机械主要性能硬度强度刚度塑性弹性冲击韧性疲劳强度断裂韧性等
什么叫材料的力学性能有哪些主要指标
材料的机械性能是什么？主要指标是什么材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。
锅炉、压力容器材料的常规力学性能主要包括：强度、硬度、塑性和韧性等。
（1）强度强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力。
强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2和抗拉强度σb，高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD。
（2）塑性塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。
塑性指标包括：伸长率δ，即试样拉断后的相对伸长量；断面收缩率ψ，即试样拉断后，拉断处横截面积的相对缩小量；冷弯（角）α，也就是说，当试样弯曲到拉伸表面上的第一条裂纹时测量的角度。
（3）韧性韧性是指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
韧性常用冲击功Ａk和冲击韧性值αk表示。
Αk值或αk值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。
而且Ａk对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
材料韧性的一个新指标是断裂韧性δ，它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。
（4）硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。
硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。
最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、维氏硬度（HV），其值表示材料表面抵抗硬物体挤压的能力。
而肖氏硬度（HS）则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。
因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
疲劳强度疲劳强度
四、硬度 硬度—金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕的 能力。 硬度直接影响到材料的耐磨性和切削加工性。 常用的硬度有： 1.布氏硬度HB 见图2-3 布氏硬度法 用钢球为压头： HBS,常用范围HBS﹤450 布氏硬度压痕大，硬度值 较稳定，测试数据重复性好， 但较费时，不宜成品检验。 图2-3 布氏硬度测试原理和方法 用硬质合金为压头： HBW表示，较少用。
产生疲劳断裂的原因：是由于材料内部的杂质、 加工过程中形成的刀痕、尺寸突变引起的应力集中等 导致微裂纹的产生。这种微裂纹随着应力循环总次数 的增加而逐渐扩展，致使零件不能承受所加载荷而突 然断裂。
§2-3金属材料的物理、化学及工艺性能
物理性能 金属材料的物理性能主要有密度、熔点、热膨胀 性、导热性、导电性和磁性等。 化学性能 金属材料的化学性能主要是指在常温或高温时， 抵抗各种介质侵蚀的能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧 化性等。 工艺性能 工艺性能是金属材料物理、化学性能和力学性能 在加工过程中的综合反映。按工艺方法的不同，可分 为铸造性、可锻性、焊接性和切削加工性等。
一、塑性
塑性：是指金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力。其表征参数为伸长 率和断面收缩率。
伸长率
l0 l1
:试样原始标距长度，mm
:试样拉断后的标距长度，mm 断面收缩率
l1 l0 100% l0
A0 A1 100% A0
A0 A1
mm :试样的原始截面积，
2
:试样拉断后，断口处截面积， mm2
二、强度 强度：是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和 断裂的能力。 用屈服强度和抗拉强度表示
屈服强度
Fs s ( MPa) A0
金属材料基础知识
1、金属材料的机械性能的含义是什么？金属及合金的机械性能是指材料的力学性能，即受外力作用时所反映出来的性能。
它是衡量金属材料的重要指标。
2、金属材料的主要机械性能指标有哪些？金属材料的主要机械性能有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性。
3、什么是弹性和韧性？金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后恢复原来的形状的性能，叫弹性；这种随着外力而消失得变形叫弹性变形，其大小与外力成正比。
金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能，叫塑性。
外力消失时留下的这部分不可恢复得变形叫塑性变形，其大小与外力不成正比。
4、什么叫应力？什么叫应变？材料受到拉伸时单位截面上的拉力叫应力，用σ表示。
