专题三 金属材料的硬度与金属材料的韧性（教案)-浙江省职教高考《金属加工基础》机工版-讲练测

专题三.金属材料的硬度与金属材料的韧性（讲义）-《金属加工基础》（机工版）专题复习讲练测 [考纲要求] 1.知晓不同硬度测试方法的原理和适用范围 2. 理解硬度和韧性的区别及其意义 3. 掌握夏比摆锤冲击试验的作用和测试过程 4. 理解冲击吸收能量与温度之间的关系 5. 能够解释材料的硬度和韧性如何影响材料的性能和应用 6. 熟悉各种硬度测试方法的优缺点及在工程材料分析中的应用 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 1.硬度是金属材料抵抗外物压入的能力。它直接反映金属材料的软硬程度，也反映金属材料的耐磨性和切削加工性。常用的硬度测试方法有布氏硬度 (HBW)、洛硬度 (HRA、HRB、HRC 等) 和维氏硬度 (HV)。 2.布氏硬度 目前，金属材料布氏硬度试验方法执行 CB/T 231.1-2009 标准布氏硬度用符号 HBW表示，本标准规定的布氏硬度试验范围上限为 650HBW。布氏硬度是用一定直径的硬质合金球，以相应的试验力压人试样表面，经规定的保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径 d (mm)，然后根据压痕直径 d 计算其硬度值的方法。布氏硬度值是用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力来表示的。 3.布氏硬度反映的硬度值比较准确，数据的重复性强。但由于其压痕较大，对金属材料表面的损伤较大，因此，不宜用来测定太小或太薄的试样。通常，布氏硬度适合于测定非铁金属、铸铁及经退火、正火、调质处理后的各类钢材。 4.洛氏硬度 目前，金属材料洛氏硬度试验方法执行 GB/T 230.1--2009 标准。洛氏硬度是以锥角为120°的金刚石圆锥体或直径为 15875mm 的球(淬火钢球或硬质合金球) 压入试样表面，根据试样残余压痕深度的增量来衡量试样硬度的大小。 5.洛氏硬度试验操作简便，压痕小，对试样表面的损伤小，硬度值可以直接从试验机上读出。但是，由于压痕小，硬度值的准确性不如布氏硬度高，数据的重复性较差。因此，在测试洛氏硬度时，需要至少测取三个不同位置的硬度值，然后计算这三处硬度的平均值作为被测材料的硬度值。洛氏硬度主要用于直接检验成品或半成品的硬度，特别适合检验经过淬火的零件。 6.维氏硬度的适用范围广，从软材料到硬材料都可以进行测量它主要用于材料研究领域，也适用于零件表面层硬度的测量，其测量结果精确、可靠。 7.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。冲击载荷比静载荷的破坏性要大得多，因此，对于承受冲击载荷的金属零件，需要对金属材料规定冲击载荷下的性能指标。 [真题练讲] 1. (2016年•河北省统一考试) 在夏比摆锤冲击试验中，如果试样的断裂形态为韧窝状断口，表示材料具有怎样的性能？ A. 高硬度 B. 高韧性 C. 高强度 D. 高延展性 正确答案：B. 高韧性 解析：韧窝状断口是表示材料具有良好韧性的一种典型断口形态。 2. (2014年•山西省统一考试) 夏比摆锤冲击试验的测试样品一般要满足什么形状要求？ A. 方形 B. 圆形 C. 锥形 D. V形 正确答案：D. V形 解析：夏比摆锤冲击试验的测试样品一般为V形，以确保在冲击试验中产生可观察的有效结果。 3. (2019年•陕西省统一考试)在金属材料的硬度测试中，硬度值的单位通常是什么？ A. N/m^2 B. kg/m^2 C. N/mm^2 D. kg/mm^2 正确答案：C. N/mm^2 解析：金属材料的硬度值通常以 N/mm^2 表示，也可简写为 MPa（兆帕）。 4. (2015年•广东省统一考试) 在金属材料的韧性测试中，通常使用哪种试验方法来评估材料的冲击韧性？ A. 夏比摆锤冲击试验 B. 维氏硬度试验 C. 洛氏硬度试验 D. 布氏硬度试验 正确答案：A. 夏比摆锤冲击试验 解析：夏比摆锤冲击试验是用来评估材料的冲击韧性的常用方法之一。 5. (2014年•上海市统一考试) 在金属材料的硬度测试中，哪种方法可以通过测量材料的弹性变形来确定硬度值？ A. 布氏硬度测试 B. 洛氏硬度测试 C. 维氏硬度测试 D. 仪器硬度测试 正确答案：D. 仪器硬度测试 解析：仪器硬度测试可以通过测量材料表面的弹性变形来确定硬度值，不需进行缺口测量。 [限时练讲] 1.在金属材料的韧性测试中，如果试样发生脆性断裂，表示材料的哪种性能存在问题？ A. 强度 B. 韧性 C. 硬度 D. 伸长率 正确答案：B. 韧性 解析：脆性断裂通常表示材料的韧性不足，容易发生脆性断裂。 2. 布氏硬度值为280 HB，通常表示材料的硬度水