金属的结构与结晶(材料第一章)

1、 金属学部分：金属学部分：主要介绍金属材料的基本现象、基本概念和材料的组织与性能的变化基本规律； 热处理部分：热处理部分：主要介绍钢的热处理原理与工艺两方面； 金属材料部分：金属材料部分：主要结合金属学与热处理基本知识； 非金属材料部分：非金属材料部分：这部分主要包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料; 材料的机械性能及机械零件的失效与选材分析部分：材料的机械性能及机械零件的失效与选材分析部分：主要介绍材料的常用机械性能指标，机械零件的失效形式、原因及分析方法；实验部分实验部分: (1) 铁碳合金平衡组织观察铁碳合金平衡组织观察; (2) 二元合金非平衡组织观二元合金非平衡组织观察；察；(3) 碳

2、钢热处理及硬度。碳钢热处理及硬度。组织架构组织架构总学时：讲课总学时：讲课28课时课时 + 实验实验4课时课时=28课时课时基本要求基本要求1. 什么是工程材料什么是工程材料2022-5-35绪 论2. 工程材料的重要性工程材料的重要性 人类生产、生活的物质基础；人类生产、生活的物质基础； 人类社会文明程度的重要标志之一人类社会文明程度的重要标志之一 ； 当代社会经济的先导，是科技进步的关键当代社会经济的先导，是科技进步的关键； 2022-5-36结 构性 能组 织 材料组织结构与性能的关系材料组织结构与性能的关系绪 论制备加工工艺 性能分类绪 论强度、硬度、塑性、韧性、蠕变和疲劳 熔点、密度

3、以及电、磁、光和热 耐腐蚀和抗老化 材料本身所具有的使用特性绪 论液固；流动性锻、拉、挤、轧、弯 ；延展性;变形抗力,变形开裂倾向可焊性热诱发组织转变经压制、烧结成固体 材料本身所具有的可加工特性绪 论 铸造绪 论 塑性加工绪 论 热处理冶炼浇铸均匀化退火锻造预备热处理机械加工最终热处理精加工稳定化处理装配材料制备和加工工序2. 材料中原子之间的键合特点 金属材料陶瓷材料高分子材料复合材料金属是具有正的电阻温度系数的物质, 通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽 金属材料陶瓷材料高分子材料复合材料金属和非金属元素间的化合物。具有很高的强度和硬度，较低的导电、导热性，延性、成型

4、性及耐冲击性都很差。极好的耐高温和耐腐蚀特性,还有一些独特的光学、电学。金属材料陶瓷材料高分子材料复合材料非金属元素构成的大分子材料。每个大分子由许多结构相同的单元相互连接而成。具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。 金属材料陶瓷材料高分子材料复合材料由两种或两种以上材料组成，其性能是单一的组成材料所不具备的。一般具有非同寻常的刚度、强度、高温性能和耐蚀性。第二章第二章 金属材料组织与性能的控制金属材料组织与性能的控制 第一章第一章 材料的结构与性能材料的结构与性能 金金锰锰铝合金铝合金铜铜钛合金钛合金不锈钢不锈钢基本概念基本概念 金属材料：金属材料：由金属元素

5、或以金属元素为主形成的具有的一类材料。1-1 材料的键合方式材料的键合方式金属键金属键金属的特征?；金属的特征金属的特征金属键模型示意图举例： (镁) Mg: 1s22s22p6 3s2 (铝) Al: 1s22s22p6 3s23p1 (锗) Ge: 1s22s22p6 3s3p3d10 金属原子外层电子排布金属原子外层电子排布最外层的电子数(价电子)很少，一般为12个，不超过3个 物质由原子组成。原子的结物质由原子组成。原子的结合方式和排列方式决定了物合方式和排列方式决定了物质的性能。质的性能。 原子、离子、分子之间的结原子、离子、分子之间的结合力称为合力称为结合键结合键。它们的具。它们的

6、具体组合状态称为体组合状态称为结构结构。C601-2 晶体结构常识晶体结构常识l1、晶体与非晶体、晶体与非晶体l晶体晶体是指原子呈规则排列的固体。是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主常态下金属主要以晶体形式存在。要以晶体形式存在。晶体具有各向异性晶体具有各向异性。l非晶体非晶体是指原子呈无序排列的固体。是指原子呈无序排列的固体。在一定条件在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。下晶体和非晶体可互相转化。l 晶格：晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。的三维空间格架。直线的交点（原子直线的交点（原子中心）称结点。中心）称结点。由由结点形成的空