材料受到拉伸时单位长度上的伸长量叫应变，用ε表示。
5、什么叫弹性极限？材料所能承受的、不产生永久变形的最大应力叫做弹性极限，用σb表示。
6、什么叫屈服极限？金属材料开始出现明显的塑性变形的应力叫做屈服极限，用示。
有些材料屈服极限很难测定，通常规定产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限，用σ0.2表示。
7、什么叫刚度？刚度用什么来衡量？金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力叫刚度。
在弹性范围内，应力与应变的比值叫做弹性模数，弹性模数越大，刚度越大。
8、什么叫强度？强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
9、表示材料强度的指标有哪些？表示材料强度的指标有：1)、屈服强度：金属材料发生屈服现象时的屈服极限。
σs=P s/F0 (Pa)P s—试样产生屈服现象时所承受的最大外力，N(牛顿)；F0—试样原来的截面积，㎡。
2）、抗拉强度：金属材料在拉断前所承受的最大应力。
以σb表示。
σb=P b/F0 (Pa) P b—试样在断裂前的最大拉力，N(牛顿)；F0—试样原来的截面积，㎡。
10、什么叫硬度？金属材料抵抗更硬的物体压入其内部的能力叫做硬度。
11、衡量材料的硬度的指标有哪些？衡量硬度的指标有：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度(HV)。
机械制造基础3_材料的力学性能指标
机械制造基础3_材料的力学性能指标材料的力学性能指标是指材料在力学加载下的表现和性能参数，用来评估材料的强度、刚度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。
以下将介绍常见的材料力学性能指标。
1.强度：材料的强度指的是其所能承受的最大应力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
屈服强度是材料在弹性阶段的抗拉、抗压应力，即在材料开始发生塑性变形之前所能承受的应力。
抗拉强度是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力，抗压强度是材料在受压过程中的最大应力。
2.刚度：材料的刚度指的是其抵抗变形的能力。
常见的刚度指标有弹性模量、切变模量等。
弹性模量是材料在弹性阶段的刚度大小，可以描述材料在拉伸或压缩时的回复能力。
切变模量是材料在剪切变形时的刚度大小，可以衡量材料的抗扭转能力。
3.韧性：材料的韧性指的是其在断裂前能够吸收的能量。
常见的韧性指标有延伸率、冲击韧性、断裂伸长率等。
延伸率表示材料在受拉时能够延长的程度，冲击韧性表示材料在受冲击载荷下的抵抗性能，断裂伸长率是材料在断裂前拉伸的长度与初始长度之比。
4.耐磨性：材料的耐磨性指的是其抗磨损能力。
常见的耐磨性指标有硬度、摩擦系数等。
硬度表示材料抵抗表面划伤、模具磨损等形变的能力，摩擦系数表示材料表面与其他物体接触时的磨擦阻力。
5.抗疲劳性：材料的抗疲劳性指的是其抵抗循环加载下疲劳破坏的能力。
常见的抗疲劳性指标有疲劳极限、疲劳寿命等。
疲劳极限是材料在疲劳加载下所能承受的最大应力，疲劳寿命表示材料在循环加载下能够承受的加载次数。
除了上述指标外，材料还有其他性能指标，如导热性能、热膨胀系数、电导率等，这些性能指标主要用于材料的特殊应用领域。
总而言之，材料的力学性能指标是评估材料力学特性的重要依据，不同的材料具有不同的力学性能指标，根据具体应用需求选择合适的材料和合适的力学性能指标是非常重要的。
工程材料力学性能要点
1.工程材料力学性能：强度、硬度、刚度、塑性、粘弹性、断裂韧性、冲击韧性、疲劳极限。
2. s:屈服强度。
0.2：试件标距范围内产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度。
ｂ：抗拉强度。
比强度：ｂ／ｐ．比刚度：Ｅ／ｐ．3.工程材料理化性能：密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性、磁学性能、光学性能、抗腐蚀性、耐磨性。
4.金属材料加工工艺性：铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性、热处理工艺性。
5.晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg。
6.材料原子排列缺陷：空位；位错；晶界。
几何特征：排列不规律、形成以塌移区、排列不规律并且存在缺陷。
7.过冷：液态金属冷却至理论结晶温度时并不能立即开始结晶，而必须冷却至T。
以下某温度T1才开始结晶的现象。
过冷度：T。
-T1.金属结晶必须存在过冷度。
8.影响晶粒大小因素：形核率、长大速度。
9.晶粒细化方法：增大过冷度、加入形核剂、机械方法。
10.晶粒大小对机械性能影响：相同材料相同变形条件下晶粒越细晶界数就越多，晶界对塑性变形抗力越大，同时晶粒的变形越均匀，致使强度、硬度越高，塑性、韧性越好。
11.铸锭组织：表面细等轴晶区、柱状晶区、中心等轴晶区。
12.铸锭缺陷：缩孔与缩松、气孔、非金属夹杂物、成分偏析。
13.加工硬化：金属在塑性变形过程中，随着变形程度增加，强度、硬度上升，塑性韧性下降的现象。
