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绪论 1

第一单元　金属在单向静拉伸载荷作用下的力学性能 4

模块一　金属室温静拉伸试验 4

一、拉伸试样 4

二、拉伸试验前的准备 7

三、拉伸曲线 8

模块二　金属的弹性变形 10

一、弹性模量 10

二、弹性极限与弹性比功 12

模块三　强度指标及其测定 14

一、强度及其意义 14

二、屈服现象和屈服强度 14

三、形变强化 17

四、缩颈现象和抗拉强度 18

五、金属的强化手段 20

模块四　塑性指标及其测试 21

一、塑性 21

二、塑性指标 22

三、塑性的工程意义 23

模块五　特殊试样的拉伸试验 24

一、金属线材拉伸试验 24

二、金属管材拉伸试验 24

三、钢丝绳和钢绞线拉伸试验 25

模块六　拉伸试样断口的评价和拉伸试验结果的处理 25

一、拉伸试样断口评定 25

二、影响拉伸试验结果的因素 26

三、拉伸试验结果的修约与处理 27

四、不同国家金属拉伸试验标准的比较 28

单元小结 28

综合训练 30

第二单元 金属在其他静载荷下的力学性能 31

模块一　压缩试验 31

一、压缩试验的特点 31

二、金属室温单向压缩试验主要力学性能指标 31

三、金属室温单向压缩试验 33

模块二　金属弯曲力学性能试验 34

一、金属弯曲力学性能试验的特点 34

二、金属弯曲力学性能试验的原理及过程 35

三、金属弯曲力学性能的确定 37

模块三　金属扭转试验 38

一、金属扭转试验的特点 38

二、金属扭转试验的原理及过程 39

三、金属扭转力学性能指标 41

模块四　金属缺口试样静载荷试验 41

一、缺口效应 41

二、缺口试样静拉伸试验 43

三、缺口试样静弯试验 44

模块五　金属硬度试验 45

一、硬度及硬度试验特点 45

二、布氏硬度试验 45

三、洛氏硬度试验 47

四、维氏硬度试验 49

五、显微硬度试验 51

六、其他硬度试验 52

单元小结 54

综合训练 55

第三单元　金属在冲击载荷下的力学性能 56

模块一　冲击载荷和冲击韧性 56

一、冲击载荷 56

二、冲击韧性 57

模块二　冲击试验 57

一、冲击试样 58

二、一次摆锤冲击试验原理 58

三、一次摆锤冲击试验 60

四、小能量多次冲击试验 62

模块三　低温脆性 63

一、金属的冷脆现象 63

二、金属韧脆转变温度的测定 64

三、影响金属韧脆转变温度的因素 66

单元小结 67

综合训练 67

第四单元　金属的断裂与断裂韧度 68

模块一　金属的断裂 68

一、金属断裂的类型 68

二、金属的断裂机制 71

模块二　金属的断裂韧度 75

一、裂纹尖端的应力场 76

二、断裂韧度KIC和断裂K判据 78

三、影响断裂韧度KIC的因素 79

四、断裂韧度KIC的测试 80

五、断裂韧度KIC的应用 84

单元小结 86

综合训练 87

第五单元　金属的疲劳 88

模块一　金属疲劳现象 88

一、变动载荷和循环应力 88

二、金属疲劳概念与分类 90

三、金属疲劳断口 91

模块二　S-N曲线和疲劳极限 93

一、S-N曲线 93

二、疲劳极限 93

三、疲劳极限与抗拉强度的关系 94

四、金属疲劳试验 94

模块三　其他类型的疲劳 99

一、低周疲劳 99

二、热疲劳 100

模块四　提高疲劳极限的途径 101

一、合理进行结构设计 101

二、改善工件表面状态 102

三、表面强化 102

四、改善材料材质 103

单元小结 104

综合训练 105

第六单元 金属在环境介质作用下的力学性能 107

模块一　应力腐蚀 107

一、应力腐蚀现象 107

二、应力腐蚀的断裂特征 108

三、应力腐蚀抗力指标及测试方法 110

四、提高应力腐蚀抗力的措施 111

模块二　氢脆 112

一、氢的来源和氢脆的特点 112

二、氢脆断裂机理及防止措施 115

模块三　腐蚀疲劳 116

一、腐蚀疲劳及其基本规律 116

二、腐蚀疲劳机理及断口特征 117

三、防止腐蚀疲劳的措施 118

单元小结 119

综合训练 119

第七单元　金属的磨损 120

模块一　金属磨损的概念 120

模块二　金属的磨损类型 122

一、粘着磨损 122

二、磨料磨损 123

三、腐蚀磨损 125

四、微动磨损 126

模块三　金属的磨损试验 127

一、磨损试验种类 127

二、常用的磨损试验 128

三、磨损量测量 129

模块四　金属的接触疲劳 130

一、接触疲劳现象 130

二、接触疲劳试验 131

三、影响接触疲劳寿命的若干因素 131

单元小结 133

综合训练 134

第八单元　金属高温力学性能 135

模块一　金属的蠕变 135

一、金属材料在高温下力学性能的特点 135

二、金属蠕变现象 136

三、蠕变变形机制 137

模块二　金属高温力学性能指标 138

一、蠕变极限 138

二、持久强度极限 141

三、松弛稳定性及其指标 143

模块三　其他高温力学性能 144

一、高温短时拉伸性能 144

二、高温硬度 145

模块四 影响金属高温力学性能的因素 145

一、合金化学成分的影响 145

二、金属冶炼工艺 146

三、热处理工艺 146

四、晶粒度 146

单元小结 147

综合训练 147

第九单元　金属工艺性能试验 149

模块一　金属弯曲试验 149

一、金属弯曲试验及其工程意义 149

二、试样 150

三、试验方法 151

模块二　金属杯突试验 152

一、金属杯突试验及其工程意义 152

二、试样 153

三、试验方法 153

四、试验结果评定 154

模块三　金属顶锻试验 154

一、金属顶锻试验及其工程意义 154

二、试样 154

三、试验方法 154

模块四　金属线材扭转试验 155

一、金属线材扭转试验及其工程意义 155

二、试样 155

三、试验方法 156

模块五　金属反复弯曲试验 157

一、金属反复弯曲试验及其工程意义 157

二、试样 157

三、试验方法 157

四、试验结果评定 158

模块六　金属管工艺试验 158

一、金属管扩口试验 158

二、金属管弯曲试验 160

三、金属管压扁试验 160

单元小结 162

综合训练 162

附录 164

附录A　平面布氏硬度值计算表 164

附录B　金属力学及工艺性能试验国家标准（部分） 170

附录C　金属常温单向拉伸试验结果记录单 172

附录D　金属力学性能检测报告（示例） 173

附录E　本书主要力学性能表征指标一览表 174

参考文献 175