图1 .1 .1 弹性变形示意
2.塑性变形
载荷增加到一定程 度时，材料发生的变形 不能完全消失而一部分 被保留下来, 被保留的 变形称之为塑性变形或 永久变形。如图1 .1 .2 所示。
图1 .1 .2 塑性变形示意
3.断裂
断裂前出现明显宏 观塑性变形的断裂称为 韧性断裂；在断裂前没 有宏观塑性变形的断裂 称为脆性断裂。如图 1 .1 .3所示。
K Yσ
a
图1 .2 .14 裂纹扩展示意
单位为MPa· 1/2 。 m
1.3.1 冲击韧度

材料的韧性是指材料 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ塑性变形和断裂的全过程中 吸收能量的能力，它是材料塑 性和强度的综合表现。 材料在冲击载荷作用下抵抗 破坏的能力称为冲击韧度。 1.摆锤冲击实验 冲击韧度值用公式表示：
图1 .1 3 韧性、脆性断裂示意
2.测得的主要力学性能指标
(1)弹性极限： 材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力值，以
“σe”表示,单位为MPa。
(2)弹性模量：材料在弹性变形的阶段内，直线的斜率。以“E ”表示，
单位为MPa。E 值反映材料的刚度大小。 通常材料一定， E 值变化很小。
E tan
图1 .2 .11 维氏硬度测试原理示意
1.裂纹扩展的基本形式
(Ⅰ) 张开型 图1 .2 .12
(Ⅱ) 滑开型 裂纹扩展的基本形式
(Ⅲ) 撕开型
2.应力场强度因子ＫⅠ
衡量裂纹尖端 附近应力场强弱程 度的力学参量称为 应力场强度因子， 用KⅠ表示。其表 达式为：
图1 .2 .13
裂纹尖端附近应力场示意
图1 .3.4
疲劳断裂示意







3.维氏硬度(HV) (1)测试原理 和布氏硬度试验原 理基本相同。 (2)表示方法 例如：640HV30/20。 (3)适用范围 用于测量金属镀层 薄片材料和化学热处理后的 表面硬度。 各硬度值之间大致有以 下关系： 布氏硬度值在200～450 范围内，HBS(HBW)=10HRC； 布氏硬度值小于450HBS， HBS≈HV。
图1 .3.1 冲击试样
k
Ak S0
(J/cm2)
国家标准现已规定用 Ak作为韧性判据。
图1 .3.2 冲击试验
1.3.2 疲劳强度


1.疲劳强度


疲劳强度是指材料经 无数次交变载荷作用而不断裂 的最大应力值用σ-1表示，单 位为MPa，它表现了材料抵抗 疲劳断裂的能力。 2.疲劳断裂 零件在循环应力作用 下,在一处或几处产生局部永 久性累积损伤,经一定循环次 数后突然产生断裂的过程,称 为疲劳断裂.如图1.3.4示意。 疲劳断裂由疲劳裂纹 产生—扩展—瞬时断裂三个阶 段组成。
F 2F HB S D πD（ - D2 -d2 ）
图1 .2 .7 布氏硬度测试原理
图1 .2 .8 布氏硬度测试示意
2.洛氏硬度（HR）
(1)测试原理 洛氏硬度值用主载荷 作用下试样产生塑性变形 压痕深度BD来确定。 图1 .2 .9 洛氏硬度测试原理示意 (2)表示方法 硬度标尺：HRA、 HRB 、 HRC，C标尺最常用。如 250HRC。 (3)适用范围 在批量的成品或半成品 质量检验中广泛使用，也 可测定较薄工件或表面有 图1 .2 .10 洛氏硬度测试 较薄硬化层的硬度。
2）断面收缩率ψ ψ＝［(S0－S1)/S0］×100%
图1 .2 .5 屈服强度示意
1．布氏硬度（HB） (1)测试原理 计算公式：
(2)测定条件 压头为淬火钢球，适于测定硬 度在450以下的材料，如结构钢、铸 铁及非铁合金等，以HBS表示；压头 为硬质合金，以HBW表示，适于测定 硬度值在450以上的材料，最高可测 650HBW。 (3)表示方法 例如：120HBS10/1000/30。 (4)适用范围 铸铁、铸钢、非铁金属材料及 热处理后钢材毛坯或半成品。

图1 .2 .2 弹性极限和弹性模量示意
图1 .2 .3 弹性模量与结构刚度示意


(3) 屈服点σs和屈服强度σ0.2
(4) 抗拉强度σb
(5) 塑性 1）断后伸长率δ δ＝［（L1-L0）/L0］×100% 注意：δ和δ5的区别。 图1 .2 .4 屈服点与抗拉强度



图1 .2 .6 δ和δ5的区别