金属材料有哪些力学性能举例说明（一起学机械设计-材料篇11-金属材料的主要力学性能简介）

金属材料的力学性能就是指在不同的力的作用下，金属材料所表现出来的一系列特性。金属材料的力学性能主要研究金属材料在力或力和其他外界因素共同作用下所表现出的特性，诸如在不同载荷作用下所造成的弹性变形、塑性变形、断裂（脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂等）以及金属材料抵抗变形和断裂能力的衡量指标，如强度、硬度、塑性、韧性、断裂韧度等等。

金属材料的力学性能指标很多，这里仅介绍金属材料的主要力学性能。

低碳钢温室拉伸曲线

上图是低碳钢温室拉伸曲线，由上面的曲线我们大致可以定义如下力学性能指标。

比例极限σp：金属材料拉伸力与变形量成正比例关系的最大应力，即拉伸图上开始偏离直线时的应力称为比例极限。

弹性极限σe：金属材料在弹性变形范围内，试样不产生塑性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限。一旦材料承受的力超过材料的弹性极限，材料就会发生永久性形变。

弹性模量E：金属材料在弹性变形阶段，其拉伸力和变形量的比例系数称为弹性模量。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，弹性模量越大，使材料发生弹性变形的力也越大，即材料刚度越大。

上屈服强度ReH和下屈服强度ReL：当金属材料发生屈服现象而加载力首次下降前的最高应力称为上屈服强度。在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力称为下屈服强度。

规定非比例延伸强度Rp：非比例延伸率等于变形量达到规定的变形百分率时的应力，称为规定非比例延伸强度Rp。使用的符号应附以下脚注说明所规定的百分率，例如Rp0.2表示规定非比例延伸率为0.2%时的应力。

抗拉强度Rm：金属材料所能承受的最大的拉伸应力称为抗拉强度。

抗弯强度σbb：金属材料所能承受的最大的弯曲应力称为抗弯强度。

抗剪强度τb：金属材料所能承受的最大的剪切应力称为抗剪强度。

抗扭强度τm：金属材料所能承受的最大的扭切应力称为抗扭强度。

持久强度σb/时间：在规定温度下，金属材料达到规定时间而不断裂的最大应力称为持久强度。

硬度：金属材料抵抗其它更硬物压入其表面的能力。

断面收缩率Z：金属材料拉伸断裂后试样横截面积的最大缩减量与原始横截面积之比的百分率，称为断面收缩率。

断后伸长率A：金属材料拉伸断裂后的伸长量与原始长度的百分比，称为断后伸长率。

参考文献

[1]闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010，1