材料力学性能1-2
第三章 材料在冲击载荷下的力学性能-2
落锤样坯
落锤试验过程
落锤样坯断裂形貌
3.3.6 影响韧脆转变温度的因素
（1）晶格类型的影响
（2）ky-------位错被第二相等钉扎的常数。对于BCC金属， Fe、Mo的 ky 高；Ni、Ti的 ky 低。在-Fe中，含N低碳 钢ky比C高。 ky随温度增加不明显。
（3）d-----晶粒直径/位错滑移距离。细晶冷脆转变温度。
（4）-----与应力有关的常数。对于扭转， =1；拉伸时 =0.5；缺口拉伸， 1/3。
•氮、碳等原子被吸收到Ni、Mn所造成的局部畸变 区中去，减少了它们对位错运动的钉扎作用。
•在钢中形成化合物的合金元素，如铬、钼、钛等， 是通过细化晶粒和形成第二相质点来响韧脆转变 温度的，它和热处理后的组织密切相关。Biblioteka （3）晶粒大小对TK的影响
• 晶界前塞积的位错数目较 少，有利于减少应力集中；
晶界对裂纹扩展有阻碍 作用。晶粒越细，则晶 界越多，阻碍作用越大。
晶界总面积增加，使晶界上杂质浓 度减少，避免产生沿晶脆性断裂又 提高了它的塑性和韧性。
形变强化、固溶强化、弥散强化(沉淀强化)等方法，在 提高材料强度的同时，总要降低一些塑性和韧性。
• 面心立方晶格金属塑性、韧性好，体心立方和密排六 方金属的塑性、韧性较差。
• 面心立方晶格的金属，如铜、铝、奥氏体钢，一般不 出现解理断裂而处于韧性状态，也没有韧-脆转变，其 韧性可以维持到低温。
• 体心立方晶格的金属，如铁、铬、钨和普通钢材，韧 脆转变受温度及加载速率的影响很大，因为在低温和 高加载速率下，它们易发生孪晶，也容易激发解理断 裂。
工程材料力学性能第二章
❖ 7〕 缺点 外表切应力大，心部小，变形不均匀。
二、扭转实验 扭转试样：圆柱形式〔d0=10mm，L0=50m或100mm〕 试验方法：对试样施加扭矩T，相对扭转角以Φ表示
弹性范围内外表的切应力和切应变
扭转试验可测定以下主要性能指标： (1) 切变模量G
在弹性范围内,Kt的数值决定于缺口的几何形状和 尺寸 与材料性质无关.
❖ 2.厚板： ❖ εz=0, σz≠0 ❖ 根部:两向拉伸力状态， ❖ 内侧:三向拉伸的立体应力平面应变状态， ❖ σz ＝ν〔σy＋σx〕 ❖ σy>σz >σx
3.缺口效应： 1〕根部应力集中 2〕改变缺口的应力状态，由单向应力状态改变为两
思考题： ❖ 1 缺口效应及其产生原因； ❖ 2 缺口强化； ❖ 3 缺口敏感度。
❖
第六节 硬度
前言 •古时，利用固体互相刻划来区分材料的软硬 •硬度仍用来表示材料的软硬程度。 •硬度值大小取决于材料的性质、成分和显微组织，测
量方法和条件不符合统一标准就不能反映真实硬度。 •目前还没有统一而确切的关于硬度的物理定义。 •硬度测定简便，造成的外表损伤小，根本上属于“无
可利用扭转试验研究或检验工件热处理的外表质量和各 种外表强化工艺的效果。
❖ 4)扭转时试样中的最大正应力与最大切应力在数值 上大体相等，而生产上所使用的大局部金属材料的 正断抗力 大于切断抗力 ，扭转试验是测定这些材 料切断抗力最可靠的方法。
❖ 5〕根据扭转试样的宏观断口特征，区分金属材料 最终断裂方式是正断还是切断。
油孔，台阶，螺纹,爆缝等对材料的性能影响有以下 四个方面： ❖ 1 缺口产生应力集中 ❖ 2 引起三向应力状态,使材料脆化 ❖ 3 由应力集中产生应变集中 ❖ 4 使缺口附近的应变速率增高
材料的力学性能包括
材料的力学性能包括材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括强度、韧性、硬度、塑性等方面。
这些性能对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
下面将分别介绍材料的力学性能。
首先，强度是材料抵抗外力破坏的能力。
材料的强度可以分为拉伸强度、压缩强度、剪切强度等。
拉伸强度是指材料在拉伸作用下抵抗破坏的能力，压缩强度是指材料在压缩作用下抵抗破坏的能力，剪切强度是指材料在剪切作用下抵抗破坏的能力。
强度的大小直接影响着材料的使用安全性和可靠性，因此在材料选择和设计中需要充分考虑材料的强度。
其次，韧性是材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
韧性是材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。
断裂韧性是指材料在受到外力作用下能够吸收能量并抵抗断裂的能力。
韧性越大，材料在外力作用下越不容易发生断裂，具有更好的抗破坏能力。
因此，韧性是衡量材料抗破坏能力的重要指标之一。
另外，硬度是材料抵抗划伤、压痕和穿透的能力。
硬度是材料抵抗外力作用而不易产生形变或破坏的能力。
硬度的大小直接影响着材料的耐磨性和耐久性，对于一些需要长期使用的材料来说，硬度是一个非常重要的性能指标。
最后，塑性是材料在外力作用下发生形变的能力。
塑性是指材料受到外力作用后能够发生持久性形变的能力，通常用屈服点和延伸率来表示。
塑性越大，材料在外力作用下发生形变的能力越强，具有更好的加工性能和变形能力。
总的来说，材料的力学性能是材料在外力作用下所表现出的力学特性，包括强度、韧性、硬度、塑性等方面。
这些性能直接影响着材料的使用安全性、耐久性和加工性能，对于材料的选择、设计和应用具有重要的指导意义。
因此，在材料研究和工程应用中，需要充分考虑材料的力学性能，以确保材料的使用安全和可靠。
金属材料疲劳裂纹扩展门槛值测定
材料力学性能实验报告姓名：刘玲 班级：材料91学号：09021004成绩：实验名称 金属材料疲劳裂纹扩展门槛值测定实验目的了解疲劳裂纹扩展门槛值测定的一般方法和数据处理过程，增加对断裂力学用于研究疲劳裂纹扩展过程门槛值的作用和认识。
实验设备1）高频疲劳试验机一台 2）工具读数显微镜一台 3）千分尺一把4）三点弯曲试样一件试样示意图试验结果1. 测量试样尺寸。
在本次实验中，试样厚度B=12.50mm ，宽度为25.00mm 。
其他数据见附表“疲劳裂纹门槛测定数据”。
