易错二 金属材料力学性能指标混淆《机械基础》河北省（对口升学）机械类 易错题精讲

河北省（对口升学）《机械基础》 易错题精讲 易错点二 金属材料力学性能指标混淆 1.核心易错点说明： 对应考纲考点：熟练掌握金属材料的力学性能、工艺性能。 易错原因：五大性能指标（强度/塑性/硬度/韧性/疲劳强度）的定义、符号(//δ/ψ/HB/HRC//)、单位及测定方法交叉混淆；与的意义和工程应用区分不清；布氏硬度HB与洛氏硬度HRC的适用范围记反；冲击韧性与疲劳强度的载荷类型混淆。 2.避错总攻略： （1）抓住"静态"与"动态"的分类线索：强度与塑性（静载拉伸试验可同时获得）、硬度（静载压入法，衡量抵抗局部变形的能力）、 冲击韧性（一次冲击大能量）、疲劳强度（循环加载小能量多次累积）。 （2）明确与的根本区别：（屈服强度）是零件正常工作不允许超越的应力——塑性材料以此作为强度判据；（抗拉强度）是材料断裂前能承受的最大应力——脆性材料以此作为强度判据。低碳钢有明显的屈服阶段，铸铁无明显屈服直接断裂。 （3）硬度三种标尺对比：布氏硬度HB（压头为淬火钢球/硬质合金球，压痕大测量准确，适用于较软材料如灰铸铁、有色合金）；洛氏硬度HR（压头为金刚石圆锥，压痕小操作快，适用于淬火钢等硬材料，尤其适用于成品零件）；维氏硬度HV（适用范围最广，从极软到极硬均可）。 （4）正确理解韧性与疲劳：冲击韧性=冲击吸收功/试样截面面积，反映材料抵抗冲击载荷（高速、大能量、一次作用）的能力；疲劳强度为材料在无数次对称循环交变应力下不发生破坏的最大应力，反映抵抗交变载荷（多次、小能量、累积损伤）的能力。 → 易错示例分析题 例1 关于和的说法正确的是（ ） A. 是材料断裂时的最大应力 B. 是材料开始产生明显塑性变形时的应力 C. 塑性材料通常以作为强度判据 D. 脆性材料通常以作为强度判据 【错解】A 【错因】将（屈服强度）与（抗拉强度）的定义记反。是屈服点应力，才是断裂前最大应力。 【正解】C 【避错攻略】 （屈服强度）→ 材料开始发生明显塑性变形的应力，是绝大多数零件不可超越的“安全线”；（抗拉强度）→ 材料断裂前能承受的最大应力。塑性材料有明显屈服，以为强度指标；脆性材料无屈服，以为强度指标。 【解析】 选项A：是屈服强度，不是断裂前的最大应力，A错误。 选项B：是抗拉强度即断裂前的最大应力，B错误。 选项C：塑性材料以作为强度判据（保证不产生塑性变形），C正确。 选项D：脆性材料无屈服阶段，应以为强度判据，D错误。 例2 关于布氏硬度和洛氏硬度的说法正确的是（ ） A. 布氏硬度适用范围比洛氏硬度更广 B. 淬火钢应选用布氏硬度进行检测 C. 洛氏硬度压痕小，操作快捷，适用于较硬材料 D. 布氏硬度压痕小，适合成品零件的检测 【错解】B 【错因】混淆了布氏硬度和洛氏硬度的适用范围。淬火钢硬度高，布氏硬度的钢球压头压入困难且可能损坏压头，淬火钢需要用洛氏硬度测定。 【正解】C 【避错攻略】 布氏硬度(HB/HBW)：淬火钢球或硬质合金球做压头，压痕大、准确度高，适用于铸铁、有色合金等较软材料及毛坯件。洛氏硬度(HRC/HRA/HRB)：金刚石圆锥或钢球压头，压痕小、操作快捷，适用于淬火钢等硬材料及成品件。维氏硬度(HV)：正四棱锥金刚石，适用范围最广。 【解析】 选项A：维氏硬度HV适用范围最广，不是布氏硬度，A错误。 选项B：淬火钢硬度高，应选用洛氏硬度HRC而非布氏硬度，否则可能损坏压头，B错误。 选项C：洛氏硬度压痕小、操作快捷，是淬火钢等硬材料的首选检测方法，C正确。 选项D：布氏硬度压痕大（非压痕小），不适合成品件（会留明显压痕），D错误。 → 考点巩固训练题 1.