fù)與再結(jié)晶

回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大

將冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，使原子回復(fù)到平衡品粒大小位置，晶粒內(nèi)殘余應(yīng)力大大減少的現(xiàn)象稱為回復(fù)。回復(fù)后金屬的強度和硬度基本保持不變，但金強度塑性屬的塑性略有回升，殘余內(nèi)應(yīng)力部分消除。

例如，冷拔彈簧鋼絲溫繞制成彈簧后常進行低溫退火（加熱溫度低于再結(jié)晶溫度），消除冷卷彈簧時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

（1）回復(fù)P.39閱讀材料回復(fù)與再結(jié)晶

回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大

（2）再結(jié)晶

塑性變形后的晶粒及被拉長了的晶粒組織與力學性能的變化規(guī)律會重新生核，轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻牡容S晶粒，并且金屬的可鍛性得到恢復(fù)，這個過程稱為再結(jié)晶。再結(jié)晶是在一定的溫度范圍內(nèi)進行的，開始產(chǎn)生再結(jié)晶現(xiàn)象的最低溫度稱為再結(jié)晶溫度。

在常溫下經(jīng)過塑性變形的金屬，加熱到再結(jié)晶溫度以上，使其發(fā)生再結(jié)晶的處理過程稱為再結(jié)晶退火。再結(jié)晶退火可以消除冷變形強化現(xiàn)象，提高金屬的塑性，便于金屬進行鍛壓加工。

P.39閱讀材料回復(fù)與再結(jié)晶

回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長大（3）晶粒長大

在再結(jié)晶過程中，如果加熱溫度過高或加熱時間過長，則晶粒會明顯長大，成為粗晶組織，從而使金屬的力學性能下降，可鍛性變差。一般要防止晶粒長大。P.39閱讀材料回復(fù)與再結(jié)晶

§2-5力學性能試驗

試驗1拉伸試驗

P.41一、試驗?zāi)康?、觀察拉伸過程中的各種現(xiàn)象（屈服、強化、頸縮、斷裂）。

2、測定低碳鋼的下屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率和斷面收縮率。

3、測定鑄鐵的抗拉強度。

1、材料拉伸試驗機、刻劃機、游標卡尺。

2、標準試樣：按GB/T228.1-2010的相關(guān)規(guī)定選用如圖所示的圓形標準短試樣。試樣材料為45鋼（正火處理）、鑄鐵。試樣尺寸如圖所示。二、試驗器材§2-5力學性能試驗

試驗1拉伸試驗

P.41三、試驗步驟

具體步驟見教材表2－4。力－伸長曲線§2-5力學性能試驗

試驗1拉伸試驗

P.43四、注意事項1、測量直徑時，在各截面相互垂直的兩個方向上各測量一次并取均值。

2、測試鑄鐵試樣時，不刻標記且只記錄最大載荷Fm。五、試驗報告見表2－5試樣尺寸；

表2－6試驗數(shù)據(jù)處理?！?-5力學性能試驗

試驗2硬度試驗P.44試驗?zāi)康?、熟悉常用硬度試驗的結(jié)構(gòu)。

2、測定掌握洛氏硬度和布氏硬度的測試原理和方法。一、洛氏硬度試驗

1、試驗器材

（1）HR－150型洛氏硬度試驗機結(jié)構(gòu)

§2-5力學性能試驗

試驗2硬度試驗P.44一、洛氏硬度試驗

1、試驗器材