篇一：金属力学性能总结
金属力学性能
1、拉伸试验条件：光滑试样室温下进行的轴向加载静拉伸。
2、屈服强度：许多金属拉伸时会出现物理屈服现象，而又有许多金属没有物理屈服现象。把规定产生0.2%残余伸长所对应的应力称为屈服强度。
3、抗拉强度：是试件拉断以前的最高载荷除以试件原始横断面积，用σb表示
4、弹性模数的物理意义：（1）弹性模数是弹性应变为1时的弹性应力；（2）弹性模数实际是原子间静电引力的表征，其数值反应了原子间结合力的大小；（3）弹性模数是弹性变形时应力和应变的比值，或比例常数；
5、包申格效应：试件预加载产生微量塑性变形，然后再同向加载σe升高，反向加载时σe下降，我们把这种现象称作包申格效应。
6、弹性后效：当试件沿OA加载时，呈线性。在A点保持负荷不变，随时间延长变形在慢慢增加，产生变形AB。到B时卸曲线落到D点。这时可以看到变形OD。OD称为正弹性后效。随时间的延长，又从D慢慢回复到O,DO为反弹性后效。我们把这种与时间有关的弹性变形称为弹性后效。
7、金属在加载和卸载时应力应变曲线不重合，形成一个封闭的环，这个环叫做弹性滞后环。
8、布氏硬度计：软材料，如低碳钢、铜合金、铝合金、铸铁等。
洛氏硬度计：淬火，硬材料。
维氏硬度计：涂层，硬度梯度变化的材料。
9、金属强化方法：细晶强化，固溶强化，第二相强化，形变强化。
10、物理屈服现象：在应力—应变曲线上出现应力不增加，时而有所降低，而变形仍在继续进行的现象。产生机制详见P53。
11、形变强化的意义：
（1）形变强化可使金属机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件安全
（2）形变强化可使金属塑变均匀进行，保证冷变形工艺的顺利实现
（3）形变强化可提高金属强度，和合金化、热处理一样，也是强化金属的重要工艺手段
（4）形变强化还可降低塑性改善低碳钢的切削加工性能
12、颈缩实际过程：塑性变形→形变强化→塑性变形不停→塑性变形转移不出去→不停塑变→颈缩。
13、解理断裂特征：河流花样，解理舌，穿晶断裂。
14、光滑试件微孔断裂三个区域：纤维区，放射区，剪切唇。
15、应力场强度因子KI：表示在名义应力的作用下，含裂纹体处于弹性平衡状态时，裂纹前端附近应力场的强弱。
16、金属的断裂韧性KIC是材料常数。材料抵抗裂纹失稳扩展的的能力可用KIC来评定
17、GI：裂纹扩展单位面积由系统所提供的弹性能量叫做裂纹扩展力或称为裂纹扩展时的能量释放率，简称能量释放率。
18、格里菲斯理论优点：?与实测值相符，解决了实际强度与理论强度的巨大差异；?数学形式上简明。缺点：?未考虑塑性变形；?对于没有初始微裂纹的材料无法解释。
19、裂纹的三种扩展方式：张开型，滑开型，撕开型。
20、冷脆：钢在低温冲击时其冲击功极低，这种现象称为钢的冷脆
力学本质：温度低于Tk时，塑变强度高于正断强度，在塑变前发生正断。
物理本质：温度降低时，屈服强度提高造成的。
21、韧脆转变温度的确定：?能量准则法：以Ak值降至某一特定数值时的温度作为Tk。?断口形貌准则法：按特定断口形貌对应的温度确定Tk.
22、疲劳宏观断口分为三个区：疲劳裂纹产生区，疲劳裂纹扩展区，最后断裂区
23、疲劳线为宏观断口，疲劳辉纹
24、损伤度：设试件在循环应力σ1下的疲劳寿命为Nf1,若在该应力幅下循环n1次，则损伤度为n1D1=n1/Nf1.