2. 疲劳裂纹扩展门槛值的计算 1） 近门槛值附近的da/dN近门槛值附近的da/dN 可用割线法处理数据，其表达式为：11d ()/()i i i i i da N a a N N ++=--（） （1-1）利用上式，可在a-N 曲线上计算连接相邻两个数据点的直线斜率。
2）△K由于计算的/da dN 是增量1()i i a a +-的平均速率，故平均裂纹长度1()/2i i a a ++只能用来计算K ∆的值。
思考题：分析讨论金属材料疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹门槛值测试原理和方法的异同答：1.相同点：1）均采用的是三点弯曲试样，且试样相同。
2）试验程序的前两部都为测量试样尺寸，预制疲劳裂纹。
3）裂纹扩展速率 da/dN和应力强度因子幅度∆K的处理方法相同。
4）在测量时都是以Paris公式作为数据处理的依据，或者说以疲劳裂纹扩展速率曲线的第二阶段为主要依据的。
2.不同点：1）测量疲劳裂纹门槛值时采用的加载方式是降K程序。
在力值比R不变的条件下，用自动或手动的降K程序来实现。
初始的应力强度因子范围可以选择等于或大于预制疲劳裂纹时最终△K值，以后随着裂纹的扩展而连续降力或分级降力。
而在研究疲劳裂纹扩展速率时的最大交变载荷为恒定值。
2）金属材料疲劳裂纹扩展速率试验主要是在裂纹扩展的第一阶段测定，而金属材料疲劳裂纹门槛值试验需要在裂纹扩展的第一、二阶段测定；3）试验程序不同，金属材料疲劳裂纹扩展速率试验有试样参数的选择和裂纹扩展长度的测量，而金属材料疲劳裂纹门槛值试验则不需要，只需降低 K程序；4）裂纹扩展速率的处理方法不同，金属材料疲劳裂纹扩展速率试验有割线法和递增多项式法，而金属材料疲劳裂纹门槛值试验只有割线法。
材料力学典型例题与详解(经典题目)
所以石柱体积为
V3
=
G ρ
=
[σ ]A(l) − ρ
F
= 1×106 Pa ×1.45 m 2 −1000 ×103 N = 18 m3 25 ×103 N/m3
三种情况下所需石料的体积比值为 24∶19.7∶18，或 1.33∶1.09∶1。 讨论：计算结果表明，采用等强度石柱时最节省材料，这是因为这种设计使得各截面的正应 力均达到许用应力，使材料得到充分利用。 3 滑轮结构如图，AB 杆为钢材，截面为圆形，直径 d = 20 mm ，许用应力 [σ ] = 160 MPa ，BC 杆为木材，截面为方形，边长 a = 60 mm ，许用应力 [σ c ] = 12 MPa 。试计算此结构的许用载
= 1.14 m 2
A
2=
F+ρ [σ ] −
A1 l1 ρ l2
=
1000 ×103 N + 25 ×103 N/m3 ×1.14 m 2 × 5 m 1×106 N/m 2 − 25×103 N/m3 × 5 m
= 1.31 m 2
A
3=
F
+ ρA1l1 + ρA2l2 [σ ] − ρ l3
= 1000 ×103 N + 25 ×103 N/m3 ×1.14 m 2 × 5 m + 25×103 N/m3 ×1.31 m 2 × 5 m = 1.49m 2 1×106 N/m 2 − 25 ×103 N/m3 × 5 m
解：1、计算 1-1 截面轴力：从 1-1 截面将杆截成两段，研究上半段。设截面上轴力为 FN1 ，
为压力（见图 b），则 FN1 应与该杆段所受外力平衡。杆段所受外力为杆段的自重，大
大连理工大学精品课程-材料力学性能-第一章-金属断裂(2)
解理面(001) 扩展方向[110]
挛晶面(112) 挛晶方向[111]
27
图1-67 解理舌形成示意图
2020年7月26日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日 准解理
材料中弥散细小的第二
相影响裂纹的形成与扩展，
使裂纹难于严格按一定晶体
学平面扩展，断裂路径不再 与晶粒位向有关，主要与细 小碳化物质点有关。其微观 特征似解理河流但又非真正 28 解理，故称准解理。
24
图1-64 河流通过大角度 晶界时的扇形花样
2020年7月26日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日
当解理裂纹通过扭转晶界时，因晶界两侧晶
体以边界为公共面转动一个角度，使两侧解理裂
纹存在位向差，故裂纹不能直接越过晶界而必须
重新成核，裂纹将沿若干组
新的相互平行的解理面扩展
而使台阶激增，形成为数众
1
m
E s
a0
2
s——表面能；
a0——原子面间距； E——弹性模量
1
1
形成裂纹的力学条件为： (f
i )
d
2
Es 2
2r a0
可得： f i 2Er s
da0
f——形成裂纹所需
的切应力；
7
2020年7月26日 第一章 单向静载下材料的力学性能 星期日 （二）、解理裂纹的扩展 以上所述主要涉及解理裂纹的形成，并不意味 着由此形成的裂纹将迅速扩展而导致材料断裂。解 理断裂过程包括以下三个阶段：塑性变形形成裂 纹；裂纹在同一晶粒内初期长大；裂纹越过晶界向 相邻晶粒扩展。
多的 “河流”，这与通过大角
度晶界的情况类似。
25
图1-65 河流花样通过扭转晶界
第二章钢筋和混凝土材料的力学性能1解读
2024/10/12
一、钢筋的物理力学性能
钢筋的力学性能指标 Index of mechanical properties of materials
强度指标
Index of strength
塑性指标
Index of deformation
fy --屈服强度 yielding strength
fu ---极限抗拉强度 ultimate tensile strength
stage
下屈服点
0.2%
有明显流幅的钢筋 Mild steel
无明显流幅的钢筋 Hard steel
钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同
河南理工大学土木工程学院
2024/10/12
一、钢筋的物理力学性能
