工程材料力学性能要点
工程材料力学性能
工程材料力学性能引言工程材料的力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质。
工程材料力学性能的研究对于工程设计、材料选择和结构安全等方面具有重要意义。
本文将对工程材料的力学性能进行详细阐述。
工程材料的力学性能指标弹性模量弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力的一个重要指标。
它是在材料受压缩或拉伸力作用下，材料内部原子和分子之间的相对位移产生时所产生的应力与应变之比。
弹性模量越大，材料的刚度就越大，抵抗变形的能力越强。
屈服强度屈服强度是指材料在受力作用下开始变形的临界点。
当应力达到一定值时，材料开始发生塑性变形，无法恢复到原来的形状。
屈服强度常用于材料的强度设计和材料性能的比较。
抗拉强度抗拉强度是指材料在受拉力作用下的最大承载能力。
抗拉强度可以反映材料的抵抗拉断能力，是工程结构的安全性能的重要指标。
断裂韧性是指材料在断裂前能吸收的总能量。
它是衡量材料抵抗断裂能力的重要指标。
材料的断裂韧性越高，代表其在受外力作用下具有较好的耐久性和抗冲击性。
硬度硬度是指材料的抵抗划痕、穿刺和压入等形变的能力。
硬度可以反映材料的抗划痕和抗磨损能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等。
蠕变性能蠕变性能是指材料在常温和高温下长期受持续载荷作用时的变形行为。
材料的蠕变性能对于结构的稳定性和耐久性具有重要影响。
工程材料力学性能的实验测试方法为了评估材料的力学性能，常常需要进行实验测试。
以下是几种常见的工程材料力学性能测试方法：拉伸测试拉伸测试是评估材料抗拉性能的常用方法。
通过施加恒定的拉力，测量材料的应变和应力，从而得到材料的拉伸强度、屈服强度和延伸率等力学性能参数。
压缩测试是评估材料抗压性能的常用方法。
通过施加恒定的压力，测量材料的应变和应力，从而得到材料的压缩强度和压缩模量等力学性能参数。
弯曲测试弯曲测试是评估材料耐弯曲性能的常用方法。
通过施加力矩，使材料发生弯曲变形，测量材料的应变和应力，从而得到材料的弯曲强度和弯曲模量等力学性能参数。
工程材料力学性能
工程材料力学性能1. 引言工程材料力学性能是指材料在外力作用下的力学行为和性能特征。
能够准确评估材料的力学性能对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将介绍一些常见的工程材料力学性能参数及其测试方法。
2. 抗拉强度抗拉强度是衡量材料抗拉能力的指标，通常用Mpa（兆帕）表示。
该值表示材料能够承受的最大拉伸力。
一般情况下，抗拉强度越高，材料的抗拉性能越好。
抗拉强度的测试可以通过拉伸试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到均匀的拉力，直到发生材料破裂。
通过测量试样的最大载荷和横截面积，可以计算出抗拉强度。
3. 弹性模量弹性模量是衡量材料刚性和变形能力的指标，通常用Gpa （千兆帕）表示。
弹性模量越大，材料的刚性越好，变形能力越小，即材料在外力作用下不容易发生变形。
弹性模量的测试可以通过弹性试验来完成。
在弹性试验中，标准试样会受到一定的载荷，然后释放。
通过测量载荷-变形关系的斜率，即应力-应变的比值，可以计算出弹性模量。
4. 屈服强度屈服强度是材料在拉伸过程中突破弹性极限后的抗拉能力，通常用Mpa表示。
屈服强度代表了材料的韧性和延展性。
材料的屈服强度越高，其抗变形性能越好。
屈服强度的测试可以通过拉伸试验或压缩试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到逐渐增加的拉力，直到发生塑性变形。
通过测量试样的屈服点和横截面积，可以计算出屈服强度。
5. 硬度硬度是衡量材料抗外界划痕和压痕能力的指标。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度（HB）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRC）等。
硬度测试方法根据材料的硬度特性进行选择。
例如，布氏硬度适用于较软的金属材料，而维氏硬度适用于硬度较高的金属材料。
硬度的测试结果通常以单位压力下形成的压痕直径或者硬度值表示。
6. 断裂韧性断裂韧性是衡量材料抵抗破裂扩展的能力以及吸收塑性能力的指标。
常用的断裂韧性测试包括冲击试验和拉伸试验。
冲击试验通常用于低温下材料的断裂韧性测试。
在冲击试验中，冲击试样受到快速施加的冲击载荷，通过测量试样的断裂能量和断口形貌，可以评估材料的断裂韧性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能
工程材料力学性能是指材料在受力作用下所表现出的各种力学特性。
包括材料的强度、刚度、韧性、耐久性、变形特性等。
首先，强度是指材料在受力情况下的抗拉、抗压、抗剪等能力。
强度高的材料能够承受更大的外力，具有更高的抗破坏能力。