25、用非发展裂纹解释过负荷损害界的产生：在疲劳极限的应力下，虽经过无限多次应力循环而未断裂，但金属内部还是存在有宏观尺寸的裂纹，只是这种裂纹在金属内部不发展，故称为“非发展裂纹”，这种裂纹在疲劳极限应力下有一临界尺寸。过载荷应力下造成的裂纹长度如果小于此临界尺寸，则此裂纹在疲劳极限应力下不会发展，即过载荷没有造成损伤。如果大于临界尺寸，则在以后的疲劳极限应力下，此裂纹将不停的发展，以致断裂，即过载荷造成了损伤。另外，在过负荷下即有裂纹向前扩展因素，又有裂纹顶端塑性区产生压应力和变形强化及时效等阻止裂纹增长因素，尤其是阻止裂纹长大到非发展裂纹尺寸，所以会产生过负荷损害界。
26、驻留滑移带：反复在原位出现，就像驻扎在那里总也不消失的滑移带称为驻留滑移带。
27、表面强化处理提高疲劳极限的原因：表面强化后不仅直接提高了表面层的强度，从而提高了疲劳极限，而且由于强化层存在，使表层产生残余压应力，降低了交变载荷下表面层的拉应力，是疲劳裂纹不易产生或扩展。
28、金属材料在应变保持一定的情况下，形变抗力在循环过程中不断增高的现象称为循环硬化；形变抗力在循环过程中
下降，即产生该应变所需应力逐渐减小的现象叫做循环软化。
29、低周疲劳：是高应力低频率低寿命的疲劳，其交变应力接近或超过材料的屈服强度，有时称之为塑性疲劳或应变疲劳。
30、应力腐蚀：由拉伸应力和腐蚀介质外加敏感的材料组织联合作用而引起的漫长而滞后的低应力脆性断裂称为应力腐蚀。
31、磨损分类：按破坏机理分为：粘着磨损、磨粒磨损，表面疲劳磨损。按机件表面磨损状态分为：连续磨损、粘着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、微动磨损、表面塑性流动。
32、接触疲劳：是滚动轴承、齿轮等一类机件的接触表面，在接触压应力的反复长期作用后所引起的一种表面疲劳剥落损坏现象。分为：麻点剥落、浅层剥落、硬化层剥落。
33、蠕变：金属在长时间的恒温、恒应力作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。
34、持久强度：高温材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的能力。
35、金属的应力松弛：在具有恒定总变形的零件中，随着时间的延长而自行减低应力的现象，称为应力松弛。
36、松弛稳定性：材料抵抗应力松弛的性能。
37、迟屈服：体心立方金属，如低碳钢等，在高加载速度之下使之处于高于屈服应力的某一应力下保持，则发现刚刚达到此应力数值的瞬间，屈服变形并不发生，而须在此应力作用下经过一定时间后才发生，这个现象称为迟屈服现象。 计算：
1、断面收缩率：ψ=
伸长率=F0?F F0lk?l0 l0
P 真实应力= 真实应变=lnL/L0 F
PL?L0条件应力= 条件应变= F0L0
2、KI=Yσ
a
篇二：金属力学性能实训报告
金 属 力 学 性 能
综
合
实
训
报
告
学院: 材料工程学院
班级： 检测1102班
姓名：孙莎莎
学号： 0103110224
指导老师：李红莉 燕样样
实训时间：2013.11.11—2013.12.6