强度指标Strength index
Steel reinforcement with stage of flow
2. 钢筋的分类(Types of reinforcing bar)
按化学成分(Chemical composition)
低碳钢（含碳量<0.25%） 含碳量越高，
碳素钢Carbon Steel （铁、碳、硅、锰、 硫、磷等元素）
强度越高，但
中碳钢（含碳量0.25~0.6%） 塑性和可焊性 高碳钢（含碳量0.6~1.4%） 减低
用钢筋试样拉断后断口两侧的残留应变(用百分率
表示)作伸长率，即
l' l 100 %
l
* 冷弯性能Cold-formed capacity:将直径为d的钢
筋绕直径为D的钢辊弯成一定的角度而不发生断
裂及起层现象
材料力学性能——第二章
一、缺口效应
（一）缺口试样在弹性状态下的应力分布（厚板）
理论应力集中系数
Kt max
与薄板相比， 厚板在垂直于板厚方向的收缩变形受到 约束，即：
z 0
z
1 E
[ z
(
x
y )]
z ( x y )
y＞ z＞ x
材料力学性能
一、缺口效应
（二）缺口试样在塑性状态下的应力分布（厚板）
一、应力状态软性系数α
(1)较硬的应力状态试验，主要用于塑性金属材料力学性能的测定。 (2)较软的应力状态试验，主要用于脆性金属材料力学性能的测定。
材料力学性能
第二节 压缩
一、压缩试验的特点
(1) 单向压缩试验的应力状态软性系数α=2，所以 主要用于拉伸时呈脆性的金属材料力学性能的测定。
(2) 拉伸时塑性很好的材料，在压缩时只发生压缩 变形而不断裂。
原因：
切应力：引起金属材料产生塑性变形以及韧性断裂。 正应力：引起金属材料产生脆性断裂。
反之亦然
1
材料力学性能
第一节 应力状态软性系数
材料在受到载荷作用时(单向拉伸)， max s
max k
产生屈服 产生断裂
在复杂的应力状态下（用三个主应力表示成σ1、σ2、 σ3 ）
最大切应力理论： max
一、缺口效应 定义
在静载荷作用下，由于缺口的存在，而使其尖端出现应力、应变集中； 并改变了缺口前方的应力状态，由原来的单向应力状态变为两向或三向 应力状态； 并使塑性材料的强度增加，塑性降低。
材料力学性能
一、缺口效应
（一）缺口试样在弹性状态下的应力分布（薄板）
在拉应力σ的作用下，缺口的存在使 横截面上的应力分布不均匀： 轴向应力σy分布：σy在缺口根部最大， 随着距离x↑ ，σy ↓ ，所以在缺口根部 产生了应力集中的现象。 横向应力σx分布：缺口根部可自由变形， σx=0，远离x轴，变形阻力增大， σx↑， 达到一定距离后，由于σy↓导致σx ↓。
清华大学出版社无机材料物理性能课后习题答案
清华大学出版社《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5%的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3GPa 和293.1GPa 。
1-11一圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉力F ，若其临界抗剪强度τf 为135MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。
解： 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t=0,t=∞和t=τ时的纵坐标表达式。
解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： 以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。
如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。
第二章脆性断裂和强度2-1求融熔石英的结合强度，设估计的表面能力为1.75J/m 2;Si-O 的平衡原子间距为1.6*10-8cm;弹性模量从60到75Gpaa E th γσ==GPa 64.28~62.2510*6.175.1*10*)75~60(109=- F τ N 60°53° Ф3mm )(112)(1012.160cos /0015.060cos 1017.3)(1017.360cos 53cos 0015.060cos 0015.053cos 82332min 2MPa Pa N F F f =⨯=︒︒⨯⨯=⨯=︒⨯︒⨯=⇒︒⨯︒=πσπτπτ：此拉力下的法向应力为为：系统的剪切强度可表示由题意得图示方向滑移2-2融熔石英玻璃的性能参数为：E=73Gpa ；γ=1.56J/m 2；理论强度σth=28Gpa 。
材料的力学性能强度、塑性
F
F
二、拉伸试验
0
拉伸试验是在静拉力的作用下，
1
对试样进行轴向拉伸，直至将试
样拉断，通过测量拉伸中力和试
样长之间的关系来判断材料的
性能。
0 2
实验仪器
0 3
万能材料试验机
2.拉伸原理
拉伸标准试样
标准试样直径为d，标 距长度为L。
标距L和直径d之间有 两种关系：L=5d或者 L=10d。
力-伸长曲线分析 力-伸长曲线 屈服 冷变形强化 颈缩 断裂
材料的力学性能指标：
强度、塑性、韧性、硬度、疲劳等。
一、强度和塑性
1. 强度：材料或构件在一定载荷下抵抗永久变形和断裂的能 力称为强度。（强度是材料整体抵抗变形和断裂的能力）
2. 弹性：物体受外力作用变形后，除去作用力时能恢复原来形 状的性质。
3. 塑性：在某种给定载荷下,材料产生永久变形的特性。一但 发生塑性形变则无法恢复。
202X
材料的力学性能
度
、
塑
性
202X
材料的力学性能:
材料在不同环境中，承受载荷（静载荷、动载荷、交变载荷）时 表现出的性能， 主要为变形、破坏。
研究材料的力学性能的目的：
确定材料在变形和破坏情况下的一些重要性能指标；作为选择、设计、制造机 械零件或工具的主要依据，也是评判材料质量好坏的重要判据。
2.拉伸试验中的强度指标
