专题一 金属材料的力学性能（教案）-浙江省职教高考《金属加工基础》（机工版）专题复习讲练测

专题一.金属材料的力学性能（教案）-《金属加工基础》机工版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解应力和应变的定义和计算方式。 2.描述和解释应力-应变曲线的不同阶段（弹性阶段、屈服点、塑性阶段、断裂点）。 3.掌握弹性变形和塑性变形的基本概念及区别。 4.了解弹性模量（杨氏模量）的定义和计算方法。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、金属受力现象 金属在外力的作用下将发生变形和破坏，其一般变化过程是:弹性变形→塑性变形→断裂。弹性变形是指金属在外力的作用下改变其形状和尺寸，在外力卸除后又回复到原始形状和尺寸的特性。塑性变形是指金属在断裂前发生的不可逆的永久变形。永久变形是指金属在力的作用下产生的形状、尺寸的改变，外力去除后，不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。金属受外力作用后，导致金属内部之间相互作用的力，称为内力。单位面积上的内力称为应力/(N/mm’或 MPa)。金属的强度指标就是用应力来度量的。应变是指由外力所引起的金属原始尺寸或形状的相对变化(%)。 金属材料的力学性能是指金属材料在外力的作用下所表现出来的性能。金属材料的力学性能是评定金属材料质量的主要依据，也是零件设计和选材的主要依据。按外加载荷性质的不同(如拉伸载荷、压缩载荷、扭转载荷、冲击载荷、循环载荷等)，金属材料的力学性能指标可分为强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 二、布氏硬度 目前，金属材料布氏硬度试验方法执行 CB/T231.1-2009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，如图1-7所示。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。试验时只要测量出压痕直径d，便可通过查布氏硬度表得出 HBW 值。 三、洛氏硬度 目前，金属材料洛氏硬度试验方法执行GB/T230.1-2009标准。洛氏硬度是以锥角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.5875mm的球(淬火压头120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，如图1-8所示。卸去载荷位置终载荷位置残余压痕深度h的增量越小，金属材料的硬度越高。 [真题练讲] 1.(2017年浙江省统一考试) 在金属材料的力学性能测试中，屈服强度和抗拉强度的比值通常用于表明材料的什么性能？ A. 韧性 B. 弯曲性能 C. 塑性 D. 抗疲劳性能 答案：C 解析：屈服强度和抗拉强度的比值常用于评价材料的塑性，反映其从受拉到断裂的能力。 2.(2016年浙江省统一考试) 哪种金属在300摄氏度时会表现出“蓝脆”现象？ A. 铜 B. 铝 C. 钛 D. 钢 答案：D 解析：钢在250-300摄氏度范围内容易发生“蓝脆”现象，这是钢在加热过程中某些杂质如氮、磷、硫等作用的结果。 3.(2018年青海省统一考试) 金属材料的晶粒细化处理通常会提升哪些性能？ A. 韧性和强度 B. 导电性和导热性 C. 磁性和耐腐蚀性 D. 密度和熔点 答案：A 解析：通过晶粒细化，金属材料的韧性和强度通常都会得到提升。 4.(2017年广东省统一考试)下列哪种金属材料在高温条件下具有优良的氧化和腐蚀抗性？ A. 铬镍不锈钢 B. 高碳钢 C. 纯铝 D. 低合金钢 答案：A 解析：铬镍不锈钢因其含有高含量的铬和镍，在高温条件下具有优良的抗氧化和耐腐蚀性能。 5.(2016年浙江省统一考试)下列哪种分析技术可以用于检测金属材料的微观组织？ A. X射线衍射（XRD） B. 扫描电子显微镜（SEM） C. 红外光谱分析（IR） D. 紫外-可见光光谱分析（UV-Vis） 答案：B 解析：扫描电子显微镜（SEM）常用于观察和分析金属材料的微观组织结构。 [限时练讲] 1.从金属学的角度看，哪种热处理方法可以细化晶粒并消除铸态组织中的内应力？ A. 退火 B. 回火 C. 淬火 D. 正火 答案：D 解析：正火处理可以细化金属材料的晶粒，并消除铸态组织中的内应力，从而改善材料的性能。 2. 高碳钢在淬火后通常需要经过哪种处理以减小内应力并提高韧性？ A. 退火 B. 回火 C. 正火 D. 冷处理 答案：B 解析：高碳钢在淬火后通常需要经过回火处理，以减小内应力并提高韧性。 3. 金属材料在时效过程中发生哪种变化？ A. 热膨胀 B. 正常服役性能降低 C. 微观结构和性能变化 D. 电导率减小 答案：C 解析：时效是指金属材料在一定温度下，随时间发生的微观组织和性能的变化，有时旨在提高强度。 4. 对于具有面心立方结构的金属，其在塑性变形过程中最常见的滑移系是？ A. 锥形滑移系