常见的工程材料如钢材、混凝土等都具有很高的强度，可以满足不同工程的需求。
其次，刚度是指材料对外力的响应程度。
刚度高的材料在受力时会有较小的变形。
材料的刚度可通过弹性模量来表示，常见的高刚度材料有钢材、铝合金等。
刚度高的材料适用于需要保持结构稳定的工程。
韧性是指材料在受力下的延展性和断裂韧性。
韧性高的材料能够在受力时发生一定的塑性变形而不断裂。
例如，钢材的韧性较好，可以在受力下发生较大的塑性变形，从而吸收能量，减轻外部冲击造成的损伤。
耐久性是指材料在长期使用和外界环境条件的影响下保持其力学性能的能力。
耐久性好的材料不易受到腐蚀、氧化等因素的影响，能够保持较长时间的使用寿命。
例如，不锈钢具有较好的耐久性，可以用于长期在潮湿环境中工作的工程。
变形特性是指材料在受力下发生形变的特点。
包括弹性变形和塑性变形。
弹性变形是指材料在力加载时产生的可恢复的形变，而塑性变形是指材料在超过其弹性限度后产生的不可回复的形
变。
材料的变形特性对于结构设计和材料选择非常重要。
综上所述，工程材料力学性能是描述材料在受力下的各种力学特性的指标。
通过对不同材料的力学性能的研究和评估，可以确保工程结构的安全可靠性，满足不同工程的实际需求。
工程材料的力学性能
工程材料的力学性能
目录
contents
引言 弹性性能 塑性性能 强度性能 韧性性能 工程材料的实际应用
01
引言
力学性能是指材料在受到外力作用时表现出来的性质，包括强度、硬度、塑性、韧性等。
定义
工程材料的力学性能是决定其承载能力和耐久性的关键因素，对于工程安全和经济效益具有重要意义。
重要性
定义与重要性
提高材料的疲劳强度可以通过优化材料成分、改变加工工艺、强化表面处理等方法实现。
06
工程材料的实际应用
机械制造
钢铁材料是机械制造行业的基础材料，用于制造各种机械设备、交通工具和零部件，其耐磨、耐压、耐腐蚀的特性保证了设备的稳定性和可靠性。
建筑结构
钢铁材料广泛应用于桥梁、高层建筑、工业厂房等建筑结构中，以其高强度、高韧性、可塑性强的特点满足各种建筑需求。
韧性性能
冲击韧性是指材料在受到冲击载荷时抵抗破坏的能力。
材料的冲击韧性与其内部结构、温度、杂质等因素有关。
冲击韧性通常用冲击功、冲击强度等参数来衡量。
冲击韧性对于材料的抗冲击性能和安全使用具有重要的意义。
冲击韧性
断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展的能力，是评价材料抵抗脆性断裂的重要指标。
材料的断裂韧性与其内部结构、温度、加载速率等因素有关。
详细描述
剪切模量是指在剪切应力作用下，材料抵抗剪切变形的能力。它是材料剪切刚度的度量。剪切模量越大，材料抵抗剪切变形的能力越强。
应用场景
在工程设计中，剪切模量是重要的设计参数，用于计算结构件的剪切强度和稳定性，以及预测材料在受力条件下的变形行为。
03
塑性性能
总结词
屈服强度是工程材料在受到外力作用时，开始发生屈服现象的应力极限。
工程材料力学性能各章节复习知识点
工程材料力学性能各个章节主要复习知识点第一章弹性比功：又称弹性比能，应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
滞弹性：对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。
包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
脆性：材料在外力作用下（如拉伸，冲击等）仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。
韧性：是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力，也指材料抵抗裂纹扩展的能力。
应力、应变；真应力，真应变概念。
穿晶断裂和沿晶断裂：多晶体材料断裂时，裂纹扩展的路径可能不同，穿晶断裂穿过晶内；沿晶断裂沿晶界扩展。
拉伸断口形貌特征？①韧性断裂：断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。
用肉眼或放大镜观察时，断口呈纤维状，灰暗色。
纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的，而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。
其断口宏观呈杯锥形，由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。
②脆性断裂：断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。
板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。
人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行，但其尖端指向裂纹源。