1)屈服强度：屈服现象是指试样在试样过程中，外载荷不变的情况下依然 继续变形。
σs=Fs/S0 其中：Fs是试样屈服时承受的拉伸力（N）；S0是试样原始横截面积（m2 ）。
2)规定残余伸长应力：很多材料没有明显的屈服现象。规定残余伸长应力 是指试样卸载拉伸力后，标距部分的伸长量达到规定的原始标距长度百分比 时产生的拉力与试样横截面比值。
材料力学性能教学课件材料在冲击载荷下的力学性能
总结词：材料的能量吸收能力是指在冲击载荷作用下，材料能够吸收的能量大小。材料的能量吸收能力与其种类、状态和结构等因素有关。
材料的抗冲击性能指标
冲击韧性是衡量材料抵抗冲击载荷破坏能力的重要指标。
总结词
冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量、抵抗破坏的能力。它受到材料的内部结构、温度、试样形状和尺寸等因素的影响。冲击韧性值越大，表示材料抵抗冲击载荷的能力越强。
通过在材料表面进行涂层或处理，改变其表面结构和性能，以达到提高抗冲击性能的目的。
表面处理和涂层技术可以在不改变材料本身性能的情况下，提高其抗冲击性能。例如，在金属表面进行喷涂、电镀或化学镀等处理，可以形成具有高硬度和高韧性的涂层，从而提高其抗冲击和耐磨性能。同时，表面处理还可以改变材料的表面粗糙度、硬度和附着力等性能，从而提高其抗冲击能力。
感谢观看
THANKS
材料力学性能教学课件ppt材料在冲击载荷下的力学性能
材料力学性能概述材料在冲击载荷下的力学性能材料的抗冲击性能指标提高材料抗冲击性能的方法
目录
材料力学性能概述
材料力学性能是指材料在受到外力作用时表现出来的特性，包括强度、硬度、韧性、塑性等。
这些特性与材料的内部结构和化学成分密切相关，是材料科学和工程领域研究的重要内容。
详细描述
疲劳裂纹扩展速率是指在循环载荷作用下，裂纹扩展的速率。它是评估材料在交变应力作用下的耐久性和可靠性的重要指标。疲劳裂纹扩展速率越小，表示材料的疲劳寿命越长，抵抗裂纹扩展的能力越强。
提高材料抗冲击性能的方法
通过添加合金元素，改变材料的成分，以达到提高抗冲击性能的目的。
合金元素的添加可以改变材料的晶体结构、相变行为和微观组织，从而提高材料的韧性、强度和耐冲击性能。例如，钢中添加铬元素可以提高其抗腐蚀和耐磨性能，而铝合金中添加镁元素则可以提高其强度和抗冲击性能。塑性ຫໍສະໝຸດ 材料在冲击载荷下的力学性能
材料的力学性能重点总结
名词解释：1加工硬化：试样发生均匀塑性变形，欲继续变形则必须不断增加载荷，这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。
2弹性比功：表示金属材料吸收塑性变形功的能力。
3滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随着时间延长产生附加弹性应变的现象。
4包申格效应：金属材料通过预先加载产生少来塑性变形，卸载后再同向加载，规定参与伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
5塑性：金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
常见塑性变形方式：滑移和孪生6应力状态软性系数：最大切应力最大正应力应力状态软性系数α越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易产生塑性变形α越小，表示应力状态越硬，则材料越容易产生脆性断裂7缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生拜年话，产生所谓―缺口效应―①缺口引起应力集中，并改变了缺口应力状态，使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。
②缺口使得材料的强度提高，塑性降低，增大材料产生脆断的倾向。
8缺口敏感度：有缺口强度的抗拉强度ζbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度ζb的比值. NSR=ζbn / ζs NSR越大缺口敏感度越小9冲击韧性：Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商10冲击吸收功：式样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功以Ak表示，单位J11低温脆性：一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属，当温度降低到、某一温度时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这种现象称为低温脆性12 脆性转变温度：当温度降低时，材料屈服强度急剧增加，而塑形和冲击吸收功急剧减小。
材料屈服强度急剧升高的温度，或断后延伸率，断后收缩率，冲击吸收功急剧减小的温度就是韧脆转变温度tk，tk是一个温度区间13疲劳贝纹线:以疲劳源为中心的近于平行的一簇同心圆.是疲劳源裂纹扩展时前沿的痕迹14疲劳条带：具有略显弯曲并相互平行的沟槽花样，是疲劳断口最典型的微观特征15驻留滑移带：金属在循环应力长期作用下，形成永久留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带，具有持久驻留性.16应力场强度因子KI ：表示应力场的强弱程度，对于某一确定的点的大小直接影响应力场的大小，KI 越大，则应力场各应力分量也越大17应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后产生的低应力脆断现象18氢致延滞断裂：高强度钢或α+β钛合金中，含有适量的处于固溶状态的氢，在低于屈服强度的应力持续作用下经过一段时间的孕育期后在金属内部，特别是在三向拉应力区形成裂纹，裂纹的逐步扩展，最后突然发生脆性断裂，这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂第一章2.力学性能指标的意义（1)δ0.2 对于拉伸曲线上没有屈服平台的材料，塑性变形硬化过程是连续的，产生0.2%残余伸长应力时刻的屈服强度。