7、间点结点形成的空间点的阵列称空间点阵的阵列称空间点阵(晶格晶格)l 晶胞：晶胞：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。l 晶系：晶系：l根据晶胞参数不同，将晶体分为七种晶系。根据晶胞参数不同，将晶体分为七种晶系。l90%以上的金属具有立方晶系和六方晶系。以上的金属具有立方晶系和六方晶系。l立方晶系：立方晶系：a=b=c， = = =90 l六方晶系六方晶系：a1=a2=a3 c， = =90 ， =120 立方立方六方六方四方四方菱方菱方正交正交单斜单斜三斜三斜l 晶格常数：晶格常数：晶晶胞各边的尺寸胞各边的尺寸 a、b、c。l各棱间的夹角用各棱间的夹角用

8、 、 、 表示。表示。l 原子半径：原子半径：晶胞中晶胞中原子密度最大方向上相原子密度最大方向上相邻原子间距的一半。邻原子间距的一半。l 晶胞原子数：晶胞原子数：一个晶胞内一个晶胞内所包含的原子数目。所包含的原子数目。l* 配位数：配位数：晶格中与任一晶格中与任一原子距离最近且相等的原子原子距离最近且相等的原子数目。数目。l* 致密度致密度：晶胞中原子本晶胞中原子本身所占的体积百分数。身所占的体积百分数。l晶体中各方位上的晶体中各方位上的原子面称原子面称晶面。晶面。l各方向上的原子列各方向上的原子列称称晶向。晶向。l晶面指数晶面指数l表示晶面的符号称表示晶面的符号称晶面指数晶面指数。l其确定步

9、骤为：其确定步骤为：l 确定原点，建立坐标系，求出所求晶面在三个确定原点，建立坐标系，求出所求晶面在三个坐标轴上的截距。坐标轴上的截距。l 取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，加圆括弧，形式为（加圆括弧，形式为（hkl）。）。l例一例一.求截距为求截距为 、1、 晶面的指晶面的指数数 截距值取倒截距值取倒数为数为0、1、0，加圆括弧得（，加圆括弧得（010）l例二例二.求截距为求截距为2、3、 晶面的指晶面的指数数 取倒数为取倒数为1/2、1/3 、 0, 化为最小整数加圆括弧化为最小整数加圆括弧得（得（320）l例三例三.画出（画出（112）晶面）

10、晶面 取三指数的倒数取三指数的倒数1、1、1/2, 化成化成最小整数为最小整数为2、2、1，即为，即为X、Y、Z三坐标轴上的截距三坐标轴上的截距l 晶向指数晶向指数l表示晶面的符号称晶面指数。表示晶面的符号称晶面指数。其确定步骤为：其确定步骤为：l 确定原点，确定原点，建立坐标系，建立坐标系，过原点作所求过原点作所求晶向的平行线。晶向的平行线。l 求直线上任求直线上任一点的坐标值一点的坐标值并按比例化为并按比例化为最小整数，加最小整数，加方括弧。形式方括弧。形式为为uvw。2022-5-333l例一、例一、已知某过原点晶向上一点的坐标为已知某过原点晶向上一点的坐标为1、1.5、2，求该直线的晶

11、向指数。，求该直线的晶向指数。l将三坐标值化为最小整数加方括弧得将三坐标值化为最小整数加方括弧得234。l例二、例二、已知晶向指已知晶向指数为数为110, 画出该画出该晶向。晶向。l找出找出1、1、0坐标点坐标点,连接原点与该点的连接原点与该点的直线即所求晶向。直线即所求晶向。110234（110）（110）（101）（101）（011）（011）XZYl1、纯金属的晶体结构、纯金属的晶体结构l金属原子是通过正离子与自金属原子是通过正离子与自由电子的相互作用而结合的，由电子的相互作用而结合的，称为称为金属键金属键。l金属原子趋向于紧密排列。金属原子趋向于紧密排列。价电子云价电子云正离子正离子金