韧、脆性断裂区别？韧性断裂产生前会有明显的塑性变形，过程比较缓慢；脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生，突然发生，难以发现征兆拉伸断口三要素？纤维区，放射区和剪切唇。
缺口试样静拉伸试验种类？轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪几种形式？磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。
材料的形变强化规律是什么？层错能越低，n越大，形变强化增强效果越大退火态金属增强效果比冷加工态是好，且随金属强度等级降低而增加。
在某些合金中，增强效果随合金元素含量的增加而下降。
材料的晶粒变粗，增强效果提高。
第二章应力状态软性系数：材料某一应力状态，τmax和σmax的比值表示他们的相对大小，成为应力状态软性系数，比为α，α=τmaxσmax缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度σbn 与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示缺口敏感度，即为NSR=σbnσb第三章低温脆性：在实验温度低于某一温度t2时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显降低，断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在外力的作用下所表现出来的力学特性和性能。
材料力学性能的评价是材料工程中非常重要的一个方面，它直接关系到材料的使用性能和安全性。
下面就常见的材料力学性能进行简要介绍。
1. 强度：材料的强度是指材料在外力作用下抗变形和断裂的能力。
强度是材料力学性能中最基本和重要的指标之一。
常见的强度指标有拉伸强度、屈服强度、抗压强度、剪切强度等。
2. 韧性：材料的韧性是指材料在受到外力作用下的抗冲击和抗断裂能力。
韧性可以通过材料的断裂韧性、冲击韧性等指标来评价。
高韧性的材料具有良好的抗冲击和抗断裂性能。
3. 塑性：材料的塑性是指材料在受到外力作用下能够发生可逆的形变。
材料的塑性可以通过塑性应变、塑性延伸率、塑性饱和应变等指标来描述。
常见的塑性材料有金属材料和塑料材料。
4. 刚性：材料的刚性是指材料在受到外力作用下不易发生形变的能力。
刚性材料具有较高的弹性模量和抗弯刚度。
常见的刚性材料有钢材和铝合金等。
5. 弹性：材料的弹性是指材料在受到外力作用后能自行恢复原状的能力。
弹性材料具有较高的弹性模量和较小的应变率。
常见的弹性材料有弹簧钢和橡胶等。
6. 硬度：材料的硬度是指材料抵抗外部物体对其表面的压入的能力。
硬度指标可以通过洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等来表示。
硬度高的材料具有较好的抗划伤和抗磨损性能。
7. 耐磨性：材料的耐磨性是指材料在长时间摩擦和磨损作用下的抗磨损能力。
耐磨性可以通过磨损试验来评价。
高耐磨性的材料具有较长的使用寿命。
总的来说，材料力学性能是评价材料使用性能的重要指标，不同材料的力学性能差异很大，选择合适的材料可以提高产品的使用寿命和安全性。
在材料工程中，需要根据具体应用要求和工作环境选择合适的材料，并通过力学性能的评价来保证材料的质量和可靠性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能工程材料力学性能是指材料在力的作用下的反应和变形能力，主要包括强度、韧性、延展性、硬度、抗疲劳性、耐腐蚀性和温度承受能力等。
材料力学性能的好坏对工程建设和材料选择至关重要。
本文将从强度、韧性和延展性三个方面来探讨工程材料力学性能。
一、强度强度是指材料在受载时抵抗破坏的能力。
工程中使用的材料常常会受到连续和间歇的荷载和外力的作用。
如果材料在受力时能够保持整体的完整性和稳定性，那么可以说该材料具有良好的强度。
强度通常分为静态强度和动态强度两种。
静态强度指材料在静态荷载下的抗拉强度、抗压强度、屈服强度等。
一般来说，材料的静态强度越高，使用范围越广，但也需要考虑材料的重量、成本等其他方面因素。
在材料的选择中，需要根据具体的应用场景选择适当的强度。
动态强度指材料在动态荷载下的抗拉强度和抗压强度。
工程中常出现的冲击荷载、振动荷载、爆炸荷载等都属于动态荷载，因此动态强度是一个十分重要的性能指标。
在深水油田开发中，海底管线通常受到海流、海浪等动态荷载的作用，因此管道材料的动态强度也是一个重要的因素。
二、韧性韧性是指材料在发生变形时能够继续承受载荷的能力。
在工程建设中，材料通常需要承受多种类型的荷载，在发生局部破坏时需要具有一定的韧性才能维持完整性。
如果材料的韧性不足，就容易出现断裂、疲劳、裂纹等问题。
韧性通常分为断裂韧性和塑性韧性两种。
断裂韧性指材料在破坏前的吸收能量的能力，而塑性韧性指材料发生塑性变形时吸收能量的能力。
这两种韧性都是衡量材料耐久性和疲劳性的重要指标。
三、延展性延展性是指材料在受到拉力或挤压力作用下，在不断变形的过程中产生的延伸量。
