第二單元金屬材料的效能
一、名詞解釋
1．金屬力學效能
金屬力學效能是指金屬在力作用下所顯示的與彈性和非彈性反應相關或涉及應力──應變關係的效能，如彈性、強度、硬度、塑性、韌性等。
2．強度
強度是指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。
3．屈服強度
屈服強度是指試樣在拉伸試驗過程中力不增加(保持恆定)仍然能繼續伸長(變形)時的應力。屈服點用符號σs表示,單位為n/mm2或mpa。
4．抗拉強度
抗拉強度是指試樣拉斷前承受的最大標稱拉應力。抗拉強度用符號σb表示，單位為n/mm2或mpa。
5．斷後伸長率
試樣拉斷後的標距伸長與原始標距的百分比稱為斷後伸長率，用符號δ表示。
6．塑性
塑性是指金屬在斷裂前發生不可逆永久變形的能力。
7．衝擊韌度
akv與衝擊試樣斷口處的橫截面積s的比值稱為衝擊韌度，用αkv表示，單位是j/cm2。
8．硬度
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種效能指標，也是指金屬材料抵抗區域性變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。
9．疲勞
零件在迴圈載荷作用下，經過一定時間的工作後會發生突然斷裂的現象稱為金屬的疲勞。
10．物理效能
物理效能是指金屬在重力、電磁場、熱力（溫度）等物理因素作用下，其所表現出的效能或固有的屬性。
11．化學效能
化學效能是指金屬在室溫或高溫時抵抗各種化學介質作用所表現出來的效能，它包括耐腐蝕性、抗氧化性和化學穩定性等。
12．工藝效能
工藝效能是指金屬材料在製造機械零件或工具的過程中，適應各種冷、熱加工的效能，也就是金屬材料採用某種加工方法製成成品的難易程度。
13．磁性
金屬材料在磁場中被磁化而呈現磁性強弱的效能稱為磁性。
二、填空題
1.金屬材料的效能分為使用效能和工藝效能。
2.金屬的化學效能包括耐腐蝕性、 抗氧化性和化學穩定性等。
3.鐵和銅的密度較大，稱為重金屬；鋁的密度較小，則稱為輕金屬。
4.洛氏硬度按選用的總試驗力及壓頭型別的不同，常用的標尺有 a 、 b和 c 。
5.500hbw5/750表示用直徑為 5 mm，材質為硬質合金的壓頭，在 750 kgf( 7.355 kn)壓力下，保持 10-15 秒，測得的布氏硬度值為 500 。
6.衝擊韌度的符號是αkv ，其單位為 j/cm2。
7.填出下列力學效能指標的符號：屈服點σs、洛氏硬度a標尺 hra 、斷後伸長率δ 、斷面收縮率 ψ 、對稱彎曲疲勞強度 σ-1 。
8.根據金屬材料在磁場中受到磁化程度的不同，金屬材料可分為： 鐵磁性材料、 順磁性材料和抗磁性材料。
9.使用效能包括力學效能、 物理效能和化學效能。
10.疲勞斷裂的過程包括微裂紋形成、 裂紋擴充套件和斷裂 。
三、選擇題
1．拉伸試驗時，試樣拉斷前能承受的最大標稱應力稱為材料的 b。
a 屈服點； b 抗拉強度； c 彈性極限。
2．測定淬火鋼件的硬度，一般常選用 b來測試。
a 布氏硬度計； b 洛氏硬度計； c 維氏硬度計。
3．作疲勞試驗時，試樣承受的載荷為 c 。
a 靜載荷； b 衝擊載荷； c 迴圈載荷。
4．金屬抵抗永久變形和斷裂的能力，稱為c 。
a 硬度； b 塑性； c 強度。
5．金屬的 b 越好，則其鍛造效能越好。
a 強度； b 塑性； c 硬度。
四、判斷題
1．合金的熔點取決於它的化學成分。(對)
2．1kg鋼和1kg鋁的體積是相同的。(錯)
3．熱導性差的金屬，加熱和冷卻時會產生較大的內外溫度差，導致內外金屬不同的膨脹或收縮，產生較大的內應力，從而使金屬變形，甚至產生開裂。(對)
4．金屬的電阻率越大，電導性越好。(錯)
5．所有的金屬都具有磁性，能被磁鐵所吸引。(錯)
6．塑性變形能隨載荷的去除而消失。(錯)
7．所有金屬材料在拉伸試驗時都會出現顯著的屈服現象。(錯)
8．作布氏硬度試驗時，當試驗條件相同時，壓痕直徑越小，則材料的硬度越低。(錯)
9．洛氏硬度值是根據壓頭壓入被測材料的殘餘壓痕深度增量來確定的。(對)
10．小能量多次衝擊抗力的大小主要取決於材料的強度高低。(對)
11.在設計機械零件時，如果要求零件剛度大時，應選用具有較高彈性模量的材料（對）
五、簡答題
2.採用布氏硬度試驗測定試樣的硬度值有哪些特點?
答：布氏硬度試驗的特點是試驗時金屬材料表面壓痕大，能在較大範圍內反映被測材料的平均硬度，測得的硬度值比較準確，資料重複性強。但由於其壓痕較大，對金屬表面的損傷較大，不宜測定太小或太薄的試樣。
通常布氏硬度適合於測定有色金屬、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵及經退火、正火、調質處理後的各類鋼材。
3.有一鋼試樣，其直徑為10mm，標距長度為50mm，當拉伸力達到18840n時試樣產生屈服現象；拉伸力加至36110n時，試樣產生頸縮現象，然後被拉斷；拉斷後標距長度為73mm，斷裂處直徑為6.7mm，求試樣的σs、σb、δ和ψ。
解:由題中條件及計算公式得
σs=fs/s0=18840/（3.14×102/4）=240(n/mm2)
σb =fb/s0=36110/（3.14×102/4）=460(n/mm2)
δ=(l1-l0)/l0×100%=(73-50)/50=46%
ψ=(s0-s1)/s0×100%=/（3.14×102/4）=(100-44.89)/100=55.11%
答:試樣的σs =240(n/mm2)、σb =460(n/mm2)、δ=46%、ψ=55.11%。
第二章金屬材料及熱處理
第二章答案 1 從原子結合的觀點來看，金屬 陶瓷和高分子材料有何主要區別？在效能上有何表現？答 金屬通常通過金屬鍵相結合，因此具有良好的韌性 導電性和導熱性。陶瓷的結合鍵主要是共價鍵和離子鍵，大部分材料以離子鍵為主，所以陶瓷材料具有高的熔點和很高的硬度，但脆性很大。高分子材料的結合鍵是分子鍵，由於高...
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教案 漢壽職業技術學校 吳健教案 一 課題 金屬的物理效能 化學效能 教學目的 1 了解和掌握金屬的物理效能它所包含的內容，以及變化特性。2 了解和掌握金屬的化學效能它所包含的內容，以及變化特性。教學重點 1 物理特性 密度 熔點 導熱性 導電性 磁性 2 化學特性 耐蝕性 抗氧化性 化學穩定性 課...
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一 硬度 是指金屬表面抵抗其它更硬物體壓入的能力。hb鋼球印痕面積法 2p d d 單位面積上的力 hb 450時不能用布氏方法 不能測太薄的金屬 10h 壓坑深度 hrc測量淬火回火後的工件 120o金鋼錐 hrb測量較軟的退火件銅 鋁 1.588mm鋼球 hra測量硬度很高或硬而薄的金屬，如硬質...