影响：加大了金属进一步变形的抗力，甚至使金属开裂，对压力加工产生不利影响。
14.奥氏体形成：A形核、Ａ长大、残余Ｆｅ３Ｃ溶解、A均匀化。
15.钢材冷却方式：（1）将奥氏体急冷到A1以下某一温度进行等温转变，再冷却到室温。
（2）将奥氏体在连续冷却条件下进行转变。
16.预先热处理目的：改善毛坯或半成品的组织性能，为最终热处理及其它终加工处理做好组织准备。
种类：退火、正火、调质。
调质：淬火+高温回火。
17.最终热处理目的：为了大幅度提高钢材性能，获得最大程度的硬化。
机械加工常用金属材料及特性如何理解强度、硬度、弹性、韧性、延展性
机械加工常用金属材料及特性如何理解强度、硬度、弹性、韧性、延展性1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。
主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。
小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。
轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2. Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。
主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。
4. HT150——灰铸铁。
应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
金属工艺学复习笔记(最新整理)
金属工艺学：是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科常用以制造金属机件的基本工艺方法：铸造压力加工，焊接，切削加工，热处理。
第一编金属材料导论合金：以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔炼，烧结或其他方法而制成的具有金属特性的材料。
金属材料主要机械性能有：弹性塑性刚度强度硬度冲击韧性疲劳度和断裂韧性弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。
弹性变形：这种随着外力消失而消失的变形，叫弹性变形，其大小与外力成正比。
塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能。
塑性变形：在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫塑性变形，其大小与外力不成正比。
σe 弹性极限材料所能承爱的不生产永久变形的最大应力σs 屈服极限出现明显塑性变形时的应力σ0.2 产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限时金属材料的塑性常用延伸率来表示δ=(l-l0)/l *100%也可用断面收缩率来表示ψ=(F0-F)/F0 *100%Δψ越大，塑性越好刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
弹性模数：在弹性范围内，应力与应变的比值。
它相当于引起单位变形时所需要的应力。
弹性模数越大，表示在一事实上应力作用下能发生的弹性变形越小。
弹性模数的大小主要决定于金属材料本身，同一类材料中弹性模数的差别不大。
弹性模数被认为是金属材料最稳定的性质之一。
强度：是金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
按作用力的不同，可以分为抗拉强度，抗压强度，抗弯强度和抗扭强度。
在工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度σs：金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦抵抗微量塑性变形的应力。
σs =P S/F0(Pa帕斯卡)抗拉强度σb：金属材料在拉断前所能随的最大应力。
σb =P b /F0(Pa帕斯卡)硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
布氏：HB圆球压头。
一般只用于测定其值小于450的材料。
硬度 强度 刚度区别
刚度、强度和硬度都是材料的力学性能（或称机械性能）指标。
弹性变形——当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
塑性变形——当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
刚度——金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度——金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度——金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
三者之间没有必然的联系，不过，硬度是一项综合力学性能指标，一般：硬度高的材料，其强度也高。
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。
