【正文】 繼續(xù)變形，就必須不斷增加載荷。當載荷達到 ps時，在拉伸曲線上出現(xiàn)鋸齒或平臺。此時，若在 ? 作用下試樣的變形為 ac，則彈性變形和塑性變形分別為 ab和bc(如圖 1— 2所示 )。載荷在 Pe以下階段，試樣在加載時發(fā)生變形，卸載后變形能完全恢復，該階段為彈性變形階段。載荷超過戶。 P ? 圖 1— 1為退火低碳鋼拉伸曲線示意圖。試驗時在拉伸機上對圓柱試樣或板狀試樣兩端緩慢地施加載荷，使試樣受軸向拉力沿軸向伸長，一般進行到拉斷為止。用應力表示。單位面積上的內力大小稱為應力。 塑性變形 指外力去除后，不可消失的變形，也叫永久變形。因為金屬構件的承載條件一般用各種力學參量 (如應力、應變和沖擊能量等 )來表示，因此，人們便將表征金屬材料力學行為的力學參量的臨界值或規(guī)定值稱為金屬材料力學性能指標，如強度指標、塑性指標、韌性指標等等。由于載荷施加的方式多種多樣，而環(huán)境、介質的變化又十分復雜，所以金屬在這些條件下所表現(xiàn)的行為就會大不相同，致使金屬材料力學性能所研究的內容非常廣泛，它已發(fā)展成為介于金屬學和材料力學之 金屬材料的力學性能包括強度、硬度、塑性和韌性等性能。 煉鋼爐產品 根據(jù)成品鋼 脫氧程度 的不同，可分為 鎮(zhèn)靜 鋼、 半鎮(zhèn)靜 鋼和 沸騰 鋼三種。 煉鋼方法 現(xiàn)代煉鋼方法主要有轉爐煉鋼、電爐煉鋼和平爐煉鋼。 碳被氧化生成一氧化碳氣體，直接從鐵液中逸出，硅和錳被氧化生成二氧化硅和氧化錳。向鐵液中吹入純氧或加入鐵礦石，在煉鋼爐內氧與鐵發(fā)生作用使鐵被氧化。首先把生鐵熔化成液態(tài)利用 氧化 作用將碳及其它元素的含量調整到規(guī)定的范圍之內，就得到了鋼?？梢杂脕碇圃焖嘣?、渣磚等建筑材料。煤氣有很高的經濟價值。含硅量較低 (%),用于在煉鋼爐中煉鋼。 含硅量較高，用于機械制造廠生產鑄件。因次經過溶碳作用之后，生鐵以液體狀態(tài)滴入爐缸。生鐵的熔點約為 1200186。C的高溫下 會從一氧化碳和焦碳中溶入大量的碳 含碳量可達百分之四。C之間受到一氧化碳氣體和紅熱焦碳的 還原 ，形成了海棉狀鐵，這種鐵在 1000186。 鐵礦石在 570186。C以上，由于底部焦碳很厚，燃燒不完全。C1200186。爐腰和爐身中則是鐵礦石、焦碳和石灰，層層相間，一直裝到爐喉。 高爐煉鐵的爐料 高爐煉鐵的主要原料是鐵礦石、燃料和熔劑。含鐵比較多的并且具有冶煉價值的礦物稱為鐵礦石。 二 煉鐵與煉鋼 煉鐵 現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)生產生鐵的主要方法是 高爐 煉鐵。 輕 金屬 密度小于每立方厘米 。如銅、鋁和鎂等。 第一節(jié) 金屬材料及分類 1 按其最高價氧化物的顏色分 黑色 金屬 包括鐵、鉻、錳 三種 。金屬材料學基礎理論知識 金屬學基本知識 金屬是指具有良好的 導電 性和 導熱 性、有一定的 強度 和 韌性 、并具有特殊 金屬光澤的物質。金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主，其它金屬或非金屬元素為輔構成的，并具有金屬特性的工程材料，它包括 純金屬和 合金 。 有色金屬 除黑色金屬以外的其它金屬稱為有色金屬。 2 按密度大小分 重 金屬 密度大于每立方厘米 。 3按 儲量 和 價值 分 稀有 金屬和 貴重 金屬。 1煉鐵 煉鐵用的多數(shù)是鐵的氧化物。煉鐵就是從鐵礦石中提取鐵及有用元素的過程。 煉鐵示意圖 煉鐵過程 爐料從受料斗進入爐腔，高爐底部的爐缸和爐腹中裝滿焦碳。 焦碳在 1000186。C高溫下，迅速產生大量的熱，使風口附近爐腔中心溫度高達 1800186。因次，爐氣中存在大量 一氧化碳 氣體，在爐內造成了良好的 還原性氣氛 。C1200186。C1200186。因而鐵的熔點下降，于是就形成了生鐵。C。 高爐產品 鑄造生鐵 這類生鐵斷口呈暗灰色。 