12、属键示意图金属键示意图l具有良好的导热性、导电性、延展性及金属光泽。具有良好的导热性、导电性、延展性及金属光泽。l常见纯金属的晶格类型有常见纯金属的晶格类型有体心立方体心立方(bcc)、面心立方面心立方(fcc)和和密排六方密排六方(hcp)晶格。晶格。1-3 金属的晶体结构与性能金属的晶体结构与性能 原子半径：原子半径：是利用晶格常数，算出晶胞中两相切原子间距离的一半； 单位晶胞原子数：单位晶胞原子数：一个晶胞所含的原子数目； 配位数：配位数：是晶体结构中任何一原子周围最近邻且等距离的原子数目，配位数越大，原子排列的越紧密； 致密度：致密度：是单位晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比，其表达式为

13、 K=nv/V；K-致密度；n-单位晶胞原子数，v-每个原子的体积，V-晶胞体积，致密度越大，原子排列越紧密; 间隙半径：间隙半径：指晶格空隙中能容纳的最大球体半径。因为相同尺寸的原子，既使按最紧密方式排也会存在空隙；描述金属晶体结构的一些重要参数描述金属晶体结构的一些重要参数 体心立方晶格体心立方晶格(bcc)体心立方晶格体心立方晶格体心立方晶格的参数体心立方晶格的参数l体心立方晶格体心立方晶格原子个数：原子个数：2配位数：配位数： 8致密度：致密度：0.68常见金属：常见金属： -Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等等晶格常数：晶格常数：a(a=b=c)ar43 原子半径：原子半径： 面心立方

14、晶格面心立方晶格(fcc)面心立方晶格面心立方晶格面心立方晶格的参数面心立方晶格的参数 a42r ：原子半径原子半径原子个数：原子个数：4配位数：配位数： 12致密度：致密度：0.74常见金属：常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等等晶格常数：晶格常数：al面心立方晶格面心立方晶格 密排六方晶格密排六方晶格密排六方晶格的参数密排六方晶格的参数*a21r ：原子半径原子半径原子个数：原子个数：6配位数：配位数： 12致密度：致密度：0.74常见金属：常见金属： Mg、Zn、 Be、Cd等等晶格常数：晶格常数：底面边长底面边长 a 和高和高 c， c/a=1.633l密排六方晶格密排六

15、方晶格(hcp)l 三种常见晶格的密排面和密排方向三种常见晶格的密排面和密排方向l单位面积晶面上的原子数称单位面积晶面上的原子数称晶面原子密度晶面原子密度。l单位长度晶向上的原子数称单位长度晶向上的原子数称晶向原子密度晶向原子密度。l原子密度最大的晶面或晶向称原子密度最大的晶面或晶向称密排面密排面或或密排方向密排方向。密排面密排面数量数量密排方向密排方向数量数量体心立方晶格体心立方晶格11064面心立方晶格面心立方晶格11146密排六方晶格密排六方晶格六方底面六方底面1底面对角线底面对角线3三种常见晶格的密三种常见晶格的密排面和密排方向排面和密排方向六方底面六方底面底面对角线底面对角线密排六方

16、晶格密排六方晶格面心立方晶格面心立方晶格体心立方晶格体心立方晶格体心立方体心立方(110)面面面心立方面心立方(111)面面密排六方底面密排六方底面l四、晶体的各向异性四、晶体的各向异性 由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度由于晶体中不同晶面和晶向上的原子密度不同，因而晶体在不同方向上的性能便有所差不同，因而晶体在不同方向上的性能便有所差异，这叫异，这叫晶体的各向异性晶体的各向异性。l变形金属晶粒尺寸约变形金属晶粒尺寸约1100 m，铸造金属可达几铸造金属可达几mm。纯铁组织纯铁组织晶粒示意图晶粒示意图l一、一、多晶体结构多晶体结构l单晶体：单晶体：其内部晶格方位完其内部晶格方位完全一致的晶体

17、。全一致的晶体。l晶粒：晶粒：实际使用的金属材料实际使用的金属材料是由许多彼此方位不同、外是由许多彼此方位不同、外形不规则的小晶体组成，这形不规则的小晶体组成，这些小晶体称为些小晶体称为晶粒晶粒。铅锭宏观组织铅锭宏观组织l晶粒越细小，晶界面积越大。晶粒越细小，晶界面积越大。l多晶体：多晶体：由多晶粒组成的晶体结构。由多晶粒组成的晶体结构。光学金相显示的纯铁晶界光学金相显示的纯铁晶界多晶体示意图多晶体示意图l二、二、 晶体缺陷晶体缺陷l晶格的不完整部位晶格的不完整部位称称晶体缺陷晶体缺陷。l实际金属中存在着实际金属中存在着大量的晶体缺陷，大量的晶体缺陷，按形状可分三类，按形状可分三类，即即点点、