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在受力作用下所表现出来的性能，包括强度、刚度、韧性等指标。
材料力学性能的好坏直接影响到材料在工程应用中的可靠性和安全性。
本文将介绍材料力学性能的相关概念和测试方法，并分析其对材料应用的影响。
一、强度强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
抗拉强度是指材料在拉伸力作用下，抗拉破坏的能力。
抗压强度是指材料在受压力作用下，抗压破坏的能力。
抗弯强度是指材料在受弯力作用下，抗弯曲破坏的能力。
强度的测试方法主要包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
材料的强度往往与其成分、结构和加工工艺有关。
例如，金属材料中添加合适的合金元素，可以提高其强度；陶瓷材料中控制晶粒尺寸和界面结合情况，可以提高其抗压强度；纤维增强复合材料中，纤维的分布和取向对抗弯强度有重要影响。
在工程设计中，需要根据具体应用情况选择合适的材料强度指标，并保证其符合设计要求，以确保结构的稳定性和安全性。
二、刚度刚度是指材料抵抗形变的能力，也可以理解为材料对外力作用下的变形程度。
常见的刚度指标包括弹性模量、切变模量等。
弹性模量是指材料在弹性变形范围内，单位应力下的应变，反映了材料的抗弹性变形能力。
刚度的测试方法主要包括拉伸试验、扭转试验等。
材料的刚度与其物理性质和结构密切相关。
高弹性模量的材料具有较高的刚度，其在受力下变形较小；而低弹性模量的材料具有较低的刚度，其在受力下变形较大。
在工程设计中，需要根据结构的刚度要求选择合适的材料，以确保结构的稳定性和正常运行。
三、韧性韧性是指材料抵抗断裂的能力，反映了材料在受力下的变形能力和吸能能力。
常见的韧性指标包括断裂韧性、冲击韧性等。
断裂韧性是指材料在断裂前所能吸收的能量。
冲击韧性是指材料在受冲击载荷下，能够抵抗破坏的能力。
韧性的测试方法主要包括冲击试验、拉伸试验等。
材料的韧性与其断裂机制和微观结构有关。
例如，金属材料中的晶界和位错可以有效地阻止裂纹扩展，提高韧性；聚合物材料中的交联结构和链段运动可以吸收能量，提高韧性。
【材料物理性能与力学性能】第1-2章
内耗：材料在变形过程中被吸收的功。
弹性滞后环：应力-应变曲线中，加载线和卸载线不重合而形成一 个封闭回路，称为弹性滞后环。 弹性滞后环说明加载时材料吸收的变形功大于卸载时材料释放的 变形功，有一部分加载变形功被材料吸收，即为内耗，其大小等 于弹性滞后环的面积。(内耗大小主要取决于应变和应力之间的位 相差)
2）晶体结构
单晶体：各向异性
多晶体：伪各向同性
最大值与最小值差值可达4倍
非晶：各向同性
3）化学成分----引起原子间距和键合方式的变化
4）微观组织----影响较小
晶粒大小对E值无影响；
第二相的影响取决于体积比例和分布状态；
冷加工的影响在5%以内
5）温度----温度升高，E降低
特例：橡胶。其弹性模量随温度升高而增加。
三、影响金属材料屈服强度的因素
1、晶体结构
（派纳力）
位错宽度w大，位错易于移动， bcc金属相反
p n小，屈服强度小，如fcc金属.
2、晶界和亚结构 晶界越多，晶粒越小，位错中应力集中程度不够，需要更大
的外加切应力才能够使位错运动，因此屈服强度越大。——
细晶强化
3、溶质元素——固溶强化 此外，
上屈服点：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值。 su
屈服平台（屈服齿）：屈服伸长对应的水平线段或曲折线段。
材料产生屈服的原因：与材料内部的位错运动有关。
位错运动速率与切应力的关系： v ( )m 0
'
其中，m 为位错运动速率应力敏感指数。
'
b v
：塑性应变速率
6）加载条件和负荷持续时间 加载方式、速率和负荷持续时间对金属材料、陶瓷材料 影响很小。
全套课件 材料力学性能(第2版)时海芳
e l dL ln L ln L0 L ln(1 )
l0 L
L0
L0
e
F dA
A
ln
F0 A
A0
ln A0 A ln(1 )
2.试样:
Ｋ= 11.3
比例试样 l 0 K F 0
Ｋ=5.65 非比例试样
3. 加载速度： （形变速率10－2～10－4）
dP dt
屈服前 １kg/mm2·s
屈服后： 生产检验 1~3 kg/mm2·s
夹头 0.5l 0 /min
4. 环境条件：20±10℃
第一章 材料在单向静拉伸载荷下的力学性能 单向静拉伸实验演示
第一章 材料在单向静拉伸载荷下的力学性能
二、拉伸力-伸长曲线的类型 a. 脆性材料：
弹性变形
断裂
b. 有色金属：
弹性变形
u
c.高锰钢、铁青铜：
弹性变形
u
d.加工硬化不明显：
弹性变形
b
e. 纯铜、纯铝：
u
断裂
b 断裂
断裂 断裂
第一章 材料在单向静拉伸载荷下的力学性能
三、应力-应变曲线（σ-ε） 将拉伸力-伸长曲线的纵、横坐标分别用拉
绪论
3. 材料力学性能的微观机制
4. 材料力学性能的测试技术
四、研究目的和意义
1.正确地使用材料。 2. 评价材料合成与加工工艺的有效性，并通过控制材料的加工 工艺提高材料的力学性能。
3. 可在材料力学性能理论的指导下，采用新的材料成分和结 构，或新的加工和合成工艺，设计和开发出 新材料，以满足 对材料的更高需求。
第一章
材料在单向静拉伸载荷下 的力学性能
第一章 材料在单向静拉伸载荷下的力学性能
astm a105的1级2级3级锻造化学成分区别
astm a105的1级2级3级锻造化学成分区别ASTM A105是美国材料与试验协会（ASTM）发布的标准规范，用于规范碳钢材料的化学成分、力学性能和其他相关要求。
在ASTM A105标准中，碳钢材料通常分为1级、2级和3级，每个级别的化学成分和力学性能都有一定的要求和差异。