这种方法称为锉试法这种方法不太科学。
用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。
常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。
硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。
硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
刚度,强度,硬度
刚度、强度和硬度都是材料的力学性能（或称机械性能）指标。
弹性变形——当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
塑性变形——当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
韧性-------金属在断裂前吸收变形能量的能力称为韧性。
toughnesstoughness is the ability of a material to absorb energy and plastically deform without fracturing..flaw tolerance刚度——金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度——金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
Strengthability to withstand an applied stress without failure硬度——金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
Stiffness or hardness or rigidStiffness is the rigidity of an object —the extent to which it resists deformation in三者之间没有必然的联系，不过，硬度是一项综合力学性能指标，一般：硬度高的材料，其强度也高。
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
工程材料与机械制造基础-第2章
图 低碳钢的σ-ε曲线
图 低碳钢的σ-ε曲线 图 铸铁的σ-ε曲线
第一阶段oe：弹性阶段。弹性极限：σe 第二阶段es：屈服阶段。屈服极限：σs 第三阶段sb：强化阶段。强度极限：σb 第四阶段bz：缩颈阶段(截面积减小,载荷下降) 。z：试样断裂。
(1)延伸率（伸长率）
L L1 L0 100%
屈服强度：
s
Ps F0
(MPa)
抗拉强度：
b
Pb F0
(MPa)
s /b
叫屈强比，一般为0.65-0.75。 屈强比越小，可靠性越高。 屈强比越大，强度利用率越高，可靠性降低。
金属材料的强度与其化学成分和工艺过程 ，尤其是热处理工艺有密切的关系。
如: (1)纯金属的抗拉强度低
纯铁为200MPa，铜为60MPa,铝为40MPa (2)铁碳合金：退火状态下
σ-1 —— 疲劳强度, MPa
δ —— 伸长率、延伸率 αK —— 冲击韧性,J/cm2
7.比较45HRC 650HBW 800HV 240HBS的大小。 答：800HV >650HBW>45HRC>240HBS
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2420 .10.24Saturday , October 24, 2020 人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 7:50:38 17:50:3 817:50 10/24/2 020 5:50:38 PM 安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2417 :50:381 7:50Oc t-2024- Oct-20 加强交通建设管理，确保工程建设质 量。17:50:3817 :50:381 7:50Saturday , October 24, 2020 安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 2420.1 0.2417:50:3817 :50:38 October 24, 2020 踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24 日下午5 时50分 20.10.2 420.10. 24 追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月24 日星期 六下午5 时50分 38秒17 :50:382 0.10.24 严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 下午5时 50分20 .10.241 7:50Oc tober 24, 2020 作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2 020年1 0月24 日星期 六5时50 分38秒 17:50:3 824 October 2020 好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午5时50 分38秒 下午5 时50分1 7:50:38 20.10.2 4 专注今天，好好努力，剩下的交给时 间。20. 10.2420 .10.241 7:5017:50:381 7:50:38 Oct-20 牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月24日 星期六5 时50分 38秒Sa turday , October 24, 2020 相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六5 时50分3 8秒20. 10.24