18、线线、面面缺陷。缺陷。l 点缺陷点缺陷 l空间三维尺寸都很空间三维尺寸都很小的缺陷。小的缺陷。l空位空位l间隙原子间隙原子l置换原子置换原子la. 空位：空位：晶格中某些晶格中某些缺排原子的空结点。缺排原子的空结点。lb. 间隙原子：间隙原子：挤进晶挤进晶格间隙中的原子。格间隙中的原子。可可以是基体金属原子，以是基体金属原子，也可以是外来原子。也可以是外来原子。体心立方的四面体和八面体间隙体心立方的四面体和八面体间隙lc. 置换原子：置换原子：取代原来原子位置的外来原取代原来原子位置的外来原子称置换原子。子称置换原子。l点缺陷破坏了原子的平衡状点缺陷破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，称态，

19、使晶格发生扭曲，称晶晶空位空位间隙原子间隙原子小置换原子小置换原子大置换原子大置换原子格畸变格畸变。从而使强度、硬度提高，塑性、韧性下降。从而使强度、硬度提高，塑性、韧性下降。空位和间隙原子引起的晶格畸变空位和间隙原子引起的晶格畸变l 线缺陷线缺陷晶体中的位错晶体中的位错l位错：位错：晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移，滑移面上已滑移区与未滑移区的交界线称作滑移，滑移面上已滑移区与未滑移区的交界线称作位错位错。刃型位错：刃型位错：当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，该当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，该晶面象刀刃一样切

20、入晶体，这个多余原子面的边缘就是晶面象刀刃一样切入晶体，这个多余原子面的边缘就是刃型位错刃型位错。l位错密度：位错密度：单位体积内所包单位体积内所包含的位错线总长度。含的位错线总长度。 = S/V(cm/cm3或或1/cm2)l金属的位错密度为金属的位错密度为1041012/cm2l位错对性能的影响位错对性能的影响：金属的金属的塑性变形主要由位错运动引塑性变形主要由位错运动引起，因此阻碍位错运动是强起，因此阻碍位错运动是强化金属的主要途径。化金属的主要途径。l减少或增加位错密度都可以减少或增加位错密度都可以提高金属的强度。提高金属的强度。金属晶须金属晶须退火态退火态(105-108/cm2)

21、加工硬化态加工硬化态(1011-1012/cm2) 电子显微镜下的位错观察电子显微镜下的位错观察 面缺陷面缺陷晶界与亚晶界晶界与亚晶界晶界是不同位向晶粒的过度部位晶界是不同位向晶粒的过度部位，宽度为，宽度为510个原子间距，位向个原子间距，位向差一般为差一般为2040。亚晶粒亚晶粒是晶粒内部的尺寸很小是晶粒内部的尺寸很小,位向差也很小位向差也很小(10 2 )的小晶块。的小晶块。亚晶粒之间的交界面称亚晶粒之间的交界面称亚晶界亚晶界。亚晶界也可看作位错壁。亚晶界也可看作位错壁。晶界示意图亚晶界示意图亚晶组织l晶界的特点：晶界的特点： 原子排列不规则原子排列不规则。 熔点低熔点低。 耐蚀性差耐蚀性

22、差。 易产生内吸附易产生内吸附，外来原子，外来原子易在晶界偏聚。易在晶界偏聚。 阻碍位错运动阻碍位错运动，是强化部，是强化部位，因而实际使用的金属位，因而实际使用的金属力求获得细晶粒。力求获得细晶粒。 是相变的优先形核部位是相变的优先形核部位 显微组织的显示显微组织的显示l合金合金是指由两种或两种以是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特上元素组成的具有金属特性的物质。性的物质。l组成合金的元素可以全部组成合金的元素可以全部是金属，也可是金属与非是金属，也可是金属与非金属。金属。l组成合金的元素相互作用组成合金的元素相互作用可形成不同的可形成不同的相相。Al-Cu两相合金两相合金黄铜黄铜l相相