煉鋼生鐵 這類生鐵斷口呈暗灰色。 高爐冶煉的副產品是煤氣和爐渣。高爐爐渣主要成分是氧化鈣、二氧化硅。 2煉鋼 現(xiàn)代煉鋼方法是以生鐵為主要原料。 煉鋼過程 煉鋼 的基本過程是 氧化 。 生成的氧化鐵溶解在鐵液中，與鐵液中其 它元素產生一系列 氧化反應 。 鐵液中的含碳量降低到一定程度時，氧化即告完成鐵液煉成了鋼液。 轉爐、平爐 的主要產品是 碳素鋼 和低合金鋼， 電弧爐 的主要產品是 合金鋼 。 第二節(jié) 金屬的性能 一 金屬的物理性能和化學性能 1 金屬的物理性能 密度 熔點 熱膨脹性（線膨脹、體積膨脹） 導熱性 導電性 磁性（鐵磁性、順磁性、抗磁性） 2 金屬的化學性能 耐腐蝕性 抗氧化性 二 金屬的工藝性能 1 鑄造性 2 鍛壓性 3 焊接性 4 切削加工性 三 金屬的力學性能 ? 金屬材料的力學性能是指金屬在外加載荷 (外力或能量 )作用下或載荷與環(huán)境因素 (溫度、介質和加載速率 )聯(lián)合作用下所表現(xiàn)的行為。 ? C:\Documents and Settings\Owner\桌面 ? 金屬材料的力學性能包括 強度 、 硬度 、 塑性和 韌性 等性能。 按載荷的作用性質分為 ? 靜載荷 ? 沖擊載荷 ? 交變載荷 按載荷的作用方式分為 拉伸載荷 拉伸變形 抗拉強度 壓縮載荷 壓縮變形 抗壓強度 彎曲載荷 彎曲變形 抗彎強度 剪切載荷 剪切變形 抗剪強度 扭轉載荷 扭轉變形 抗扭強度 彈性變形 指金屬受到載荷作用時產生變形，當外力去除后，隨即消失的變形。 金屬在受到外力作用時，在材料內部會產生與外力相對抗的力，這種力稱為內力。 強度 金屬在靜載荷作用下，抵抗 塑性變形 和 斷裂 的能力。 第一節(jié) 拉伸曲線和應力應變曲線 拉伸試驗是工業(yè)上最廣泛使用的力學性能試驗方法之一。 一般試驗機都帶有自動汜錄裝置，可把作用在試樣上的力和所引起的試樣伸長自動記錄下來，繪出載荷 — 伸長曲線，稱拉伸曲線或拉伸圖。曲線的縱坐標為載荷 (P)，橫坐標是絕對伸長 (△L)，由圖可見，載荷比較小時，試樣伸長隨載荷增加成正比例增加，保持直線關系。后，拉伸曲線開始偏離直線。當載荷超過 Pe后，試樣在繼續(xù)產生彈性變形的同時，將產生塑性變形，進入彈塑性變形階段。若卸載，彈性變形 ab將恢復，塑性變形 6c被保留，使試樣的伸長只能部分地恢復，而保留一部分殘余變形OD。即載荷雖然保持不變或發(fā)生波動，而試樣繼續(xù)伸長 (變形量繼續(xù)增加 )，這種現(xiàn)象稱為屈服。 ? 隨著塑性變形增大，載荷升高。隨著伸長量的增加，試樣的變形主要集中在頸縮處而使試樣的頸縮越來越明顯。載荷達 Pk時，試樣產生斷裂。 用試樣原始橫截面積(F0)去除載荷得到應力 (ζ)，即， ζ=P／ F0。 )去除絕對伸長，得到相對伸長 (應變 c)，即 ε=△L／ L。故可由金屬材料的拉伸曲線得到材料的應力應變曲線， ? 金屬材料的拉伸曲線除了低碳鋼這種類型以外，還有其他不同類型的拉伸曲線 (圖 1— 3)。圖 1— 3(L)為脆性材料的拉伸曲線，它不僅沒有屈服現(xiàn)象，而且也沒有頸縮現(xiàn)象，最大載荷就是斷裂載荷。實驗設備一般有疲勞試驗機和游標卡尺。分散的微觀裂紋經過集結溝通將形成宏觀裂紋。已形成的宏觀裂紋逐漸緩慢地擴展，構件橫截面逐步削弱，當達到一定限度時，構件會突然斷裂。靜載下塑性性能很好的材料，當承受交變應力時，往往在應力低于屈服極限沒有明顯塑性變形的情況下，突然斷裂。 裂紋形成后，交變應力使裂紋的兩側時而張開時而閉合，相互 擠壓 反復 研磨 ，光滑區(qū) 就是這樣形成的。至于粗糙的 斷裂區(qū) ，則是最后突然 斷裂 形成的。 單晶體和多晶體 單晶體指晶體由一個晶粒組成，在晶粒內部原子的排列方向完全相同。 晶格與晶胞 為了描述晶體的結構，我們把構成晶體的原子當成一個點，再用假想的線段將這些代表原子的各點連接起來，就繪成了像圖中所表示的