C1-第一节 宏观变形规律与性能指标

1、第一节第一节 宏观变形规律与性能指标宏观变形规律与性能指标第二节第二节 塑性变形与强化机制塑性变形与强化机制第三节第三节 硬度硬度第四节第四节 带缺口或裂纹体的力学行为带缺口或裂纹体的力学行为第五节第五节 疲劳疲劳第六节第六节 磨损磨损第二章第二章 材料的力学性能材料的力学性能 力学性能力学性能是指材料在外力作用下表现出是指材料在外力作用下表现出 来的性能。主要包括：硬度、来的性能。主要包括：硬度、 强度、塑性、韧性及疲劳强度等。强度、塑性、韧性及疲劳强度等。 金属材料的性能，主要包括：金属材料的性能，主要包括：工艺性能工艺性能是指金属材料使用某种工艺是指金属材料使用某种工艺 方法进行加工的难

2、易程度。方法进行加工的难易程度。使用性能使用性能是指金属材料在正常工作条件是指金属材料在正常工作条件 下所表现出来的下所表现出来的力学性能力学性能、物、物 理性能和化学性能。理性能和化学性能。影响金属材料性能的影响金属材料性能的主要因素：主要因素： 材料的材料的组织组织和和晶体结构晶体结构。第一节第一节 宏观变形规律与性能指标宏观变形规律与性能指标、非晶体的流变规律、非晶体的流变规律与金属材料相比，非晶态高聚物力学性能的最大与金属材料相比，非晶态高聚物力学性能的最大特点是特点是高弹性高弹性和和粘弹性粘弹性。高聚物的高聚物的高弹性高弹性是指弹性应变大，可达是指弹性应变大，可达100%1000%；

3、弹性模量低，为弹性模量低，为2MPa20MPa；弹性模量随温度升高；弹性模量随温度升高成正比增加。这是高分子链的成正比增加。这是高分子链的柔性柔性在性能上的表现。在性能上的表现。粘弹性粘弹性是指高聚物材料不但具有弹性材料的一般特性，是指高聚物材料不但具有弹性材料的一般特性，同时还具有粘性流体的一些特性。在较小的应力作用同时还具有粘性流体的一些特性。在较小的应力作用时，非晶体材料就会出现没有确定状态的流变，即粘时，非晶体材料就会出现没有确定状态的流变，即粘弹性现象，且外力去除后，形变不能恢复。粘弹性变弹性现象，且外力去除后，形变不能恢复。粘弹性变形具有弹性和粘性变形两方面的特性。形具有弹性和粘性

4、变形两方面的特性。 线型非晶态高聚物在几种典型状态下的应力线型非晶态高聚物在几种典型状态下的应力-应变曲线应变曲线1-硬脆硬脆 2-强硬强硬 3-强韧强韧 4-柔韧柔韧 5-软弱软弱线型无定形聚合物的温度线型无定形聚合物的温度-形变曲线形变曲线 二、晶体材料变形的三个阶段二、晶体材料变形的三个阶段晶体材料在外力作用下的变形过程可分为晶体材料在外力作用下的变形过程可分为弹性变形弹性变形、弹塑性变形弹塑性变形和和断裂断裂三个连续的阶段。三个连续的阶段。 三、强度和塑性指标三、强度和塑性指标在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力，用符号续伸长时

5、的应力，用符号s表示。表示。条件屈服极限条件屈服极限：试样卸除载荷后，其标距部分试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%0.2%时的应时的应力，用符号力，用符号0.20.2表示。表示。在拉伸试验过程中，材料不产生塑性变形时的在拉伸试验过程中，材料不产生塑性变形时的最大应力最大应力，用符号，用符号e表示。表示。应力与应变保持正比关系的最大应力。应力与应变保持正比关系的最大应力。1 1、比例极限、比例极限p p2 2、弹性极限、弹性极限e3 3、屈服极限、屈服极限s材料在断裂前所能承受的材料在断裂前所能承受的最大应力最大应力，用符号，用符号b

6、b表示。表示。4 4、抗拉强度、抗拉强度bl1-l0l0100%=l1试样拉断后的标距试样拉断后的标距,mm;l0试样的原始标距试样的原始标距,mm。试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。5 5、伸长率、伸长率S0-S1S0=100%S0试样原始横截面积试样原始横截面积,mm2；S1颈缩处的横截面积颈缩处的横截面积,mm2 。试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。原始横截面积的百分比。6 6、断面收缩率、断面收缩率四、理论断裂强度四、理论断裂强度在外加正应力作用下，将晶体的两个原子面沿垂直

7、在外加正应力作用下，将晶体的两个原子面沿垂直于外力方向拉断所需的应力，即于外力方向拉断所需的应力，即理论断裂强度理论断裂强度。实际。实际金属材料的断裂应力仅为理论值的金属材料的断裂应力仅为理论值的1/101/1000。 实际材料中已经存在裂纹，当平均应力还很低实际材料中已经存在裂纹，当平均应力还很低时，局部应力集中已达到很高数值，时，局部应力集中已达到很高数值，从而使裂从而使裂纹快速扩展并导致脆性断裂，根据能量平衡原纹快速扩展并导致脆性断裂，根据能量平衡原理可计算出裂纹自动扩展时的应力值，即理可计算出裂纹自动扩展时的应力值，即带裂带裂纹体的断裂强度。纹体的断裂强度。五、高温蠕变五、高温蠕变所谓所谓蠕变蠕变，就是金属在长时间的恒温、恒载荷，就是金属在长时间的恒温