碳钢的性能和选用知识点 任务二 碳钢的性能和选用【知识要点】一、碳钢性能内涵物理性能强度拉伸试验测量（也可测量弹性和刚度）使用性能 化学性能 塑性 碳钢力学性能 硬度：压入试验法测量 的性铸造性 韧性：一次冲击试验法测量 能锻压性 疲劳强度：交变载荷试验法测量 工艺性能焊接性切削加工性 二、碳钢的力学性能1．碳钢的力学性能不仅是设计零件、选用材料时的重要依据，而且也是按验收标准来鉴定材料的依据以及对产品的工艺进行质量控制的重要参数。
2．拉伸试验是在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。
利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的伸长率、弹性模量、比例极限、断面收缩率、拉伸强度和其他拉伸性能指标。
拉伸试验所使用的是静载荷，拉伸曲线分为四阶段，具体见下。
3. 强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗永久变形和断裂的能力。
开始永久变形和断裂的点的位置在：σs σb强度的两个指标：屈服点σs ，抗拉强度σb 。
4．塑性是金属材料在（静）载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。
拉伸曲线中K 点越右，塑性越好。
塑性指标：断后伸长率 、断面收缩率ψ5.硬度是金属材料在静载荷下抵抗其他更硬物质压入起表面的能力。
6.冲击韧度是金属材料在一次冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
用aK 表示，aK 值低的材料为脆性材料，aK 高的材料为韧性材料。
7.疲劳强度是金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。
三、碳钢的切削加工性1.切削加工金属材料的难易程度称切削加工性能。
2.通常是用硬度和韧性作为碳钢切削加工性能好坏的大致判断。
一般讲，金属材料的硬度愈高愈难切削，硬度虽然不高，但韧性大，切削也困难。
3．低碳钢的强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。
4．中碳钢的强度、硬度比低碳钢高，切削性能良好。
5.高碳钢的强度、硬度高，而塑性、韧性差，切削加工性差，通过退火处理改善其切削加工性。
6．易切削钢是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素的钢。
金属材料力学性能基本知识及钢材的脆化金属材料是现代工业、农业、国防以及科学技术各个领域应用最广泛的工程材料，这不仅是由于其来源丰富，生产工艺简单、成熟，而且还因为它具有优良的性能。
通常所指的金属材料性能包括以下两个方面：1.使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等），物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等），化学性能（耐蚀性、热稳定性等）。
使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和使用寿命。
2工艺性能即材料在被制成机械零件、设备、结构件的过程中适应各种冷、热加工的性能，例如锻造，焊接，热处理，压力加工，切削加工等方面的性能。
工艺性能对制造成本、生成效率、产品质量有重要影响。
1.1材料力学基本知识金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当外力达到或超过某一限度时，材料就会发生变形以至断裂。
材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。
锅炉压力容器材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等这些性能指标可以通过力学性能试验测定。
1.1. 1强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。
材料强度指标可以通过拉伸试验测出。
把一定尺寸和形状的金属试样（图1〜2）装夹在试验机上，然后对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。
根据试样在拉伸过程中承受的载荷和产生的变形量之间的关系，可绘出该金属的拉伸曲线（图1—3）。
在拉伸曲线上可以得到该材料强度性能的一些数据。
图1—3 所示的曲线，其纵坐标是载荷P（也可换算为应力d）,横坐标是伸长量AL（也可换算为应变e）。
所以曲线称为P—AL曲线或一一s曲线。
图中曲线A是低碳钢的拉伸曲线，分析曲线A,可以将拉伸过程分为四个阶段：1.弹性阶段即曲线的o-e段，在此段若加载不超过e点的应力值，卸载后试件的变形可全部消失，故e点的应力值为材料只产生弹性变形时应力的最高限，称为弹性极限，曲线的。
知识归纳整理《材料力学性能》课程期末总复习一、名词解释刚度、形变强化、弹性极限、应力腐蚀开裂、韧性、等温强度、缺口效应、磨损、腐蚀疲劳、脆性断裂、等强温度、应力松弛、Bauschinger效应、粘着磨损、缺口敏感度、冲击韧度、滞弹性、韧脆转变温度、应力腐蚀、抗拉强度、蠕变、高温疲劳、低应力脆断、氢脆、弹性变形、应力状态软性系数、应力幅、应力场强度因子、变动载荷、抗热震性、弹性比功、残余应力、比强度、高周疲劳、约比温度、滑移、应变时效、内耗、断面收缩率、腐蚀磨损二、挑选题1、Bauschinger效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限（）的现象。
A．升高B．降低C．不变D．无规律可循2、橡胶在室温下处于：（）A．硬玻璃态B．软玻璃态C．高弹态D．粘流态3、下列金属中，拉伸曲线上有明显屈服平台的是：（）A．低碳钢B．高碳钢C．白口铸铁D．陶瓷4、HBS所用压头为（）。
A．硬质合金球B．淬火钢球C．正四棱金刚石锥D．金刚石圆锥体5、对称循环交变应力的应力比r为（）。
A．-1 B．0 C．-∞D．+∞6、Griffith强度理论适用于（）。
A．金属B．陶瓷C．有机高分子D．晶须7、疲劳裂纹最易在材料的什么部位产生（）。
A．表面B．次表面C．内部D．不一定8、⊿Kth表示材料的（）。
A．断裂韧性B．疲劳裂纹扩展门槛值求知若饥，虚心若愚。
C．应力腐蚀破碎门槛值D．应力场强度因子9、拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的断面收缩率会（）。
A．越高B．越低C．不变D．无规律可循10、下述断口哪一种是延性断口（）。
A．穿晶断口B．沿晶断口C．河流花样D．韧窝断口11、与维氏硬度可以相互比较的是（）。
A．布氏硬度B．洛氏硬度C．莫氏硬度D．肖氏硬度12、为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施（）。
A．引入表面拉应力B．引入表面压应力C．引入内部压应力D．引入内部拉应力13、材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而（）。