40Cr热处理工艺与力学性能综合
【实训目的】
1.回顾及加深热处理工艺。
2.掌握金属经拉伸试验的过程及仪器操作。
3.能熟练操作金相试样切割机。
4.掌握洛氏硬度计打硬度方法。
5.熟练掌握金相试样制备过程。
6.熟悉各种热处理工艺后，材料的性能及显微组织特征。
7.组织鉴别以及照片采集。
【实训内容】
此次实训为金属力学性能综合实训，主要探讨材料经热处理后组织变化与力学性能之间的
关系，具体分四周进行。进行的项目有热处理工艺、金属静拉伸试验、金相试样的切割以及制备、给材料打硬度、材料组织变化与力学综合性能分析等；实训时采用的原材料是40Cr。实训总共分为两组进行，第一组是预先热处理为正火，第二组是预先热处理为退火。每个小组都有7个试样。这些试样分别进行不同等热处理工艺。（第一组：1个原材料，2个正火，2个正火+淬火，2个正火+淬火+高温回火，2个正火+淬火+中温回火。第二组：1个原材料，2个退火，2个退火+淬火，2个退火+淬火+高温回火，2个退火+淬火+中温回火。）
【内容导入】
金属力学性能主要研究金属在力或力和其他外界因素共同作用下所表现出的行为，诸如在不同载荷作用下所造成的弹性变形、塑性变形、断裂（脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂等）以及金属抵抗变形和断裂能力的衡量指标，如强度、硬度、塑性、韧性、断裂韧度等。根据零件后构件的服役条件，提出对制造材料的性能要求，根据成分和组织结构与力学性能的关系提出对材料的成分和组织状态的要求；根据成分和加工工艺与组织结构的关系制出冷热加工工艺，于是就形成了一个常用的思考链条:
【实训过程及分析】
※热处理工艺的制备
1.预先热处理为退火：
40Cr退火---加热到850℃装炉保温20分钟 随炉冷却
40Cr退火后淬火---加热到850℃装炉保温20分钟 油冷
40Cr退火+淬火后高温回火---加热到620℃装炉保温60分钟 空冷
40Cr退火+淬火后中温回火---加热到460℃装炉保温60分钟 空冷
2.预先热处理为正火：
40Cr正火---加热到850℃装炉保温20分钟 空冷
40Cr正火后淬火---加热到850℃装炉保温20分钟 油冷
40Cr正火+淬火后高温回火---加热到620℃装炉保温60分钟空冷
40Cr正火+淬火后中温回火---加热到460℃装炉保温60分钟空冷
T/℃
t/s
3.热处理的目的
退火：细化晶粒，降低硬度，以利于切削加工；可消除内应力，稳定尺寸，为最终热处理（淬
火·回火）做好组织上的准备
正火：A.作为预先热处理可消除中碳结构钢铸·锻·焊等热加工产生的组织缺陷、细化晶粒、均匀
化组织、消除应力，为后续热处理做准备。
B.改善切削加工性。
C.作为最终热处理，可细化晶粒，均匀化组织，由于正火冷却较快，珠光体片层较细，提高了钢的强度和硬度。
淬火：大幅度提高钢的强度很硬度。
高温回火：使钢具有一定的硬度和强度及良好的塑性、韧性的配合，即具有良好的综合力学性
能。
中温回火：能保持较高的强度和硬度外，还具有最高的弹性极限和足够的韧性。
注意事项:
1)工件应垂直淬入水中.