23、:是指金属或合金中凡成是指金属或合金中凡成分相同、结构相同，并与分相同、结构相同，并与其它部分有界面分开的均其它部分有界面分开的均匀组成部分。匀组成部分。l显微组织显微组织:是指在显微镜下是指在显微镜下观察到的金属中各相或各观察到的金属中各相或各晶粒的晶粒的形态、数量、大小形态、数量、大小和分布和分布的组合。的组合。l固态合金中的相分为固态合金中的相分为固溶固溶体体和和金属化合物金属化合物两类。两类。单相单相合金合金两相两相合金合金一、一、 固溶体固溶体合金中其结构与组成元素之一的晶体结构相同的固合金中其结构与组成元素之一的晶体结构相同的固 相称相称固溶体固溶体。习惯以习惯以 、 、 表示。表

24、示。l与合金晶体结构相同的元素称与合金晶体结构相同的元素称溶溶剂剂。其它元素称。其它元素称溶质溶质。l固溶体是合金的重要组成相固溶体是合金的重要组成相，实，实际合金多是单相固溶体合金或以际合金多是单相固溶体合金或以固溶体为基的合金。固溶体为基的合金。l按溶质原子所处位置分为按溶质原子所处位置分为置换固置换固溶体溶体和和间隙固溶体间隙固溶体。Cu-Ni置换固溶体置换固溶体Fe-C间隙固溶体间隙固溶体l 置换固溶体置换固溶体l溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。l溶质原子呈无序分布的称溶质原子呈无序分布的称无序固溶体，无序固溶体，呈有序分

25、布的呈有序分布的称称有序固溶体。有序固溶体。黄铜置换固溶体组织黄铜置换固溶体组织l 间隙固溶体间隙固溶体l溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。溶质原子嵌入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。l形成间隙固溶体的溶质元素是原子半径较小的非形成间隙固溶体的溶质元素是原子半径较小的非金金 属元素，如属元素，如C、N、B等，而溶剂元素一般等，而溶剂元素一般是过渡族元素。是过渡族元素。l形成间隙固溶体的一形成间隙固溶体的一般规律为般规律为r质质/r剂剂0.59。l间隙固溶体都是无序间隙固溶体都是无序固溶体。固溶体。l 固溶体的溶解度固溶体的溶解度l溶质原子在固溶体中的极限浓度。溶质原子在固溶体中的极限浓度。l

26、溶解度有一定限度的固溶体称溶解度有一定限度的固溶体称有有限固溶体限固溶体。l组成元素无限互溶的固溶体称组成元素无限互溶的固溶体称无无限固溶体限固溶体。l组成元素原子半径、电化学特性组成元素原子半径、电化学特性相近，晶格类型相同的置换固溶相近，晶格类型相同的置换固溶体，才有可能形成无限固溶体。体，才有可能形成无限固溶体。 l间隙固溶体都是有限固溶体。间隙固溶体都是有限固溶体。Cu-Ni无限固溶体无限固溶体Cu-Zn有限固溶体有限固溶体固溶体固溶体化合物化合物l 固溶体的性能固溶体的性能l随溶质含量增加随溶质含量增加, 固溶体的强度固溶体的强度、硬度增加硬度增加, 塑塑性、韧性下降性、韧性下降固溶

27、强化固溶强化。l产生固溶强化的原因是溶质原子使产生固溶强化的原因是溶质原子使晶格发生畸晶格发生畸变变及对位错的及对位错的钉扎作用钉扎作用。l与纯金属相比，固溶体的强度、硬度高，塑性、韧与纯金属相比，固溶体的强度、硬度高，塑性、韧性低。但与化合物相比，其硬度要低得多，而塑性性低。但与化合物相比，其硬度要低得多，而塑性和韧性则要高得多。和韧性则要高得多。金属化合物金属化合物l合金中其晶体结构与组成元素的晶体结构均不相同且合金中其晶体结构与组成元素的晶体结构均不相同且具有金属特性的固相称具有金属特性的固相称金属化合物金属化合物。金属化合物具有金属化合物具有较高的熔点、硬度和脆性较高的熔点、硬度和脆性