高延展性的材料能够在受到外力时在一定程度上发生形变，而不是立即断裂或产生异形。
延展性通常用材料的伸长率和断后伸长率来衡量。
延展性对于金属、塑料、橡胶等许多工程材料都很重要，因为它们可以在受到重要载荷时产生适当的挠曲，从而减轻载荷。
例如，在建筑结构和机械工程中广泛应用高延展性的钢材，因为它能够缓冲瞬间高峰负荷并保持结构稳定。
材料力学性能知识要点
1、低碳钢拉伸试验的过程可以分为 弹性变形 、 塑性变形 和 断裂 三个阶段。
2、材料常规力学性能的五大指标为： 屈服强度 、 抗拉强度 、 延伸率断面收缩率 、 冲击功 。
3、陶瓷材料增韧的主要途径有 相变增韧 、 微裂纹增韧 、 表面残余应力增韧 、 晶须或纤维增韧 显微结构增韧以及复合增韧六种。
4、常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 维氏硬度 测试法。
1、聚合物的弹性模量对 结构 非常敏感，它的粘弹性表现为滞后环、应力松弛和 蠕变 ，这种现象与温度、时间密切有关。
2、影响屈服强度的内在因素有： 结构健 、 组织 、 结构 、 原子本性 ；外在因素有： 温度 、 应变速率 、 应力状态 。
3、缺口对材料的力学性能的影响归结为四个方面： (1)产生应力集中 、(2)引起三相应力状态，使材料脆化 、 (3)由应力集中带来应变集中 、(4)使缺口附近的应变速率增高 。
4、低碳钢拉伸试验的过程可以分为 弹性变形 、 塑性变形 和 断裂 三个阶段。
5、材料常规力学性能的五大指标为： 屈服强度 、 抗拉强度 、 延伸率 断面收缩率 、 冲击功 。
6、陶瓷材料增韧的主要途径有 相变增韧 、 微裂纹增韧 、 表面残余应力增韧 、 晶须或纤维增韧 显微结构增韧以及复合增韧六种。
请说明下面公式各符号的名称以及其物理意义7、c IC c a Y K /=σσc ：断裂应力，表示金属受拉伸离开平衡位置后，位移越大需克服的引力越大，σc 表示引力的最大值；K 1C ：平面应变的断裂韧性，它反映了材料组织裂纹扩展的能力；Y ：几何形状因子a c : 裂纹长度 8、对公式m K c dNda )(∆=进行解释，并说明各符号的名称及其物理意义（5分） 答：表示疲劳裂纹扩展速率与裂纹尖端的应力强度因子幅度之间的关系。
dNda ：裂纹扩展速率（随周次）； c 与m ：与材料有关的常数；K ∆：裂纹尖端的应力强度因子幅度9、εss-蠕变速率，反映材料在一定的应力作用下，发生蠕变的快慢；n为应力指数，n并非完全是材料常数，随着温度的升高，n略有降低；A为常数；σ为蠕变应力。
工程材料的力学性能
练习题二
某工厂买回一批材料（要求： бs≥230MPa；бb≥410MPa；δ5≥23%； ψ≥50%）．做短试样（ｌ0=5ｄ0；ｄ 0=10mm）拉伸试验，结果如下： Fs=19KN，Fb=34.5KN；l1=63.1mm； d1=6.3mm;问买回的材料合格吗？
时间。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球 在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏 硬度值为120。
布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头 还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。
2．洛氏硬度：
延伸率 延伸率与试样尺寸有关；δ5、δ10 (L0=5d,10d)
思考:同一材料δ5 ＞ δ10？
断面收缩率
> 时，无颈缩，为脆性材料表征；
拉
< 时，有颈缩，为塑性材料表征。
伸 试
样
的
颈
缩
现
象
断裂后
练习题一
拉力试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉力试 验后，将已断裂的试样对接起来测量，若最后的标距长度为 71mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的伸长率 和断面收缩率的值？
介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、 弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出 的力学特征。
指标 : 弹性 、刚度、强度、塑性 、 硬度、冲击韧
性 、断裂韧度和疲劳强度等。
工程材料力学性能
工程材料力学性能引言工程材料的力学性能是指材料在外力作用下的响应和变形能力的表现。
这些性能包括材料的强度、刚度、韧性、硬度以及疲劳和蠕变等。
强度强度是一个材料抵抗外力破坏的能力。
在工程中，强度常被用来评估材料在受力状态下是否能够承受所需的应力水平。
强度可以分为静力学强度和动力学强度两种。
静力学强度静力学强度是指材料在静态载荷下的最大承载能力。
常见的静态强度指标包括抗拉强度、屈服强度、压缩强度和剪切强度等。
•抗拉强度：材料在拉伸载荷下发生破坏前所能承受的最大应力。