以下力学性能指标中，在静拉伸试验中不能直接获得的是（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 冲击韧性 D. 断后伸长率δ 【答案】C 【解析】静拉伸试验可以获得、、δ、ψ等强度和塑性指标，但冲击韧性需要通过冲击试验（大能量一次作用）测得，属于动态性能指标。 2.HRC是下列哪一种硬度的表示符号。（ ） A. 布氏硬度 B. 洛氏硬度（C标尺） C. 维氏硬度 D. 肖氏硬度 【答案】B 【解析】HRC表示洛氏硬度C标尺（压头为120°金刚石圆锥），主要用于淬火钢等较硬材料。HB为布氏硬度，HV为维氏硬度，HS为肖氏硬度。 3.以下关于疲劳强度的说法正确的是（ ） A. 疲劳强度越大，材料的抗疲劳性能越好 B. 疲劳破坏是材料一次性承受大载荷导致的断裂 C. 疲劳强度是材料在静载荷下抵抗破坏的能力 D. 疲劳强度与材料的化学成分无关 【答案】A 【解析】疲劳强度是材料经受无数次对称循环交变应力而不发生破坏的最大应力，值越大抗疲劳性能越好。疲劳破坏是多次小能量累积的结果（非一次大载荷），属于动态性能。疲劳强度与材料的化学成分、组织状态及表面质量密切相关。 → 易错题通关（真题） （河北省对口升学真题）1.以下力学性能指标中，属于塑性指标的是（ ） A. B. HB C. δ D. 【答案】C 【解析】δ（断后伸长率）和ψ（断面收缩率）是塑性指标，反映材料在断裂前产生永久变形的能力。是强度指标（屈服强度），HB是硬度指标（布氏硬度），是韧性指标（冲击韧性）。 2.对铸铁材料进行强度校核时应采用的力学性能指标是（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 冲击韧性 D. 疲劳强度 【答案】B 【解析】铸铁是典型的脆性材料，拉伸时无明显屈服阶段，不能用作为强度判据，只能以（抗拉强度）作为强度指标。塑性材料（如低碳钢）才可以（屈服强度）作为判据。 3.以下关于冲击韧性的正确说法是（ ） A. 冲击韧性反映材料抵抗静载荷的能力 B. 材料温度升高，冲击韧性一定增大 C. 冲击韧性反映材料抵抗冲击载荷的能力 D. 冲击韧性是强度指标的一种 【答案】C 【解析】冲击韧性反映材料抵抗冲击载荷（高速、大能量、一次作用）的能力，是独立的力学性能指标，不属于强度指标。并非温度越高冲击韧性越大——某些钢在200-300℃区间韧性会下降（蓝脆现象）。 4.冲击韧性反映材料抵抗冲击载荷（高速、大能量、一次作用）的能力，没有单位。 【答案】× 【解析】冲击韧性用一次性摆锤冲击实验测定，用冲击功与断口面积的比值作为冲击韧性，所以冲击韧性有单位，单位是。 5.下图为某一种低碳钢的拉伸曲线，读图回答问题。 （1）图中S点对应的应力名称是 ，符号为 。 （2）图中b点对应的应力名称是 ，符号为 。 【答案】（1）屈服强度 （2） 抗拉强度 【解析】屈服强度是使材料产生屈服现象的最小应力，比弹性极限称大一点。抗拉强度是材料断裂前能承受的最大应力，在曲线的最高点。 6.某拉杆原长100mm，直径为5mm,拉断后标距长度为108mm，断口直径为4mm,求其伸长率 和断面收缩率。 【答案】伸长率 断面收缩率 【解析】断后伸长率和断面收缩率都是衡量材料塑性大小的指标。断后伸长率是试样断后标距的残余伸长与原始标距的百分比，用δ表示 ；断面收缩率是断后试样横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比，用ψ表示。 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 $