硬度 强度 刚度区别
刚度、强度和硬度都是材料的力学性能（或称机械性能）指标。
弹性变形——当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
塑性变形——当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
刚度——金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
强度——金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度——金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
三者之间没有必然的联系，不过，硬度是一项综合力学性能指标，一般：硬度高的材料，其强度也高。
金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦,由其表面所呈现的擦痕深浅以判定其硬度的高低。
这种方法称为锉试法这种方法不太科学。
用硬度试验机来试验比较准确,是现代试验硬度常用的方法。
常用的硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。
硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。
硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
各种力学性能指标(强度,塑性;冲击韧性;硬度HB,HRC,HV;疲劳强度
弹性极限：σe=Fe/Ao 的最大抗力。
不产永久变形 s
2.强度：材料在外力作用下抵抗 变形和破坏的能力。 屈服强度s：材料发生微量塑性变形 时的应力值。即在拉伸试验过程中，载 荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力。 条件屈服强度0.2：高碳钢等无屈服点， 国家标准规定以残余变形量为0.2%时的 应力值作为它的条件屈服强度，以σ0.2 来表示 抗拉强度b：材料断裂前所承受的最 大应力值。（材料抵抗外力而不致断裂 的极限应力值）。
第一章 材料的力学性能
[本章内容] 1.1 材料的强度与塑性 1.2 材料的硬度 1.3 材料的冲击韧性 1.4 材料的疲劳强度 1.5 材料的断裂韧度 [重点掌握] 各种力学性能指标（强度, 塑性；冲击韧性；硬度 HB，HRC，HV；疲劳强度，断裂韧性。）的物理意 义和单位。
§1.1 材料的强度与塑性
当KI >KIC时，裂纹失稳扩展，发生脆断。 KI ＝KIC时，裂纹处于临界状态 K I <KIC时，裂纹扩展很慢或不扩展，不发生脆断。 KIC可通过实验测得，它是评价阻止裂纹失稳扩展能力的力学性能 指标。是材料的一种固有特性，与裂纹本身的大小、形状、外加应 力等无关，而与材料本身的成分、热处理及加工工艺有关。
周次
疲劳断口
轴的疲劳断口
疲劳辉纹（扫描电镜照片）
通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面 光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。
机械特性的名词解释
机械特性的名词解释引言：机械特性是指材料或构件在受力的作用下所表现出的力学性能。
在工程设计和制造中，准确理解和评估材料的机械特性对于确保产品的质量和安全至关重要。
本文将对常见的机械特性进行解释和说明，以便读者更好地理解这些概念的意义和应用。
强度：强度是材料抵抗外力作用下发生形变或破坏的能力。
强度可以分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度和抗剪强度等。
屈服强度是材料在受力时开始产生明显塑性变形的应力值。
抗拉强度是指材料在拉力作用下破坏的最大应力值。
抗压强度则是指材料在受到压力时破坏的最大应力值。
抗剪强度是指材料在受到切割作用时破坏的最大应力值。
韧性：韧性是材料在拉伸或其他形变作用下能够吸收能量的能力。
通常情况下，韧性与强度具有一定的关联，具有较高强度的材料往往也具备较高的韧性。
韧性取决于材料的化学成分、冶炼工艺和晶体结构等因素。
衡量材料韧性的常用指标有冲击韧性和断裂韧性。
硬度：硬度是材料抵抗表面穿透或划伤的能力。
硬度与材料的化学成分、结晶结构和处理工艺等因素密切相关。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
硬度测试结果能够提供材料表面的强度信息，对于材料的选择和使用具有重要的指导作用。