本文将重点讨论ASTM A105的1级、2级和3级锻造材料的化学成分区别，以便更好地了解这些碳钢材料的特性和适用范围。
1. ASTM A105材料概述ASTM A105标准规定了一种通用的碳钢锻件材料，适用于高温和高压环境下的阀门、法兰和其他压力容器的制造。
这些材料通常用于石油、化工、电力、天然气和其他工业领域，具有良好的加工性能、焊接性能和机械性能。
ASTM A105材料的化学成分对其性能有重要影响，因此在选择合适的材料等级时需要充分了解其化学成分要求。
2. ASTM A105材料的化学成分要求根据ASTM A105标准，碳钢材料的化学成分主要包括碳含量、硫含量、磷含量、硅含量、锰含量等。
这些元素对材料的硬度、强度、塑性和耐蚀性都有重要影响，因此在生产和使用过程中需要严格控制其含量。
2.1 ASTM A105材料的碳含量要求碳是钢铁中最主要的合金元素，对其力学性能和加工性能都有显著影响。
在ASTM A105标准中，1级、2级和3级材料的碳含量要求分别为0.25%、0.35%和0.35%，这表示1级材料的碳含量最低，而2级和3级材料的碳含量相对较高。
碳含量的增加可以提高材料的硬度和强度，但在焊接和加工时可能导致脆性增加，因此需要根据具体应用场景进行选择。
2.2 ASTM A105材料的硫含量和磷含量要求硫和磷是钢铁中的杂质元素，其含量对钢的焊接性能和耐蚀性都有不良影响。
根据ASTM A105标准，1级和2级材料的硫含量要求不超过0.05%，磷含量不超过0.04%，而3级材料的硫含量要求不超过0.045%，磷含量不超过0.05%。
1-2材料的力学性能和工艺性能
2 2
kgf/mm2 (试验力F单位用kgf)
布氏硬度
测定原理
布氏硬度计
1）布氏硬度
布氏硬度的表示方法： HBS 压头为淬硬钢球 HBW 压头为硬质合金球 一般在零件图或工艺文件上标柱材料要求的布氏硬度值 时，不规定试验条件，只标出要求的硬度范围和硬度符号， 例如200～230HBS。 HBS用于测试硬度值小于450的材料；HBW用于测量硬度 值在450～650范围的材料。 布氏硬度主要用来测定铸铁、有色金属、以及退火、正 火和调质处理的钢材的硬度，如半成品和原材料。
4、韧性与疲劳强度
1）韧性
韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,可用来衡量 金属材料抵抗冲击载荷能力。
韧性的判据通过冲击试验来测定。
40Cr钢冲击吸收功测定试验
2）冲击韧性值 AK = G（H1 – H2）（J）
ak = AK /S （J/m2）
试验在专门的摆锤式冲击试验机上进行，把试样放在试验机的支承面上， 试样的缺口背向摆锤冲击方向。将质量为m的摆锤安放到规定的高度H， 然后下落，将试样打断，并摆过支点升到某一高度h，试样在冲击试验力 一次作用下，折断时所吸收的功为冲击吸收功为Ak。
铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的 一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸 模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的 能力；偏析指化学成分不均性。
锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受 塑性变形而不破裂的能力。
材料的工艺性能
• 焊接性能：指金属材料通过加热或加热和 加压焊接方法，把两个或两个以上金属材 料焊接到一起，接口处能满足使用目的的 特性。
金属的力学性能
2、塑性
指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。塑性判据是 断后伸长率和断面收缩率。 1）断后伸长率 断后伸长率是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。
材料力学性能-第2版课后习题答案
第一章 单向静拉伸力学性能1、 解释下列名词。
2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、 说明下列力学性能指标的意义。
答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。
组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。
【P4】4、 现有45、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料作为机床起身，为什么？选灰铸铁，因为其含碳量搞，有良好的吸震减震作用，并且机床床身一般结构简单，对精度要求不高，使用灰铸铁可降低成本，提高生产效率。
5、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。
为什么脆性断裂最危险？【P21】答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。
6、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。
材料的力学性能有哪些
材料的力学性能有哪些材料的力学性能是材料的重要性能之一，它可以从物理学和材料学的角度来考虑。
文章通过回顾、总结相关力学性能的概念，介绍材料的力学性能的分类，总结和讨论力学性能的影响因素，以及近年来力学性能的相关技术发展，旨在为大家深入了解材料的力学性能提供参考。
一、材料的力学性能1、定义力学性能是一种对材料造成外力作用时材料的变形和断裂特性的描述。
它是材料受外力作用时生成的变形、损耗、失效和断裂性能指标，也是评估材料性能的重要指标。
力学性能由材料强度、塑性性能、硬度、刚性、弹性、断裂性能等组成。
2、分类根据材料的力学性能的不同性质，可以将它分为静态性能和动态性能。
