愛華網(wǎng)分類：機(jī)械工程材料的常用性能：使用性能（力學(xué)、物理、化學(xué)）和工藝性能（加工、鑄造、焊接）
一、材料變形的過程
三個(gè)階段：彈性變形、彈塑性變形、斷裂。
二、剛度
定義：工程上，指構(gòu)件或零件在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。
計(jì)算：等于材料彈性模量E與零構(gòu)件截面積A的乘積。
彈性模量E：材料在彈性變形范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比值為彈性模量E=σ/ε（MPa）。它表示的是材料抵抗彈性變形的能力，反映了材料發(fā)生彈性變形的難易程度。
二、強(qiáng)度、塑性、硬度——材料在靜載荷下的性能指標(biāo)
1．強(qiáng)度
定義：在外力作用下，材料抵抗變形或斷裂的能力。
物理意義：材料在每個(gè)變形階段的應(yīng)力極限值。
（1）彈性極限σe
材料在外力作用下發(fā)生純彈性變形的最大應(yīng)力值為彈性極限σe，即A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，表征材料發(fā)生微量塑性變形的抗力。
（2）屈服強(qiáng)度σs
試樣發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力值，屈服點(diǎn)S的應(yīng)力值稱為屈服強(qiáng)度σS，表征材料開始發(fā)生明顯的塑性變形。
沒有明顯的屈服現(xiàn)象發(fā)生的材料，用試樣標(biāo)距長(zhǎng)度產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力值作為該材料的屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示，稱為條件屈服強(qiáng)度。意義同σS。
（3）抗拉強(qiáng)度σb
材料在拉伸載荷作用下所能承受的最大應(yīng)力值σb稱為抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限，表征材料的斷裂抗力。
強(qiáng)度是零件設(shè)計(jì)和選材的主要依據(jù)。
2．塑性
定義：材料在外力作用下，產(chǎn)生塑性變形而不破斷的能力稱為塑性。
指標(biāo)：工程上常用延伸率δ和斷面收縮率ψ作為材料的塑性指標(biāo)。
材料的δ和ψ值越大，塑性越好。
3．硬度
定義：指材料表面抵抗局部塑性變形的能力，是表征材料軟硬程度的一種性能。通常材料的強(qiáng)度越高，硬度也越高，耐磨性也越好。
硬度指標(biāo)：與試驗(yàn)方法有關(guān)。生產(chǎn)上，常用靜載壓入法，常用方法有：布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
布氏硬度HBS：淬火鋼球壓頭，壓痕大，不能測(cè)太硬度的材料，適用于測(cè)量退火和正火鋼、鑄鐵、有色金屬等材料的硬度。
洛氏硬度HRC：錐角為120°的金剛石圓錐體壓頭，適用于調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳鋼等硬度的測(cè)量。
洛氏硬度HRB：Φ1.59mm淬火鋼球壓頭，適用于測(cè)量有色金屬、鑄鐵、退火態(tài)和正火態(tài)鋼等。
洛氏硬度與布氏硬度相比壓痕小，軟硬材料都可以測(cè)量，但同樣不同標(biāo)尺之間不可相互比較硬度值的大小。
維氏硬度HV：錐面角為136°的金剛石四棱錐體為壓頭，適于測(cè)定薄件和經(jīng)表面處理零件的表面層的硬度，如滲碳層、表面淬硬層、電鍍層等，以及微觀組織的硬度。
維氏硬度測(cè)定的硬度值比布氏、洛氏精確，壓痕小，改變負(fù)荷可測(cè)定從極軟到極硬的各種材料的硬度，并統(tǒng)一比較。
剛度：剛度設(shè)計(jì)中，考慮構(gòu)件在受力時(shí)發(fā)生的彈性變形量。主要力學(xué)性能是材料的彈性模量。如精密機(jī)床主軸等零構(gòu)件。
彈性指標(biāo)：在設(shè)計(jì)彈性零件時(shí)，需考慮彈性極限和彈性模量是的性能指標(biāo)。如汽車板簧和各類彈簧等。
屈服強(qiáng)度和塑性：一般零件的抗斷裂設(shè)計(jì)。
硬度：在耐磨零件中必須考慮的性能指標(biāo)。如滾動(dòng)軸承等。
三、沖擊韌性
定義：指在沖擊載荷作用下，材料抵抗沖擊力的作用而不被破壞的能力，是材料強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。
衡量指標(biāo)：沖擊韌度ak (ak＝Ak/Fk )
aK值測(cè)定方法：一次彎曲沖擊實(shí)驗(yàn)法，
物理意義：試樣在沖斷時(shí)單位橫截面積上所消耗的沖擊功AK，單位為J/cm2。aK值越大，表示材料的沖擊韌性越好。
應(yīng)用：
（1）評(píng)價(jià)材料冶金質(zhì)量和鍛造及熱處理的缺陷（因其對(duì)材料中的缺陷比較敏感），與屈服強(qiáng)度結(jié)合用于一般零件抗斷裂設(shè)計(jì)。
（2）低溫沖擊試驗(yàn)，測(cè)量材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度TK。T 〉TK為韌性斷裂，不希望材料在TK溫度以下工作。
四、疲勞強(qiáng)度—交變載荷
交變載荷：載荷大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期變化的載荷。
疲勞斷裂：零件在交變載荷下經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間工作而發(fā)生低應(yīng)力斷裂的現(xiàn)象成為疲勞斷裂。
疲勞斷裂過程：裂紋萌生、疲勞裂紋擴(kuò)展、最后斷裂。
疲勞抗力指標(biāo)：疲勞極限，又稱疲勞強(qiáng)度，用σ－1表示。材料經(jīng)過無限次應(yīng)力循環(huán)不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力，即疲勞曲線上水平部分對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值。
疲勞斷裂的原因：一般認(rèn)為是，由于材料表面與內(nèi)部的缺陷（夾雜、劃痕、尖角等），造成局部應(yīng)力集中，形成微裂紋。隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，微裂紋逐漸擴(kuò)展，使零件的有效承載面積逐漸減小，以致于最后承受不起所加載荷而突然斷裂。
提高材料疲勞抗力的措施：通過合理選材，改善材料的結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中，減小材料和零件的缺陷；提高零件表面光潔度；對(duì)表面進(jìn)行強(qiáng)化，噴丸處理等，可以提高材料的疲勞抗力。