弹性：弹性是指材料在受力后可以恢复初始形状和尺寸的能力。
弹性是诸多机械特性中的一个基本性质。
弹性行为符合胡克定律，即应力与应变呈线性关系。
弹性模量是描述材料弹性特性的重要参数，也被称为杨氏模量或切变模量。
弹性模量是衡量材料抵抗形变的能力，对于弹性体的设计和应用具有重要的指导意义。
塑性：塑性是指材料在受力过程中发生形变并能够保持新的形状和尺寸的能力。
与弹性相比，材料的塑性形变是永久性的。
塑性在金属材料的加工过程中起到重要的作用，如锻造、轧制和拉伸等。
材料的塑性取决于其晶体结构、晶粒尺寸和加载速率等因素。
疲劳：疲劳是指材料在反复加载下发生逐渐积累的微小损伤，最终导致失效的现象。
疲劳失效一般发生在应力远远低于其屈服强度或破坏强度的情况下。
【专业积累】机械材料的机械性能总结
【专业积累】机械材料的机械性能总结（一）金属材料的机械性能金属零件受一定外力作用时，对金属材料有一定的破坏作用。
因此要求金属材料具有抵抗外力的作用而不被破坏的性能，这种性能称为机械性能。
金属材料的机械性能主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
它们的具体数值是在专门的试验机上测定出来的。
1、金属材料的变形和应力金属材料受外力作用时引起的形状改变称为变形。
变形分为弹性变形（当外力取消后，变形消失并恢复到原来形状）和塑性变形（当外力除去后，不能恢复到原来形状，保留一部分残余形变）。
当金属材料受外力作用时，其内部还将产生一个与外力相对抗的内力，它的大小与外力相等，方向相反。
单位截面上的内力称为应力。
在拉伸和压缩时应力用符号σ表示。
σ=P/F式中：σ —应力，MPa;P —拉伸外力，N；F —试样的横截面积，mm2。
2、强度强度是金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
强度可通过拉力试验来测定。
将图（a）所示标准样安装在拉力试验机上，对其施加一个平稳而无冲击逐渐递增的轴向拉力，随着拉力的增加试样产生形变如图（B）直到断裂如图（C）。
以试样的受拉力P为纵坐标，伸长值⊿L为横坐标，给制出拉伸曲线。
OE段：负荷与伸长成线性关系，是材料的弹性变形阶段。
金属材料由弹性变形过渡到塑性变形时的应力称为弹性极限，用σe表示。
σe=Pe/Fo式中：σe —弹性极限，MPa；Pe —材料开始塑性变形时的负荷，N；Fo —试样原横截面积，㎜2 。
当负荷超过E点，试样开始产生塑性变形，这一段曲线几乎呈水平，表明试样在拉伸过程中，负荷不增加甚至有降低，试样继续塑性形变，材料丧失了抵抗变形的能力。
这种现象称为屈服。
产生现象时的应力称为屈服点，用σs表示。
σs=Ps/Fo式中：σs —屈服点，Mpa ；Ps —材料产生明显形变时的负荷，N；Fo —试样原横截面积，㎜2 。
负荷超过S点后，形变量随负荷增加而急剧增加，当过B点，形变部位出现缩颈现象，试样已不能抵抗外力作用，在K点发生断裂。
在金属材料中常用的几种性能的含义
在金属材料中常用的几种性能的含义
机械性能：是指对载荷的特点反应。
这此性能主要分为五大类。
强度、硬度、弹性、塑性和韧性。
强度:是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
是衡量零件本身承载能力重要指标。
硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。
弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时恢复原来形状的性质。
塑性：或称可塑性，指在外力作用下，材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
韧性：当承受应力时对折断的抵抗。
韧性越好，则发生脆性断裂可能性越小。
耐磨性：又称耐磨耗性，几乎和材料所有性能都有关系。
材料的机械性能指标
中温回火： 温度为350~500℃，可显 著减小钢件淬火后的内应力，提高弹性， 适用于弹簧。
高温回火： 温度为500~650℃，可消 除内应力，使钢件获得较好的韧性与较高 的强度，亦即通常所说的获得良好的综合 力学性能。钢的这种淬火并高温回火的工 艺又称为调质。调质处理适用于中碳钢和 中碳合金钢制造的且要求具有良好综合力 学性能的零件，如轴、螺栓、连杆、曲轴 等。
1.2.1 钢与铸铁 1.2.1.1钢及分类
钢 是 含 碳 量 在 0.0218%--2.11% 之 间 的 铁 碳 合 金 。 有些钢除了含有铁和碳这两种必备元素外，还含有其他 种类的合金元素，这些钢称为合金钢。不含合金元素的 钢称为碳素钢。钢中常见的合金元素有铬（Cr）、锰 （Mn）、硅（Si）、镍（Ni）、钨（W）、钼（Mo） 等。此外，钢中还含有少量杂质元素。其中硫和磷会使 钢的性能降低，因此高品质的钢都要严格限制硫和磷的 含量。
低（865℃），导电性和导热性仅次于银和铜，在大气 中有良好的抗腐蚀性。
1.3.1.2 铝合金
在铝中加入铜、镁、锰和硅等元素制成的铝合金，强度较纯 铝有大幅度提高，成为重要的结构材料。铝合金具有容重小 （26500-2800N/m3），强度不比其他钢材低，低温冲击韧 性好，耐腐蚀强等优点，在工程机械金属结构中是一种有发展 前途的材料，可以制成重量轻又承受较高负荷的零件。如飞行 器外壳。所以铝合金是一种重要的航空结构材料。国外采用铝 合金制造汽车起重机吊臂，使起重机金属结构自重降低40%.
