机械制造基础金属材料的性能
金属材料的性能【能力目标】能根据加工要求，正确地选择机械工程材料。【知识目标】了解工程材料的应用情况，熟悉机械制造常用工程材料的性能。
金属材料的性能 机械工业使用的材料可分为金属与非金属材料（工程塑料、橡胶及陶瓷等），金属材料的使用量约占90%以上。 材料的机械性能也称力学性能，指金属材料在各种不同形式的载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力，是设计机械零件时选材的重要依据。 机械性能主要有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。 金属材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能等。本任务重点介绍力学性能。
金属材料的性能一、金属材料的力学性能 零件或工具在使用过程中往往会受到不同性质的外力（或称载荷）的作用。拉力、压力、弯力、剪力、扭力等分别使金属材料产生拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转等变形，如图1-1所示。
金属材料的性能（一）强度和塑性 金属材料的这种在外力作用下抵抗变形和断裂的能力叫作强度。 根据外力性质的不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、抗扭强度等。抗拉强度应用得比较广泛（因抗拉强度都和其他强度有一定关系）。
抗拉强度是通过拉伸试验测定的。它是一定形状与尺寸的试样（见图1-2）装夹在拉力试验机上，然后逐渐施加拉力，随着拉力的增大，试样逐渐变形伸长直至拉断。在拉伸过程中试验机自动记录了每一瞬间的拉力与变形的关系曲线，即拉伸曲线。金属材料的性能
当载荷不超过Pc时，拉伸曲线中OC是直线，即变形与外力成正比，此时只产生弹性变形，就是说，外力去除变形便立即消失，试样恢复原长。所以Pc称为弹性极限载荷。金属材料的性能
当载荷增加超过Pc时，拉伸曲线出现明显弯曲，此时发生塑性变形，就是说，外力去除后试样也不会恢复原来长度（即产生永久变形）。当载荷增加到Ps时，虽然外力维持不变，但试样的变形（伸长）仍不断增加（拉伸曲线趋于水平），这种现象叫作屈服，引起试样发生屈服的载荷Ps叫作屈服载荷，S点叫作屈服点。金属材料的性能
当载荷继续增加时，变形急剧增大（拉伸曲线又再上升），在达到某一最大值Pb时，试样的局部截面产生缩颈，这时拉力减小，变形很快增大，直到试样被拉断为止。金属材料的性能
?金属材料的性能
金属材料的性能?
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金属材料的性能 断后伸长率和断面收缩率数值越大，材料的塑性越好。塑性好的材料易于进行压力加工（轧制、冲压、锻造等）、焊接，并且工艺简单，质量易保证；零件使用过程中，不会突然断裂。 塑性是金属材料很重要的性能。在静载荷作用下的机械零件，使用塑性好的材料比较安全。
金属材料的性能（二）硬度 “硬”和“软”是相对来讲的，例如，用锯锯割工件时，材料软，容易锯断，硬则不容易锯断。金属材料的这种抵抗坚硬物体压入而引起塑性变形的能力称为硬度。常用的硬度指标有以下三种：布氏硬度HBS（HBW）洛氏硬度HRC维氏硬度HV
金属材料的性能1.布氏硬度HBS（HBW） 用一定压力P(如30kN)把一定大小(通常直径D为10mm)的淬硬钢球或硬质合金球压在金属材料表面上如图1-4所示，然后根据压成的球面压痕直径d的大小就可确定布氏硬度值(一般可在硬度表上查得)。显然，金属材料越硬，压痕的直径越小，布氏硬度越大。
金属材料的性能 使用淬火钢球压头时布氏硬度值用符号“HBS”表示； 使用硬质合金球压头时，布氏硬度值用符号“HBW”表示。 布氏硬度的单位为MPa，不标单位，只写明硬度值。 布氏硬度测量主要用来测量硬度不超过HB450的较软金属材料（退火、正火、调质钢、有色金属）以及组织不均匀的铸铁的硬度。 因钢球本身存在着变形的问题，故它不适于测量HB450的金属材料的硬度。因压痕较大，不适合检查成品。
金属材料的性能2.洛氏硬度HRC HRC是洛氏硬度的一种，它的测量方法与布氏硬度相似，它所采用的压头不是淬硬钢球而是顶角为120的圆锥形金刚石，如图1-5所示，加的压力P也较小。根据压痕深度确定洛氏硬度值。该值在硬度试验机上直接读出。显然，金属越硬，压痕的深度越小，洛氏硬度就越大。
金属材料的性能 HRC用于测量HB＝230~700的金属（如淬火钢）的硬度。HRC和HBS可以查表换算，一般HB≈10HRC。 洛氏硬度测量主要优点是：快速，而且压痕小，对零件破坏性小，克服了HB的缺点； 缺点是：各国洛氏硬度标准有差别，不便于比较和使用各国数据。
金属材料的性能3.维氏硬度HV HV是采用高硬度的金刚石四角锥压头和小的载荷来测量金属的硬度。 HV的意义基本上和HBS相同，它也是表示压痕单位面积上所能抵抗的压力，因此，HV和HBS可以互相转换. 凡金属硬度在HB300以下时，HV≈HBS； 在HB300以上时，由于布氏硬度测量时钢球变形，所以H