•屈服强度：材料开始发生塑性变形时所能承受的最大应力。
•压缩强度：材料在受到压缩载荷时所能承受的最大应力。
•剪切强度：材料在受到剪切力时所能承受的最大应力。
动力学强度动力学强度是指材料在动态载荷下的最大承载能力。
由于动态载荷的应变速率较高，会对材料的力学性能产生影响，因此需要进行动态强度测试。
刚度刚度是指材料对外力的抵抗程度，即材料的变形程度对应的受力程度。
刚度描述了材料的弹性特性，常表示为杨氏模量。
•杨氏模量：材料在线性弹性阶段的比例系数，表示材料在受力时的刚度。
刚度越大，材料的变形越小。
韧性韧性是指材料能够吸收外界能量时的能力，是材料抵抗断裂的能力。
韧性常用弯曲、拉伸和冲击等试验来进行评估。
硬度硬度是材料抵抗本质穿透的能力，反映了材料的抗刮、抗压和抗磨损的能力。
硬度测试可以根据不同材料的特性选择不同的测量方法，常用的有洛氏硬度、维氏硬度和布氏硬度等。
疲劳和蠕变疲劳是指材料在循环载荷下逐渐失效的现象。
循环载荷会导致材料内部微观缺陷的扩展和蠕变。
蠕变是指材料在长期持续受力下发生的时间依赖性变形。
这种变形是渐进性的，会导致材料的强度和刚度下降。
结论工程材料力学性能是评估材料在工程应用中是否安全可靠的重要指标。
通过对材料的强度、刚度、韧性、硬度以及疲劳和蠕变等性能进行评估，可以选择合适的材料，确保工程的可靠性和耐久性。
工程材料的力学性能
第一章工程材料的力学性能本章要点：力学性能是指材料在外力作用时表现出来的性能。
力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
硬度值可以间接地反映材料的强度、塑性和韧性以及材料在化学成分、金相组织和热处理工艺上的差异，因而硬度试验在工程上应用十分广泛。
生产中常用的硬度试验是布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
熟悉和掌握工程材料力学性能的重要性：在机械设备及工具的设计、制造中选用工程材料时，大多以力学性能为主要依据。
一、载荷的概念：材料在加工及使用过程中所受的外力。
载荷分类：1.根据作用性质不同分静载荷：静载荷是指大小不变或变动很慢的载荷；冲击载荷：冲击载荷是指突然增加的载荷；疲劳载荷：疲劳载荷是指所经受的周期性或非周期性的动载荷也称循环载荷。
2.根据载荷作用方式不同分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等，如图1-1所示。
二、变形的概念：材料受不同载荷作用而发生的几何形状和尺寸的变化。
变形的分类：弹性变形塑性变形内力为材料受外力作用后，为保持其不变形，在材料内部作用着与外力相对抗的力。
应力为单位截面积上的内力。
材料受拉伸载荷或压缩载荷作用时，其横截面积上的应力（按下式计算：F 式中SF——外力N；S——横截面积m2；σ——应力Pa，应力单位是Pa，1Pa＝1N／m2。
当面积用mm2时，则应力可用MPa为单位。
1MPa1N／mm2＝106Pa §1.1 静载荷条件下材料的力学性能一、强度材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度，强度大小通常用应力来表示。
根据载荷作用方式不同，强度可分为抗拉强度σb、抗压强度σbc、抗弯强度σbb、抗剪强度τb和抗扭强度τt等五种。
一般情况下多以抗拉强度作为判别材料强度高低的指标。
抗拉强度是通过拉伸试验测定的。
拉伸试验的方法是用静拉力对标准试样进行轴向拉伸，同时连续测量力和相应的伸长，直至断裂。
根据测得的数据，即可求出有关的力学性能。
下面把试验作一简单介绍：1拉伸试样拉伸试样的形状一般有圆形和矩形两类。
材料力学性能重点总结
材料力学性能重点总结1.强度：强度是材料抵抗外部载荷引起的破坏的程度，通常使用屈服强度、抗拉强度和抗压强度来评价。
强度越高，材料越能承受外部载荷。
2.韧性：韧性是材料在受力时发生塑性变形以及能够吸收能量的能力。
材料具有较高的韧性时，能够在受到巨大应力时仍然保持不破裂。
3.硬度：硬度是材料抵抗表面破坏的能力，也可以理解为材料的抗刮伤能力。
硬度可以衡量材料的耐磨性和耐磨损能力。
4.弹性模量：弹性模量是材料在受力后恢复原状的能力，可以评估材料在受力后的变形程度。
弹性模量越大，材料的刚性越高。
5.延展性：延展性是材料在受力时能够发生塑性变形而不破坏的能力。
延展性高的材料可以更好地适应复杂应力和形状变化。
6.断裂韧性：断裂韧性是材料在受到外部载荷时能够抵抗破坏的能力。
它是强度和韧性的综合指标，可评估材料在极限条件下的断裂性能。
7.蠕变性：蠕变性是材料在长期受力情况下发生的塑性变形。
材料的蠕变性能评估了其在高温和持续应力下的稳定性。
8.疲劳性：疲劳性是材料在受到反复应力循环后发生破坏的能力。
疲劳性能评估了材料在长期使用过程中的可靠性和耐久度。
9.冲击韧性：冲击韧性是材料在受到突然冲击加载时抵抗破坏的能力。
它可以评估材料在极端工作条件下的抗冲击性能。
10.耐腐蚀性：耐腐蚀性是材料抵抗环境介质侵蚀和化学反应的能力。
材料的耐腐蚀性能评估了其在特定环境中的稳定性和使用寿命。
