1、钢铁材料的力学性能分类：钢材基础知识 序号 名 称 量的符号 单位符号 含 义一 强度 强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力1 抗拉强度 b MPa金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度PbbFo 式中 Pb试样拉断前的最大负荷（N）Fo试样原横截面积（mm 2）2 抗弯强度 bb MPa试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正压力8PL对圆试样：bbd3 8PL对矩形试样：bb2bh2 式中 P试样所承受最大集中载荷（N）L两支承点间的跨距(mm)d圆试样截面之外径(mm)b矩形截面试样之宽度(mm)h矩形截面试
2、样之宽度(mm) 3 抗压强度 bc MPa材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度PbcbcFo 式中 Pbc试样所受最大集中载荷（N ）Fo试样原横截面积（mm 2） 4 抗剪强度 r、r MPa试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均应力P双剪:r ；2FoP单剪:r ；Fo 式中 P剪切时的最大负荷（N）Fo受剪部位的横截面积（mm 2） 5 抗扭强度 b MPa指外力是扭转力的强度极限 3Mb b （适用于钢材）4Wp Mbb （适用于铸铁）Wp式中 Mb扭转力矩（Nmm）Wp扭转时试样截面的极断面系数（mm2） 6 屈服点 s MPa金属度样在拉伸过
3、程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限 Pss= Fo式中 Ps屈服载荷（ N）Fo试样原横截面积（mm2）7 屈服强度 0.2 MPa对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生 0.2%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限 P0.20.2= Fo式中 P0.2试样产生永久变形为 0.2%时的载荷（N）Fo试样原横截面积（mm2）8 持久强度 0.2/时间(h) MPa金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经 105h 后的断
4、裂强度9 蠕变强度温度 应变量/时间 MPa金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内，使试样生产一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如500 = 100MPa，1/100000 表示材料在 500温度下，105h 后应变量为 1%的蠕变强度为 100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标 二 弹性 弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性。1 弹性模量 E GPa 在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力
5、与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模数2 切变模量 G GPa 金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模量。3 弹性极限 e MPa 金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹性极限。4 比例极限 p MPa在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限Pp0.2= Fo 式中 Pp规定比例极限负荷(N)Fo试样原横截面积（mm2） 三 塑性 所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力1 伸长率 %金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距分部所增加的
6、长度与原标距长度的百分比。s 是标距为5 倍直径时的伸长率，10 是标距为 10 倍直径时的伸长率2 断面收缩率 % 金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比3 泊松比 /对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单相拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比E= - 12G 式中 E弹性模量（GPa）G切变模量（GPa） 四 韧性 所谓韧性是指金属材料在冲击力（动力载荷）的作用下而不破坏的能力1 冲击韧度 KU 或KV J/cm2冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值（KU 或 KV）作为标准的，它是采用一定尺寸和形状的标准
7、试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果，以冲断试样上所消耗的功（AKU 或 AKV）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量2 冲击吸收功 AKU 或AKV J由于 K 值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而 K 值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功 AK 作为冲击韧度的指标AKUKU = ；FAKUKV= ；F 式中 KU 夏比 U 形缺口试样冲击值（J/cm2 ） ；KV 夏比 V 形缺口试样冲击值（J/cm2 ） ；AKU 夏比 U 形缺口试样冲断时所消耗的功（J ） ；AKV 夏比 V 形缺口试样冲断时所消耗
8、的功（J） ；F 试样缺口处的横截面积（cm2） 五 疲劳金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳1 疲劳极限 -1 MPa 金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限2 疲劳强度 N MPa金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强度。此时，N 称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下，没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示六 硬度硬度就是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力。硬度不是一个单纯
9、的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标1 布氏硬度 HBS /用一定直径的球体（钢球或硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于 450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于 450HBW2 洛氏硬度HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK/用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力，测残余压痕深度增量计算的硬度值洛氏硬度试验分A、B 、 C、D、 E、F 、G、H 、K 标尺 3 维氏硬度 HV /用金刚石正四棱体压头以 49.03
10、-980.7N 的试验力压力试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测压痕对角线长度的计算的硬度值4 肖氏硬度 HSCHSD /用金刚石或钢球冲头一定高度落到试样表面，测冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符号为 HSC，指示型硬度计的硬度符号为 HSD七 减摩、耐磨性 1 摩擦因数 /相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通常把摩擦力（F ）与施加在摩擦部位的垂直载荷（N）的比值，称为摩擦因数F= N 式中：F摩擦力（N）N施加在摩擦部件上的垂直载荷（ N) 2 磨耗量 WV gcm 3试样在规定试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的重量（g）或体积（cm 3）之量，称为磨耗量（或磨损量） ，以磨去体积表示者称为体积磨耗 V3 相对耐磨系数 /在模拟耐磨试验机上，采用 65Mn（52-53HRC）作为标准试样，在相同条件下，标准试样磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之比，称为被测材料的相对耐磨系数
