材料的力学性能是指材料在特定温度和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力。这一性能是评估材料在工程应用中表现的关键参数,主要包括以下几个主要指标:
1. 强度:强度是指材料在受到外力作用时,对变形或断裂的抵抗能力。它是设计中确定允许应力的重要依据。常用的强度指标包括屈服强度(σS或σ0.2)和抗拉强度(σb)。在高温工作条件下,还需要考虑蠕变极限(σn)和持久强度(σD)。
2. 塑性:塑性是指材料在断裂前能够发生塑性变形的能力。它包括伸长率(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;以及冷弯(角)α,即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度。
3. 韧性:韧性是指材料抵抗冲击负荷的能力。它通常用冲击功(Ak)和冲击韧性值(αk)来表示。这些值不仅反映了材料的抗冲击性能,而且对材料的缺陷非常敏感,能够灵敏地显示出材料质量、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。冲击试验,尤其是低温冲击试验,能够检验钢的冷脆性。
4. 硬度:硬度是衡量材料软硬程度的性能指标。硬度测试方法众多,原理各异,测得的硬度值和含义也不尽相同。常用的静负荷压入法硬度测试包括布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),这些值表示材料表面抵抗硬物体压入的能力。肖氏硬度(HS)属于回跳法硬度测试,其值代表金属弹性变形功的大小。因此,硬度不是一个简单的物理量,而是反映材料弹性、塑性、强度和韧性等综合性能的指标。
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