以上是材料力学性能的重点总结，它们通常都与材料的微观结构、成分、加工工艺和使用条件有关。
通过评估和选择材料的力学性能，可以确保材料在各种应用中具有足够的强度、韧性和稳定性。
工程材料力学性能知识点总结
第五章，金属疲劳
1,变动载荷是引起疲劳破坏的外力，它是指载荷大小，甚至方向随时间变化的载荷。
2，按照断裂寿命和应力高低不同，可分为高周疲劳，低周疲劳，这是最基本的分类方法。
3，典型疲劳断口具有三种形貌不同的区域，疲劳源，疲劳区，瞬断区。
4，疲劳极限是材料抵抗无限次应力循环也不疲劳断裂的强度指标。
5，金属材料抵抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界或过载损伤区表示。
1，观察并记录疲劳长度a随N循环扩展增长的情况，便可作出疲劳裂纹扩展曲线。
2，疲劳裂纹不扩展的临界值称为疲劳裂纹扩展门槛值。
3，。
工程材料的力学性能
弹性后效
总结词
弹性后效是指材料在卸载后，弹性变形部分不能完全恢复的现象。
详细描述
当材料在弹性范围内受到外力作用时，会发生弹性变形。当外力卸载后，材料 的弹性变形部分不能完全恢复，这种现象称为弹性后效。弹性后效的程度取决 于材料的种类和加载条件。
03
塑性性能
屈服强度
定义
屈服强度是材料在受到外力作用时，开始发生屈服现 象的应力极限。
工程材料的力学性能
目录
• 引言 • 弹性性能 • 塑性性能 • 强度性能 • 韧性性能 • 工程材料的选用01引言定义与重要性定义
工程材料的力学性能是指材料在 受到外力作用时表现出的性质， 如强度、硬度、韧性、弹性等。
重要性
力学性能是评价材料性能的重要 指标，对于工程结构的稳定性、 安全性和使用寿命具有至关重要 的作用。
影响因素
材料的延伸率与材料的成分、组织结构和温度等因素有关。
弯曲强度
定义
01
弯曲强度是材料在受到弯曲应力作用时，发生弯曲破坏的应力
极限。
意义
02
弯曲强度是衡量材料抵抗弯曲变形和破坏的能力，对于材料的
弯曲性能有重要意义。
影响因素
03
材料的弯曲强度与材料的成分、组织结构、温度和受力状态等
因素有关。
04
材料选择的原则
适用性原则
材料应满足工程要求，具有所需的力学性能、 耐久性和稳定性。
可行性原则
材料应易于加工、制造和安装，能够实现工 程结构的制造和施工。
经济性原则
在满足性能要求的前提下，优先选择价格低 廉、易于加工和采购的材料。
环保性原则
优先选择可再生、可回收、低污染的材料， 减少对环境的负面影响。
力学性能的五个指标
力学性能的五个指标力学性能是指材料在受力作用下的变形和破坏的特性。
在工程领域中，力学性能的评估是非常重要的，它直接影响着材料的可靠性和安全性。
本文将介绍力学性能的五个主要指标：强度、韧性、硬度、刚性和延展性。
1. 强度强度是材料抵抗外部应力破坏的能力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度和抗压强度等。
屈服强度是指材料在受力后开始发生塑性变形的应力值，抗拉强度和抗压强度分别表示材料在拉伸和压缩过程中承受的最大应力。
强度指标的高低直接反映了材料的机械强度，能够评估材料在受力时的稳定性和耐久性。
2. 韧性韧性是指材料在受力过程中能够吸收较大能量而不发生破坏的能力。
它代表了材料的抗破坏能力和承受外力后的变形能力。
通常，韧性指标包括延伸率和断裂韧性。
延伸率是指材料在拉伸过程中发生塑性变形前的变形量，而断裂韧性则表示材料在破坏前能够吸收的能量。
韧性指标的高低可以评估材料在受力下的变形程度和抗震性能。
3. 硬度硬度是指材料抵抗外界压力的能力。
它反映了材料的耐磨性和抗刮擦能力。
硬度可以通过硬度试验来表征，常见的硬度试验有布氏硬度试验、洛氏硬度试验和维氏硬度试验等。
硬度指标的高低可以评估材料的耐磨性、耐腐蚀性和耐磨损性。
4. 刚性刚性是指材料在受力时难以发生形变的性质。
它反映了材料的刚性和不可塑性。
刚性可以通过弹性模量来评估，弹性模量表示材料在受力下的应变程度。
刚性指标的高低可以评估材料在受力时的变形程度和稳定性。
5. 延展性延展性是指材料在受力下能够延展或伸长的性质。
它描述了材料的可塑性和可加工性。
延展性可以通过伸长率来评估，伸长率表示材料在断裂前拉伸变形的程度。
延展性指标的高低可以评估材料的可加工性和可塑性。
总之，强度、韧性、硬度、刚性和延展性是评估材料力学性能的重要指标。
不同应用领域对这五个指标的要求不同，因此在选用材料时需要根据具体应用场景来综合考虑这些指标的优劣。
在工程设计和材料选择过程中，合理利用这些指标可以提高产品的质量和可靠性。
材料力学性能重点总结
材料力学性能重点总结1.强度：材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
屈服强度是指材料在受力后开始出现塑性变形的应力值；抗拉强度是指材料在拉伸状态下的最大应力值；抗压强度是指材料在受到压缩力时的最大应力值。
强度高的材料具有较高的抵抗破坏能力，适用于需要承受大力的场合。
2.韧性：韧性是材料在受力过程中能够吸收能量并发生大变形的能力。