28、，并，并可用分子式表示可用分子式表示其组成。其组成。铁碳合金中的铁碳合金中的Fe3Cl当合金中出现金属化当合金中出现金属化合物时，可提高其强合物时，可提高其强度、硬度和耐磨性，度、硬度和耐磨性，但降低塑性、韧性。但降低塑性、韧性。l金属化合物也是合金金属化合物也是合金的重要组成相。的重要组成相。* 正常价化合物正常价化合物符合正符合正常原子价规律。如常原子价规律。如Mg2Si* 电子化合物电子化合物符合电子符合电子浓度规律。如浓度规律。如Cu3Sn。 电子浓度电子浓度为价电子数与原为价电子数与原子数的比值。子数的比值。 间隙化合物间隙化合物由过渡族元由过渡族元素与素与C、N、B、等小原子等小原

29、子半径的非金属元素组成。半径的非金属元素组成。Al-Mg-Si合金中的合金中的Mg2SiPbPb基轴承合金中的电子化合物基轴承合金中的电子化合物la. 间隙相：间隙相：r非非/r金金 0.59时形时形 成的具有简单晶格结构的间成的具有简单晶格结构的间隙化合物。隙化合物。如如lM4X (Fe4N)、lM2X (Fe2N、 W2C)、lMX (TiC、VC、TiN)等。等。l间隙相具有间隙相具有金属特征和极高金属特征和极高的硬度及熔点，非常稳定的硬度及熔点，非常稳定。l部分碳化物和所有氮化物属部分碳化物和所有氮化物属于间隙相。于间隙相。VC的的结结构构l如如FeB、Fe3C、Cr23C6等。等。F

30、e3C称称渗碳体，渗碳体，是钢中重要组成相，是钢中重要组成相，具有复杂斜方晶格具有复杂斜方晶格。l化合物也可溶入其它元素原子，化合物也可溶入其它元素原子，形成以化合物为基的固溶体。形成以化合物为基的固溶体。Fe3C的晶格的晶格高温合金中的高温合金中的Cr23C6l使用性能：使用性能：材料在使用过程中所表现的性能。包括力学性能、物理性能和化学性能。l工艺性能：工艺性能：材料在加工过程中所表现的性能。包括铸造、锻压、焊接、热处理和切削性能等。l金属材料的力学性能是指在承受各种外加载荷（金属材料的力学性能是指在承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、

31、交变应力等）时，对变形与断裂的抵抗能力及发生变形的能力时，对变形与断裂的抵抗能力及发生变形的能力。l常用的力学性能有：强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳极限等。l硬度：硬度：材料抵抗表面局部塑性变形的能力。材料抵抗表面局部塑性变形的能力。（一）布氏硬度（一）布氏硬度（二）洛氏硬度（二）洛氏硬度布氏硬度试验是指用一定直径的 硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的表面压痕直径计算硬度的一种压痕硬度试验。 测量比较软的材料。测量比较软的材料。测量范围测量范围 650650HBW的金的金属材料。属材料。3. 优缺点优缺点2. 应用应用 压痕大，测量准确，压

32、痕大，测量准确，但不能测量成品件。但不能测量成品件。（二）洛氏硬度（二）洛氏硬度加初载荷加初载荷加主载荷加主载荷卸除主载荷卸除主载荷读硬度值读硬度值2. 应用范围应用范围20671500N120金刚石圆锥体HRC251001000N1.588mm钢球HRB7085600N120金刚石圆锥体HRA常用洛氏硬度标度的试验范围常用洛氏硬度标度的试验范围优点：操作简便、迅速，效率优点：操作简便、迅速，效率 高，可直接测量成品件高，可直接测量成品件 及高硬度及高硬度 的材料。的材料。3. 优缺点优缺点缺点：压痕小，测量不准确，缺点：压痕小，测量不准确， 需多次测量。需多次测量。 常见的强度形式有抗拉强度、抗压强度、抗弯强常见的强度形式有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度、抗剪强度等。一般以抗拉强度作为判度、抗扭强度、抗剪强度等。一般以抗拉强度作为判别金属强度指标。别金属强度指标。l强度强度:指金属材料在静载荷的作用下抵抗变形和断指金属材料在静载荷的作用下抵抗变形和断裂的能力裂的能力 。一般钢材的屈服强度在。一般钢材的屈服强度在2001000MPa 之间。之间。2、材料的拉伸曲线、材料的拉伸曲线1 1、o