（1）静态性能是指材料在恒定力作用下的变形或断裂性能，具体又可以分为抗拉强度、抗压强度、弹性模量、抗剪强度、断裂硬度、抗蠕变强度、塑性变形率以及抗冲击性能等。
（2）动态性能是指材料在变化的力或频率作用下的变形或断裂性能。
常见的指标有拉伸强度、屈服强度、抗疲劳强度、抗韧性、低周疲劳极限等。
二、影响力学性能的因素1、组织结构材料的力学性能主要受材料的组织结构影响。
材料的组织结构包括材料的基体组织、细观结构以及表面处理等。
其中材料细观结构和表面处理是影响力学性能的重要因素，例如材料的细观结构可影响材料的力学强度、韧性和断裂等，表面处理可影响材料的磨损性、抗腐蚀性、耐腐蚀性等。
2、成分材料中含有的物质成分是影响力学性能的重要因素。
材料中物质成分的多少和含量对材料的力学性能具有重要影响，例如合金中添加的各种微量元素可以改善材料的力学性能，改进材料的强度、硬度、耐磨性和断裂强度等。
三、近年来力学性能技术发展1、改性技术近年来，科学家们采用改性技术，设计和合成新型纳米功能介质，从而改变材料的组织结构和相应的力学性能。
例如纳米丝增强的复合材料可以改变材料的组织结构，从而改善材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗蠕变强度、断裂硬度和抗冲击性能等。
2、复合技术复合技术也是改善材料力学性能的重要手段。
- 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)。
的，因为刃位错不能产生交滑移，因而随应变增 加，刃位错密度增大，而产生应变硬化。
2、应变硬化指数 . 有了应变硬化的能力，使金属具有可以承受超过屈服 强度的应力而不致引起整个构件的破坏的特性。 应变硬化能力的表征形式：
S Ke
n
式中：S为真实应力；e为真应变； n为应变硬化指数；K 为硬化系数，是真应变位1时的实应力。 n反映了材料阻止继续塑性变形的能力。 n =1时，弹性体， S与e成正比， n =0时，S=K=常 数，没有应变硬化能力，多数金属的n值在0.1—0.5。
n b K e
n
六、塑性与塑性指标
塑性—材料断裂前产生塑性变形的能力。
塑性作用： （1）过载时，可避免构件突然破坏； （2）当构件存在台阶等而产生局部应力集中时， 通过塑性变形可削减应力高峰使之重新分布； （3）利于塑性加工和修复的顺利进行。
第五节
断
裂
断裂—固体材料在力作用下分成若干部分现象。 断裂是力对材料作用的最终结果，材料彻 底失效。与磨损、腐蚀等失效相比，危害最大。
3、应变硬化的意义
（1）使金属进行均匀的塑性变形。因为已变形的 部位产生加工硬化，屈服强度提高，将变形转移 未变形部位，如此反复，可获得均匀的塑性变形， 从而获得合格的冷变形制品。
（2）切削低碳钢时，易产生粘刀现象。如果加工 前进行冷变形降低塑性，便可易断屑，改善加工 性能。
（3）应变硬化可使金属构件具有一定抗偶然过载 的能力，保证安全。
一、断裂的类型及断口特征 断裂过程 断裂过程包括裂纹的形成与扩展两个阶段。 断裂类型 材料、断裂条件不同，断裂的机理与特征也 不相同。 按宏观塑性变形程度 脆性断裂 韧性断裂
按断裂时裂纹扩展途径 穿晶断裂 沿晶（晶界）断裂 按微观断裂机理 解理断裂 剪切断裂 按作用力分 正断 切断
并非所有的材料或同一材料在不同条件下都 具有相同类型的拉伸曲线。
实验条件 ： 在室温下，光滑圆柱试样在缓慢加载和低的变形速率下进行。 材料：陶瓷、工程塑料、橡胶、淬火后高温回火高碳钢、低合金结构钢、黄铜。
1、淬火后高温回火
高碳钢；
2、低合金结构钢；
3、黄铜；
4、陶瓷
5、工程塑料；
6、橡胶。
二、应力—应变曲线
四、应变硬化
应变硬化—材料在应力作用下进入塑性变形后，
随着变形量的增大，变形应力不断提高的现象。
应变硬化是材料阻止继续塑性变形的一种力学
性能。
1、应变硬化机理
普遍认为，应变硬化是塑性变形过程中的多 系滑移和交滑移造成的。
多滑移过程中，位错的交互作用，形成割阶、胞
状结构等障碍，使位错运动的阻力增大，而产生 应变硬化。
第二节 弹性变形及其性能指标
一、弹性变形的本质 加力—弹性变形—外力去除—变形消失恢复原
状。
因此，弹性变形都是可逆的，都是原子（离
子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反映。
二、弹性模数（或弹性系数、弹性模量）
弹性模数是材料对弹性变形的抗力，即材料的 刚度，其值越大，在相同应力下产生的弹性变形 越小。
2、陶瓷材料的塑性变形
通过位错的滑移实现塑性变形。一般呈多
晶状态，而且存在气孔、微裂等，位错不易传
播，易产生应力集中，形成裂纹引起断裂，所
以陶瓷材料很难进行塑性变形。
3、高分子材料的塑性变形 .
分为结晶态高分子材料和非晶态高分子材料。
结晶态高分子材料的塑性变形是由薄晶转变为沿
切应力方向排列的微纤维束的过程；非晶态高分
《高等材料性能学》
课程的目的和任务：
（1）进一步掌握材料主要性能的基本概念、物 理性质、变化规律以及性能指标的工程含义。 （2）了解影响材料性能的主要因素及材料性能 与其化学成分、组织结构之间的关系。 （3）基本掌握改善或提高材料性能指标、充分 发挥材料性能潜力的途径，以及材料或机件失 效的基本分析方法。
第四节
塑性变形及其性能指标
一、塑性变形机理
塑性变形——微观结构的相邻部分产生永久性位
移，并不引起材料破裂的现象。材料不同，塑性
变形机理也不同。
1、金属材料的塑性变形
实质：
原子相对移动到新的稳定位置，其移动距离
往往超过晶格中的原子间距，使原子失去恢复到 原始状态的能力。因此，产生永久变形。
塑性变形的两种基本形式：
四、比例极限与弹性极限 比例极限σp—是保证材料的弹性变形按正比关 系变化的最大应力。 弹性极限σe—是材料由弹性变形过渡到弹—塑 性变形时的应力。
σp 、 σe的工程意义： 对于服役时其应力应变关系严格遵守线性关系 的构件，如测力计弹簧，则应以比例极限作为 选择材料的依据； 对于服役条件下不允许产生微量塑性变形的机 件，设计时应按弹性极限来)
.
