“材料的力学性能”是什么?其有哪些主要指标?

Question

如题所述

Answer 1

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。