（4）回火： 回火是将淬水后的钢件加热到 临界点以下某一温度，保温一般时间后冷 却到室温的热处理工艺。钢件在淬火后强 度和硬度将显著提高，但韧性往往降低很 多。此外，淬火时急剧冷却将使钢件产生 很大的内应力，内应力可能导致零件变形 甚至开裂，因此钢件在淬火后必须及时进 行回火。
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机械主要性能硬度强度刚度塑性弹性冲击韧性疲劳强度断裂韧性等
文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
机械主要性能：硬度、强度、刚度、塑性、弹性、冲击韧
性、疲劳强度、断裂韧性等。
1、硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。
硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标，它既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。
硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。
硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
2、刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。
刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。
零件的刚度（或称刚性）常用单位变形所需的了或力矩来表示，刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类（即材料的弹性模量）。
刚度要求对于某些弹性变形量超过一定数值后，会影响机器工作质量的零件尤为重要，如机床的主轴、导轨、丝杠等。
3、强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。
强度是机械零部件首先应满足的基本要求。
机械零件的强度一般可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
强度的试验研究是综合性的研究，主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破坏失效的条件和时机。
4、塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破华的能力。
5、弹性：弹性是指物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。
在固体力学中是指：当应力被移除后，材料恢复到变形前的状态。
线性弹性材料的形变与外加的载荷成正比，此关系可以用线性弹性方程，例如，表示出来。
物体所受的外力在一定的限度以内，外力撤消后物体能够恢复原来的大小和形状；在限度以外，外力撤销后不能恢复原状，这个限度叫弹性限度（见的拉伸压缩形变）。
同一物体的弹性限度不是固定不变的，它随温度升高而减小。
和冲击功（Ak）表示，其单位分别为J/cm2和J（焦耳）。
冲击韧度ak 表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
ak值的大小表示材料的韧性好坏。
一般把ak值低的材料称为，ak值高的材料称为韧性材料。
ak值取决于材料及其状态，同时与试样的形状、尺寸有很大关系。
ak值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感，如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的、晶粒粗化等都会使ak值明显降低；同种材料的试样，缺口越深、越尖锐，缺口处程度越大，越容易变形和断裂，冲击功越小，材料表现出来的脆性越高。
因此不同类型和尺寸的试样，
其ak或Ak值不能直接比较。
材料的ak值随温度的降低而减小，且在某一温度范围内，ak值发生急剧降低，这种现象称为冷脆，此温度范围称为“韧脆转变温度（Tk）”。
7、断裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标。
在加载速度和温度一定的条件下，对某种材料而言它是一个常数。
当裂纹尺寸一定时，材料的断裂韧性值愈大，其裂纹失稳扩展所需的临界应力就愈大；当给定外力时，若材料的断裂韧性值愈高，其裂纹达到失稳扩展时的临界尺寸就愈大。
断裂韧性指阻止宏观裂纹失稳能力的，也是材料抵抗破坏的。
它和本身的大小、形状及外加大小无关。
是材料固有的，只与材料本身、及加工工艺有关。
是的。
常用前的或外界对物体所作的表示。
例如下的。
韧性材料因具有大的值，所以有较大的断裂韧性，而一般断裂韧性较小。
8、疲劳强度：疲劳强度是指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称为疲劳强度或疲劳极限。
抵抗交变应力（力的方向是变化的）破坏的能力。
实际上，并不可能作无限多次交变载荷试验。
一般试验时规定，钢在经受10ˇ7次、非铁（有色）经受10ˇ8次交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为。
当施加的交变应力是对称循环应力时，所得的疲劳强度用σ–1表示。
许多，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。
在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于
材料的，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
疲劳破坏是失效的主要原因之一。
据统计，在失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。