具有良好韧性的材料能够抵抗冲击或拉伸等动力载荷的作用，不易发生断裂或失效。
韧性材料通常具有较高的延展性和断裂韧性。
3.硬度：硬度是材料抵抗刮擦或压痕的能力。
硬度高的材料具有较强的抗刮擦能力和耐磨损性能。
常用的硬度测试方法有洛氏硬度和布氏硬度等。
4.延展性：延展性是指材料在受力时的塑性变形程度。
延展性高的材料能够在受力后产生大的形变而不发生断裂。
材料的延展性通常与其抗拉强度、韧性和冷加工性能有关。
5.抗疲劳性：抗疲劳性是指材料在重复应力作用下不发生疲劳断裂的能力。
材料的抗疲劳性能决定了其在长期运行过程中的耐久性，具有抗疲劳性的材料能够在长期受力下保持稳定性能。
6.温度效应：材料在高温或低温环境下的性能表现。
高温下，材料可能会发生软化或氧化等变化，降低其强度和韧性；而低温下，材料可能变脆，容易发生断裂。
温度效应的了解对于材料的设计和应用非常重要。
除了上述重点性能指标外，材料力学性能还与其他因素有关，如材料的组织结构、制备工艺、应力条件等。
因此，在材料性能的研究和应用过程中，需要综合考虑多因素的影响。
综上所述，材料力学性能的研究对于材料的设计、选择和应用具有重要意义。
材料力学性能重点总结
材料力学性能重点总结1.强度：材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
常用于评估材料抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
强度与材料内部结构关系紧密，常用措施是通过原子间结合力和晶粒结构的稳定性提高强度。
2.韧性：材料的韧性是指承受冲击负载时材料能够发生塑性变形而不发生断裂的能力。
韧性与材料断裂韧度有关，断裂韧度越高，材料的韧性越好。
韧性的提高可以通过增加材料的塑性变形能力来实现，例如降低材料的晶界和相界的应力集中。
3.硬度：材料的硬度是指材料抵抗外部划痕或压痕的能力。
硬度可以用于评价材料的耐磨性和抗划伤性能。
通常，硬度较高的材料具有较好的耐磨性和较高的抗划伤能力。
硬度可以通过提高材料的晶粒尺寸和强化材料的位错密度来改善。
4.塑性：材料的塑性是指材料在受力后能够发生可逆性的非弹性形变的能力。
塑性变形是材料在受力过程中重要的变形方式，可以提高材料的韧性和变形能力。
材料的塑性与材料的熔点、晶粒尺寸和晶粒形态等因素有关。
5.疲劳寿命：材料的疲劳寿命是指材料在循环加载下能够承受的应力循环次数。
疲劳寿命是材料设计和选择的重要指标，特别是在机械和航空领域中。
疲劳寿命与材料中的微观缺陷、动态应力等因素密切相关。
6.脆性：材料的脆性是指材料在受力时容易发生断裂的性质。
脆性材料在受力作用下会发生紧急的破坏，通常不会发生明显的可逆塑性变形。
与韧性材料相比，脆性材料更容易发生断裂。
材料的脆性取决于材料中的缺陷结构和应力分布。
总的来说，材料力学性能是评价材料质量的重要指标。
强度、韧性、硬度、塑性、疲劳寿命和脆性是材料力学性能的关键指标。
合理设计和选择材料可以改善材料力学性能，提高材料的耐久性和可靠性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能工程材料力学性能是指材料在外部力作用下的表现和性质。
材料的力学性能直接影响着工程结构的安全性、稳定性和使用寿命。
因此，对工程材料力学性能的研究和了解至关重要。
首先，工程材料的力学性能包括抗拉强度、抗压强度、弹性模量、屈服强度等指标。
抗拉强度是指材料在拉伸状态下所能承受的最大拉力，抗压强度则是指材料在受到压缩力时所能承受的最大压力。
而弹性模量则是衡量材料在受力时的变形程度，屈服强度则是材料开始产生塑性变形的临界点。
这些指标直接反映了材料在外部力作用下的表现，是评价材料力学性能的重要依据。
其次，工程材料的力学性能还包括疲劳性能、冲击性能、塑性性能等。
疲劳性能是指材料在长期交变载荷下所表现出的抗疲劳能力，冲击性能则是材料在受到瞬间冲击载荷时的抗冲击能力。
而塑性性能则是衡量材料在受力时的塑性变形能力。
这些指标在工程实践中同样具有重要的意义，特别是在复杂的工程环境下，材料的疲劳性能和冲击性能往往是决定工程结构安全性的关键。
此外，工程材料的力学性能还受到温度、湿度、环境腐蚀等因素的影响。
在不同的环境条件下，材料的力学性能可能会发生变化，因此在工程设计和使用中需要考虑这些因素对材料性能的影响。
同时，对于一些特殊工程要求，如航空航天、核工程等，对材料力学性能的要求更加严格，需要材料具有更高的耐高温、耐腐蚀等特殊性能。
综上所述，工程材料力学性能是工程实践中不可忽视的重要内容。
通过对材料力学性能的研究和了解，可以更好地选择合适的材料，设计合理的工程结构，确保工程的安全可靠性。
因此，对于工程材料力学性能的研究和评价，需要全面、准确地了解材料的各项力学性能指标，以及其在不同环境条件下的表现，为工程实践提供可靠的材料支撑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
分类及作用：淬火：提高工件表面的硬度和耐磨性,而心部仍保持良好的塑性和韧性。
低温回火目的：降低内应力和脆性。
