图1 .2 .14 裂纹扩展示意
1.3.1 冲击韧度
材料的韧性是指材料
在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 .3.1 冲击试样
k
Ak S0
(J/cm2)
国家标准现已规定用
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 较薄硬化层的硬度。
图1 .2 .9 洛氏硬度测试原理示意 图1 .2 .10 洛氏硬度测试
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200～45450HBS，
HBS≈HV。
图1 .2 .11 维氏硬度测试原理示意
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：
F
2F
HB S πD（D - D2 -d2）
(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。
1.裂纹扩展的基本形式
(Ⅰ) 张开型
(Ⅱ) 滑开型
(Ⅲ) 撕开型
图1 .2 .12 裂纹扩展的基本形式
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
K Yσ a
单位为MPa·m1/2 。
(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 .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。
(2)表示方法
E tan
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
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
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。
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。
图1 .1 .2 塑性变形示意 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。
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。
图1 .3.4 疲劳断裂示意