考点1 金属材料的力学性能《金属材料与钳工技术》山东省（春季高考）机电技术类 知识点讲解

山东省（春季高考）机电技术类 复习讲义 模块一、金属材料的力学性能 【考纲要求】 1.了解金属材料力学性能的概念。 2.了解金属材料强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度的概念。 【知识网络】 金属材料的力学性能及其指标 力学性能 概念 常用指标 测定方法 强度 金属材料抵抗永久变形和断裂的能力。 屈服强度 (1)定义：指在拉伸试验过程中拉力(或载荷)不增加(保持恒定)的情况下，拉伸试样仍然能继续伸长(变形)时的应力屈服强度分为上屈服强度(Re)和下屈服强度(Ra)，一般情况下，屈服强度指下屈服强度 (2)表达式: 屈服强度的单位：MPa 拉伸实验 抗拉强度 (1)定义：指拉伸试样拉断前所承受的最大标称拉应力，用符号 Rm表示 (2)表达式:Rₘ=Fₘ/S₀抗拉强度的单位: MPa 塑性 金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。 断后伸长率 (1)定义：拉伸试样拉断后的标距伸长与原始标距的百分比。用符号A 或A113表示 (2)表达式:A 或A11.3=(L₀-L₀)/L₀×100 式中A 或A113——断后伸长率,% L。——拉伸试样断后标距， mm L。——拉伸试样原始标距， mm 拉伸实验 断面收缩率 (1)定义：指拉伸试样拉断后颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，用符号Z表示 (2)表达式: 式中 Z——断面收缩率，% S。——拉伸试样平行长度部分的原始横截面积 mm² Su——拉伸试样断口处的最小横截面积mm²。 硬度 金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。 布氏硬度 (1)试验原理：用一定直径的硬质合金球，以匹配的试验力压入试样表面，保持规定的时间后，卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d，试验力除以压痕表面积，所得值即为布氏硬度值，符号：HBW (2)特点：测得的硬度值比较准确，数据稳定，但由于压痕较大，对金属表面的损伤较大，不宜测定太小或太薄的试样 (3)应用：用于测定原材料的硬度，如铸铁，非铁金属，经退火处理或正火处理的金属材料及其半成品 压入法 洛氏硬度 (1)HRA：压头采用120°金刚石圆锥体，适用于测试硬质合金、表面淬火钢, 有效值20~88 (2)HRB：压头采用直径为1.5875mm的球，适用于测试退火钢、非铁金属, 有效值20~100 (4)HRC：压头采用120°金刚石圆锥体，适用于一般淬火钢件，有效值20~70 (5)特点：硬度试验压痕小，对试样表面损伤小，试验操作简单，可直接从试验机上读取硬度值，但准确性不如布氏硬度高，数据重复性差 (6)应用：常用来直接检验成品或半成品零件的硬度，尤其是经过淬火处理的零件 维氏硬度 (1)试验原理与布氏硬度的测定原理相似，压头采用相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石。符号：HV (2)特点：对试样表面的质量要求高，测量效率较低 (3)应用：适用范围宽，从很软的材料到很硬的材料都可以测量，尤其适用于零件表面层硬度的测试，如化学热处理的渗层硬度测量，其测量结果精确可靠 【选择题】 1.金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为 ( ) A.塑性 B.韧性 C.硬度 D.强度 2.Ro表示的是（ ） A.屈服强度 B.疲劳强度 C.硬度 D.抗拉强度 3.在拉伸试验中，拉伸试样拉断前所能承受的最大标称应力是 ( ) A.屈服强度 B.抗拉强度 C.抗压强度 D.弯曲强度 4.钢丝绳在吊起重物时发生断裂，则说明钢丝绳的那项力学性能不够( ) A.韧性 B.塑性 C.强度 D.硬度 5.某金属的耐磨性好，说明该金属的 力学性能较好 ( ) A.强度 B.塑性 C.硬度 D.韧性 6.压入法检验成品或半成品的零件硬度，应采用的测定方法是 ( ) A.维氏硬度 B.洛氏硬度 C.布氏硬度 D.莫氏硬度 7.拉伸试验可以检测的金属材料力学性能是( ) A.硬度 B.韧性 C.塑性 D.疲劳强度 8.衡量金属材料韧性大小的指标是( ) A.在交变载荷下循环的次数 B.吸收能量 C.划痕大小 D.冲击缺口的大小 9.不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法的是( ) A.布氏硬度 B.维氏硬度 C.洛氏硬度 D.以上都可以 10.根据拉伸试验过程中，拉伸试验力和伸长量关系，画出的力-伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的( ) A.强度和硬度 B.强度和塑性 C.强度和韧性 D.塑性和韧性 11.常用的塑性判断依据是( ) A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 13.关于韧性的说法，不正确的是( ) A.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力 B.韧性的大小通常采用吸收能量K指标来衡量 C.冲床的冲头要求具有足够的强度、塑性、硬度外，还要求有足够的韧性 D.韧性好的材料容易进行锻造 14. HRC 中的C 表示的是 ( ) A.布氏硬度中的硬质合金球压头 B.洛氏硬度中的120°的金刚石圆锥体压头 C.维氏硬度中的正四棱锥体压头 D.洛氏硬度中的淬火钢球压头 15.衡量金属材料韧性大小的指标是( ) A.在交变载荷下循环的次数 B.吸收的能量 C.划痕大小 D.冲击缺口的大小 【历年真题】 1.(2018年高考)表示塑性力学性能指标的符号是( ) A. Rm B. HR C. K D. Z 2.(2021年高考题)灰铸铁毛坯件硬度的常用检测方法是 ( ) A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.莫氏硬度 【答案】 【选择题】 1. D 2.D 3. B 4. C 5. C 6. B 7. C 8. B 9.A 10. B 11. A 12. A 13. D 14. B 15. C 【历年真题】 1.解析：本题考查金属材料的力学性能。塑性力学性能指标有两个，分别为断后伸长率和断面收缩率。断后伸长率用 A 或 A11.3表示，断面收缩率用Z表示。 答案：D 2.答案 A 解析 本题考查布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度三种测试方法的应用场合。布氏硬度用于测定原材料的硬度如铸铁，非铁金属，经退火处理或正火处理的金属材料及其半成品。浮氏硬度用来检验成品或者丰成品的硬度尤其是淬火件。雄氏硬度适用范围广。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $