2、力——伸长曲线（拉伸图）
图1—2是低碳钢的拉伸图，纵坐标表示力F，单位N；横坐标表示伸长量△L，单位为mm。
（1）oe：弹性变形阶段： 试样变形完全是弹性的，这种随载荷的存在而产生，随载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。 （2）es：屈服阶段：
不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。在载荷不增加或略有减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫做屈服。屈服后，材料开始出现明显的塑性变形。Fs称为屈服载荷 （3）sb：强化阶段：
随塑性变形增大，试样变形抗力也逐渐增加，这种现象称为形变强化（或称加工硬化）。 Fb：试样拉伸的最大载荷。
（4）bz：缩颈阶段（局部塑性变形阶段）
当载荷达到最大值Fb后，试样的直径发生局部收缩，称为“缩颈”。
工程上使用的金属材料，多数没有明显的屈服现象，有些脆性材料，不但没有屈服现象，而且也不产生“缩颈”。如铸铁等。图1—3为铸铁的拉伸图。P15
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3、强度指标： （1）屈服点：
在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。 用符号σs表示 ，计算公式：σs=Fs/So
对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示， 计算公式：σ0.2=F0.2/So
屈服点σs和规定残余伸长应力σ0.2都是衡量金属材料塑性变形抗力的指标。 材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据，也是评定金属材料性能的重要指标。
（2）抗拉强度
材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度，用符号σb表示。 计算公式为：σb=Fb/So
式中：σb：抗拉强度 ，单位：N/㎡ Fb：试样承受的最大载荷， 单位： N So：试样原始横截面积 单位： mm2
零件在工作中所承受的应力，不于允许超过抗拉强度，否则会产生断裂。 F：小结 1、强度 2、变形阶段
G：布置作业 P16 5、6
第四教案
A：课题：金属的力学性能 B：课型：新课
C：教学目的与要求
1、掌握抗拉强度概念、塑性概念及伸长率，断面收缩率的概念及计算方法。 2、掌握布氏硬度概念、硬度测试及表示的方法点。 D：教学重点与难点
1、掌握抗拉强度概念、塑性概念及伸长率，断面收缩率的概念及计算方法。 2、掌握布氏硬度概念、硬度测试及表示的方法点。
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E：教学过程 二、塑性：
断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性由拉伸试验测得的。常用伸长率和断面收率表示。 1、伸长率：
试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。用δ表示： 计算公式：δ=(L1—L0)/L0 ×100% 式中：δ—伸长率，%
L1—试样拉断后的标距，mm L0—试样的原始标距，mm 2、断面收缩率：
试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。 用ψ表示 ψ=(SO-S1)/SO ×100% 式中：ψ—断面收缩率，%
SO—试样的原始横截面积，mm2
S1—试样拉断处的最小横截面积，mm2
金属材料的伸长率（δ）和断面收缩率（ψ）数值越大，表示材料的塑性越好。
例、有一直径dO=10mm，Lo=100mm的低碳钢试样，拉伸验时测得FS=21KN，Fb=29KN，d1=5.65mm，L1=138mm，求：σs、σb、δ、ψ。 解：（1）计算SO，S1
S0=πd02/4 =3.14×102/4=78.5 mm2 S1=πd12/4 =3.14×5.652/4=25 mm2 （2）计算σs、σb
σs=FS/SO=21×103/78.5 =267.5Mpa σb= Fb/SO=29×103/78.5 =369.4Mpa （3）计算δ、ψ
δ=(L1-L0)/L0×100%=(138-100)/100×100%=38% ψ=(S0-S1)/S0×100%=(78.5-25)/78.5×100%=68% 三、硬度：
材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。 1、布氏硬度：
（1）布氏硬度的测试原理：用一定直径的球体（钢球或硬质合金），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度
用HBS（HBW）表示：HBS（HBW）=0.102x2F/ΠD（D一D2一d2） 式中：HBS（HBW）—布氏硬度值 F— 试验力，N； D—球体直径mm
d—压痕平均直径，mm
当F、D一定时，布氏硬度与d有关，d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。
（2）布氏硬度的表示方法：符号HBS之前的数字为硬度值，符号后面按以下顺序用数字表示条件：1）球体直径； 2）试验力；
3）试验力保持的时间（10~15s不标注）。 F：小结
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1、塑性的定义及表示 2、硬度的定义及表示
G：布置作业： P16 7、8
第五教案
A：课题：金属的力学性能 B、课型：新课
C、教学目的与要求
1、掌握洛氏硬度测试原理表示方法。 2、掌握冲击韧性的测定方法。 3、了解维氏硬度测试原理、表示方法。 4、掌握冲击韧性的测定方法。
5、了解疲劳的概念、破坏的特征及疲劳曲线和疲劳极限。 D、教学重点与难点：
1、教学重点洛氏硬度测试原理及表示方法。
2、教学难点洛氏、维氏硬度表示方法。 3、教学重点冲击韧性的测定方法。 4、教学难点洛氏、维氏硬度表示方法 E、教学过程： 三、硬度：
例如：170HBS10/1000/30：
表示用直径10mm的钢球，在9807N（1000kgf）的试验力作用下，保持30S时测得的布氏硬度值为170。 530HBW5/750：
表示用直径5mm的硬质合金球，在7355N（750kgf）的试验力作用下，保持10~5s时测得的布氏硬度值为530。
（3）应用范围及优缺点：布氏硬度适用于测定灰铸铁、有色金属各种软钢等硬度不是很高的材料。
优点：能准确反映出金属材料的平均性能。 缺点：操作时间长，压痕测量较费时。 1、洛氏硬度 （1）测试原理：
采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后卸除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。 表示符号：HR
（2）标尺及其适用范围：
为了用一台硬度计测定从软到硬不同金属材料的硬度，可采用不同的压头和总试验力，组成15种洛氏硬度标尺，每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是A、B、C三种，其中C标尺应用最为广泛。 见表： 1-1 P19 硬度标尺 压头类型 总试验力（N） 硬度值有效范围 应用举例 8
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