2)在保证所要求的硬度的条件下，工件淬火冷却介质后不可做摆动，或只作淬入方向的直线移动，以减少变形。
3)淬入水中，在水中发出嘶嘶响声后，停留4—5秒，再从水中取出工件。
4)淬火工件冷至温室应及时清洗并回火，以防工件开裂与腐蚀。
※拉伸试验-断口分析
仪器：WDW系列电子式万能拉伸试验机、游标卡尺。
试样：棒材(40Cr)
试样的选择：优先选择短比例试样（Lo≥15mm） 圆形试样
试样的构成：夹持段 过渡段 平行段
试验前的检查事项:
1.工件是否变形。
篇三：材料力学性能学习与体会
《材料的力学性能》之学习收获与体会
转眼间半个学期就将过去，而《材料的力学性能》也即将结课，跟着孙老师学习这门课，真的让我收获不少。不仅给学到了课本上的知识，还从孙老师那里了解到很多这方面的前沿科学，学到不少做人的道理等，而且还激发了我们做学问的兴趣与追求。
首先说一下本课程的学习内容。按课本的说法，分为三部分，第一部分，课本的前七章，主要阐述金属的形变和断裂过程，机制和基本理论，材料在一次静加载条件下的力学性能。在各种加载方式下，所测定的力学性能指标用于评价零件在服役过程中的抗过载实效能力和安全性。第二部分，也就是第八至第十一章，论述了疲劳、蠕变、环境效应和磨损。这是机件常见的四种失效形式。材料对这四种形式失效的抗力将决定零件的寿命。最后三章介绍了复合材料，高分子材料和陶瓷材料的力学性能。在我看来，所谓的材料力学性能主要就是说金属的弹性，塑性和强度等力学性能。而本课程的内容就是运用《金属学》的理论和知识，对《材料力学》的进一步说明，补充和扩展。通过对《材料力学》，《金属学》和本课程的学习，进一步加强对材料的力学性能的认识和理解。下面就本课程各章节学习的收获简述如下：
第一章 材料的拉伸性能
本章首先学习的就是拉伸试验，记得在学习《材料力学》时已经做过拉伸实验，但那时只知道做实验，并不太清楚其意义之所在，现在才知道拉伸试验的重要性，因为通过拉伸试验不但可以测定材料的弹性、强度、塑性、应变硬化和韧性等许多重要的力学性能指标，而且还可以预测材料的其它力学性能，如抗疲劳、断裂等性能。要想得到材料的力学性能，就必须做拉伸试验，做出材料的应力——应变曲线，通过曲线就可以比较方便地得到材料的比例极限、弹性极限、屈服极限、拉伸强度和延伸率等。应当指出，应力——应变曲线有先上升后下降的趋势是应为那是工程应力——工程应变曲线，与《材料力学》里所说的真应力——真应变曲线是有区别的，且真应力比工程应力大，真应变比工程应变小。
第二章弹性变形与塑性变形
弹性变形：金属的弹性变形可以用双原子模型加以说明，即金属原子间的结合是两原子间吸引力和排斥力相互作用的结果，但金属的实际弹性变形量与理论值相差很远。弹性常数主要就是指弹性模量E和切变模量G，影响弹性模量的内部因素有纯金属的弹性模量，合金元素与第二相的影响；外部因素有温度，加载速率和冷变形的影响。至于弹性极限与弹性比功在之前的《材料力学》中也有提及，只是在这里对弹性极限的规定和弹性比功的说明更加详细。而弹性不完善性在日常生活中也有遇见，只是在这里才知道它的理论罢了。
塑性变形：金属塑性变形的主要方式是滑移和孪生。实用金属材料的塑性变性特点有（1）各晶粒塑性变形的非同时性和不均一性，（2）各晶粒塑性变形的相互制约性与协调性。屈服强度标志着金属对起塑性变形的抗力，是重要力学性能之一。提高纯金属的屈服强度主要有增加晶体中的位错密度，细化晶粒等方法。提高合金的屈服强度主要有固溶强化，第二相强化等方法。而且屈服强度还受环境因素的影响，如温度、加载速度、应力状态的影响。本章最后还 详尽地介绍了形变强化的原理及应用，但非重点，这里就不多说了。
第三章其它静加载下的力学性能
本章主要学习了扭转、弯曲、压缩、剪切等试验方法及测定的力学性能指