m
应变速率较高，材料的屈服应力显著提高。 应力状态也影响屈服强度，切应力分量越大， 越利于塑性变形，屈服强度越低。
研究影响金属材料屈服强度因素的意义
屈服强度是对成份、组织、温度、 应力状 态等极为敏感的力学性能指标。
因此，改变金属的成份或热处理工艺都可
使屈服强度产生明显变化。
是设计、研究的计算依据；
也是材料评定、选用及加工工艺选择的主要依
据。
第一节 力—伸长曲线和应力—应变曲线
一、力—伸长曲线
实验条件
在室温下，光滑圆柱试样在缓慢加载和低的
变形速率下进行。
变形可分为几个阶段？
变形可分为4个阶段：弹性变形、屈服变形、均 匀塑性变形和不均匀集中塑性变形。
实验条件 ： 在室温下，光滑圆柱试样在缓慢加载和低的变形 速率下进行。
3、化学成分 化学成分的变化将引起原子间距或键合方式 合金的弹性模数随着组成元素的质量分数、晶体 结构、组织状态的变化而变化。
的变化，因此也将影响弹性模数。与纯金属相比，
如在铝中加入Ni、Si，弹性模数由纯铝的
6.5×104 MPa 提高到9.38×104 MPa。
4、微观组织 金属材料，在合金成分不变的情况下，显微 组织对弹性模数的影响较小，晶粒大小对E值无 影响。 5、温度 一般，温度升高，原子间距增大，结合力弱， 弹性模数降低。
五、抗拉强度与缩颈 抗拉强度σb—试样拉断过程中最大实验力所对应 的应力。 σb = Fb / A0 式中： Fb为最大拉应力； A0为试样原始横截面积。
缩颈—拉伸实验时，变形集中于局部区域的特殊状态。 缩颈形成点对应于应力—应变曲线的最大载荷点，因 此可导出应力、应变、应变硬化指数的关系:
缩颈应力依赖于材料的应变硬化 系数K和应变硬化指数n。
子材料的塑性变形机理主要是形成银纹。是高分
子材料变性过程中产生的一种缺陷，随着变形量
的增加，银纹数量不断增加，导致断裂。
银纹的形成过程：
银纹产生于高分子材料的弱结构或缺陷部
位。在拉应利作用下，材料的弱结构或缺陷部
位先被拉开，形成亚微观裂纹或空洞，这些空
洞继续发展变形成肉眼可见的银纹。
二、屈服现象与屈服强度 1、屈服现象 拉伸过程中，外力不增加试样仍继续伸长的现 象称为屈服现象。 屈服是材料由弹性变形到向弹—塑性变形过渡 的明显标志。 材料在拉伸屈服时的应力值称为屈服点或屈服 强度，用σs表示。
晶体滑移 滑移是金属晶体在切应力下，沿滑移面和 滑移方向进行的切变过程。滑移面和滑移方向 组成滑移系，通常滑移系越多，塑性越好。 晶体孪生 孪生也是金属晶体在切应力下，产生的塑 性变形方式。fcc、bcc和密排六方3类晶体都 能以孪生方式产生塑性变形，但fcc晶体只在 很低的温度下才能产生孪生变形。
1、韧性断裂与脆性断裂 （1）韧性断裂 断裂前及过程中产生明显宏观塑性变形。裂 纹扩展缓慢，而且要消耗大量塑性变形能。 断口特征 断口为暗灰色、纤维状。纤维状是塑性变形 过程中，众多微细裂纹的不断扩展和相互连接 造成的。而暗灰色则是纤维状断口表面对光的 反射能力很弱造成的。 如塑性较好的金属材料及高分子材料在室温 的静拉伸断裂的断口。
拉伸时，
.
E
G
剪切时，
E和G分别为杨氏模数和切变模数。
弹性模数的意义及作用
设计时为保证不产生过大的弹性变形（外力
一定），要考虑所选材料的弹性模数。
E
有些情况既要保证刚度，又要求轻，这时
使用“比弹性模数”指标。
比弹性模数（比模数或比刚度）
比弹性模数——是弹性模数与其单位体积质量的比
？
屈服强度的工程意义： （1）作为防止因材料过量塑性变形而导致构件失 效的设计和选材的依据。
（2）根据屈强比的大小，衡量材料进一步产生塑
性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确
定构件缓解应力集中防止脆断的参考依据。
提高屈服强度，不宜使机件产生塑性变形，但
屈强比增大，则不利于应力集中部位通过塑性变形
（2）脆性断裂
断裂前基本上不产生明显宏观塑性变形。无
明显预兆，快速断裂，具有很大的危险性。
断口特征
断口一般与正应力垂直，比较齐平光亮，常
呈放射状或结晶状。
如淬火钢、灰铸铁等。
.
（ （脆性断裂特征）
3、剪切断裂与解理断裂
剪切断裂与解理断裂是两种不同的微观断裂
方式。
（1）剪切断裂
是材料在切应力的作用下，沿滑移面滑移
值。
如空间飞行器用的材料，既要保证刚度，又 要求较轻的质量．就要用比弹性模数来作为衡量 材料弹性性能的指标。
陶瓷的比弹性模数一般都比金属材料的大； 而金属材料中，大多数金属的比弹性模数相差不 大，只有铍的弹性模数突出。
三、影响弹性模数的因素 弹性模数是构成材料的离子或分子之间键合 强度的主要标志。因此，影响键合强度的因素都 影响弹性模数。 影响弹性模数的因素