18.其他最终热处理：退火与正火、零件的稳定化处理、真空热处理、可控气氛热处理、形变热处理。
19.表面改性目的：提高表面硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性、防止或减轻表面损伤，提高零件可靠性与使用寿命。
种类：表面淬火、表面热化学处理、表面形变强化、表面涂覆层。
20.钢的分类：按化学成分、按主要质量等级、按含碳量、按冶金特点、按钢的用途。
21.钢的牌号组成：化学元素符号、汉语拼音字母、阿拉伯数字。
22.钢的分类：碳素结构钢、碳素铸钢、结构钢、工具钢、滚动轴承钢、不锈钢。
23.结构钢：碳素结构钢、低合金高强度钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、易切削结构钢、铸钢、超高强度钢、非调质钢、冷冲压用钢、低温钢。
24.铸铁分类：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。
25.失效含义：零件破坏不能正常工作、还可安全工作但不能满足原有功能要求、还可继续工作但不安全。
26.失效形式：过量变形失效、断裂失效、表面损伤失效、物理性能降低。
27.失效原因：应力计算错误、热处理结构工艺性不合理、选材错误、热处理工艺不当、冶金缺陷、加工缺陷、装配与使用。
28.选材原则：使用性原则、工艺性原则、经济性原则。
29.选材应注意：（1）优先考虑使用性能（2）有些力学性能指标可直接算出，有些不能直接算出（3）设计时确定的主要力学性能指标是零件应具备的性能（4）力学性能数据引用时要注意尺寸效应（5）同一牌号材料性能也不完全相同（6）同一材料的不同供应或加工状态对数据影响不大（7）选材时，要同时考虑所选材料成型加工方法。
30.热处理结构工艺性要解决什么问题：（1）零件的结构要使热处理易于进行（2）零件结构有利于减少变形、防开裂（3）零件结构使零件不会发生早期失效，具有较高寿命。
31.轴材料选择要求：（1）良好的综合力学性能（2）高的疲劳强度，防止疲劳断裂（3）有相对运动的摩擦部位。
32.轴加工路线：下料、锻造、正火、粗加工、调质、切削加工、热处理。
33.齿轮选材要求：（1）具有高的接触疲劳强度（2）具有高的抗弯强度、适当的心部强度(3)具有良好的切削加工性与热处理工艺性。
齿轮加工工艺：下料、锻造、正火、粗加工、调质、齿形加工、喷砂。
34.刀具选材要求：较高硬度与耐磨性、高的热硬性、足够的强度与韧性。
35.刀具加工工艺：下料、锻造、退火、机械加工、淬火+回火、磨削加工、表面处理。
36.常见磨损类型：粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳、腐蚀磨损。
37.提高材料耐磨性的表面强化：表面热处理、化学热处理、薄膜强化、表面形变强化（喷丸）。
38.抗氧化金属材料：铁素体型抗氧化钢、奥氏体型抗氧化钢、耐热铸铁。
39.钢淬火后问什么一定要回火？
淬火后在回火，显得到马氏体，然后在低于A1的500~650 加热得到回火索氏体，组织均匀细小，其碳化物呈球状，对基本的割裂作用及应力集中小，使强韧性比正火态有显著提高。
33.齿轮选材要求：（1）具有高的接触疲劳强度（2）具有高的抗弯强度、适当的心部强度(3)具有良好的切削加工性与热处理工艺性。
齿轮加工工艺：下料、锻造、正火、粗加工、调质、齿形加工、喷砂。
40.刀具选材要求：较高硬度与耐磨性、高的热硬性、足够的强度与韧性。
41.刀具加工工艺：下料、锻造、退火、机械加工、淬火+回火、磨削加工、表面处理。
42.常见磨损类型：粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳、腐蚀磨损。
43.提高材料耐磨性的表面强化：表面热处理、化学热处理、薄膜强化、表面形变强化（喷丸）。
44.抗氧化金属材料：铁素体型抗氧化钢、奥氏体型抗氧化钢、耐热铸铁。
45.钢淬火后问什么一定要回火？
淬火后在回火，显得到马氏体，然后在低于A1的500~650 加热得到回火索氏体，组织均匀细小，其碳化物呈球状，对基本的割裂作用及应力集中小，使强韧性比正火态有显著提高。
33.齿轮选材要求：（1）具有高的接触疲劳强度（2）具有高的抗弯强度、适当的心部强度(3)具有良好的切削加工性与热处理工艺性。
齿轮加工工艺：下料、锻造、正火、粗加工、调质、齿形加工、喷砂。
46.刀具选材要求：较高硬度与耐磨性、高的热硬性、足够的强度与韧性。
47.刀具加工工艺：下料、锻造、退火、机械加工、淬火+回火、磨削加工、表面处理。
48.常见磨损类型：粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳、腐蚀磨损。
49.提高材料耐磨性的表面强化：表面热处理、化学热处理、薄膜强化、表面形变强化（喷丸）。
50.抗氧化金属材料：铁素体型抗氧化钢、奥氏体型抗氧化钢、耐热铸铁。
51.钢淬火后问什么一定要回火？
淬火后在回火，显得到马氏体，然后在低于A1的500~650 加热得到回火索氏体，组织均匀细小，其碳化物呈球状，对基本的割裂作用及应力集中小，使强韧性比正火态有显著提高。