标。应为相关内容已在《材料力学》里面比较详尽地介绍了，这里就不再多说了。
第四章材料的硬度
本章的内容大多也是温故之前的知识了，因为在《金属学》的课程里已经做过布氏硬度，洛氏硬度的测量实验，而在本学期的《金属冶金学》的实验课中又测了维氏硬度，至于显微硬度和肖氏硬度只能从书中了解，没有做过实验。
第五章 断裂
本章主要学习的是脆性断裂和延性断裂。脆性断裂的宏观特征，理论上讲，是断裂前不发生塑性变形。其微观机制又解理断裂和沿晶断裂，解理断口的宏观形貌是较为平坦的，发亮的结晶状断面，微观形貌有河流状花样和舌状花样。沿晶断裂是裂纹沿晶界扩展的一种脆性断裂，其形貌多呈粒状。此外还深入地分析了理论强度和脆性断裂的位错理论。延性断裂的过程是“微孔形核——微孔长大——微孔聚合”三部曲，其微观特征是韧窝形貌，断口宏观形貌大多呈纤维状。最后还学习了脆性，韧性在受温度，加载速度和微观结构影响下的转变。
第六章切口强度与切口冲击韧性
在《材料力学》，《机械设计》等课程里总有关于应力集中的问题，学完此章才有跟深刻的理解，甚至还学到了应变集中与局部应变的计算。而且通过对切口裂纹的分析，根据切口根部裂纹形成准则可以估算切口强度，评估切口敏感度。在实验课里做了切口冲击韧性测定实验，加深了对切口冲击韧性的意义及应用的理解和记忆。最后一节的低温脆性的学习也让我们从理论的高度理解这些常识性的问题。
第七章断裂韧性
本章扼要介绍裂纹应力分析，裂纹扩展的物理过程，断裂韧性的物理意义、测定及实用意义以及提高材料的断裂韧性途径等。而本章的重点不过就是5个应力强度因子，他们反映了裂纹尖端区域应力场的强度。
第八章金属的疲劳
关于金属的疲劳在《机械设计》中已经学过，并且应用到机械的设计中，只是在这里介绍得更详细并加了一些新内容罢了。如疲劳失效过程和机制的阐述，还有老师强调的塑性材料疲劳断口的形貌特点的描述；增加了冲击疲劳以及延寿技术等新内容。
第九章材料在高温下的力学性能
本章主要学习高温蠕变现象，蠕变抗力和持久强(转载自：www.xiaocaOfaNWen.com 小草 范 文 网:金属力学性能培训心得体会)度，蠕变损伤和断裂机制，应力松弛、高温疲劳以及疲劳和蠕变的交互作用等；同时，还讨论改善高温力学性能的途径，而本章的科学前沿就是高温合金。
第十章环境介质作用下金属的力学性能
本章学习了材料的应力腐蚀断裂，氢脆和腐蚀疲劳的特征、评定指标及破坏机理，介绍提高材料环境敏感断裂抗力的途径以及防止环境敏感断裂的措施。 第十一章金属的磨损与接触疲劳
关于金属磨损和接触疲劳，在《机械设计》中特别是齿轮失效中已略有介绍，而在这里更加深入地学习研究磨损和接触疲劳的机制及影响因素，以便提高零件的耐磨性，延长使用寿命。
剩下的几章教学提纲没有要求，老师也没有讲，但我认为作为材料类的学生有必要看一下，虽然有些理论没有完全弄懂，但一些重要概念还是要知道的，而且复合材料，高分子材料，陶瓷材料都是很有发展前途的材料，也有助于了解比较先进的科学。
以上就是我的学习总结，也许不是很全面，没有把每章的引言部分抄下来，但却都是我所学到的。
通过这门课的学习，让我对材料的力学性能有了更深刻的了解，而且会用理论知识去解释一些表面的力学现象。虽然这是一门考查课，但我还是很重视的，刚开始基本都是按考试课的方法去学习，而且上自习的时候还经常复习，但后来感觉没必要把所有东西都记住，也就上课时专心听罢了。不过我感觉学这门课的最大收获还是遇上了孙老师，他是我在大学里遇到的少见的好老师之一，他没有完全按照课本上的内容来讲（虽然没预习有时我跟不上），而是必要的地方细讲，没必要的地方让我们自己去看，而且还补充了很多前沿的科学知识。此外他还教了我们不少做人的道理以及一些做学问的方法，总之他是大部分学生公认的好老师。