RAL 1 材料在静载荷下的力学性能
强度指标及其测定方法
（4）强度极限（抗拉强度）
b（Rm） Pb/A0 (MPa)
屈服阶段以后，有形变强化现象。
随着塑性变形的增大，变形抗力不断增加，当应 力达到最大值σb以后，材料的形变强化效应已经 不能补偿横截面积的减小而引起的承载能力的降 低，试样的某一部位截面开始急剧缩小，因而在 工程应力－应变曲线上，出现了应力随应变的增 大而降低的现象。
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0、绪论 1、材料在静载荷下的力学性能 2、材料的变形 3、材料的强化和韧化 4、材料的断裂 5、材料的断裂韧性 6、材料的疲劳 7、高温及环境下材料的力学性能 8、材料的磨损和接触疲劳
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0 绪论
什么是材料的力学性能？ 材料力学性能课程的研究内容有哪些？
什么是材料的力学性能？
（金属）材料 —— 具有各种使用性能 —— 用途广泛
曲线上的最大应力σb为抗拉强度极限，它是由试 样拉断前最大载荷所决定的条件临界应力，即试 样所能承受的最大载荷除以原始截面积。
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强度指标及其测定方法
（5）断裂强度
k Pk/Ak (MPa) 断裂强度σK是试样拉断时的真实应力，它 等于拉断时的载荷PK除以断裂后颈缩处截 面积AK。 断裂强度表征材料对断裂的抗力。但是， 对塑性材料来说，它在工程上意义不大， 因为产生颈缩后，试样所能承受的外力不 但不增加，反而减少，故国家标准中没有 规定断裂强度。
材料的失效(failure)： 如果材料抵抗变形与断裂的能力与服役条件不适应，则机件失 去预定效能（过量弹性变形、过量塑性变形、断裂、磨损等）， 材料的力学性能又可以称为失效抗力。
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影响力学性能的因素
内在因素
外在因素
化显 学微 成组 分织
冶残 金余 质应 量力
载应 温环 荷力 性状 质态 度境
应力：单位截面上所受到的力称为应力 应变：单位长度上的变形量
P 工程应力：拉伸载荷除以原始截面积 A0
工程应变：试样断裂后量伸长量与原始长度的比值 l l 0
l0
l0
真应力：实际上，在拉伸过程中，试样的横截面积是逐渐减小的，外加载 荷除以试样某一变形瞬间的截面积称为真应力。
SP Ai
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1.1 材料的拉伸性能
静拉伸试验：常温、单向静拉伸载荷，光滑试样。（应用最为广泛的方法） 通过拉伸试验，可以获得材料的弹性、塑性、强度等指标，还可以测量形变强化指数、 塑性应变比等反映板材成型性的指标，这些指标特性统称为材料的拉伸性能。
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1.1.1 拉伸曲线和应力－应变曲线
目的：
1）合理使用材料－掌握不同服役条件下力学性能变化规律，有助于正确选择材料； 2）研究开发新材料－明确提高力学性能的方向和途径，是研发新材料的关键； 3）改进和开发冷热加工工艺。
RAL
1、材料在静载荷下的 力学性能
RAL 1 材料在静载荷下的力学性能
材料力学性能指标是结构设计、材料选择、工艺评价以及材料检验的主要依 据。测定材料力学性能最常用的方法是静载荷方法，即在温度、应力状态和 加载速率都固定不变的状态下测定力学性能指标的一种方法。
规定比例极限
一般规定曲线上某点切线和纵坐标夹角的正 切值tanθ′比直线部分和纵坐标夹角的正切 值tanθ增加50%时，则该点对应的应力即为 规定比例极限。
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强度指标及其测定方法
（2）弹性极限
e Pe/A0 (MPa)
应力－应变曲线中，应力在σe时称为弹性强度 极限，该阶段为弹性变形阶段。当应力继续增 加，超过σe以后，试样在继续产生弹性变形的 同时，也伴随有微量的塑性变形，因此σe是材 料由弹性变形过渡到弹－塑性变形的应力。应 力超过弹性极限以后，便开始发生塑性变形。
规定弹性极限
规定以残余伸长为 0.01%的应力作为规定残余伸长应力，并 以σ0.01表示。
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强度指标及其测定方法
（3）屈服极限（屈服强度）
s(Rel) Ps/A0 (MPa)
在拉伸过程中，当应力达到一定值时，拉伸曲线上出现了平台或锯齿形流变， 在应力不增加或减小的情况下，试样还继续伸长而进入屈服阶段。屈服阶段恒 定载荷Ps所对应的应力为材料的屈服点。 条件屈服极限 (0.2)
根据在塑性变形前后材料体积不变的近似假定，即
A0l0 Aili
则得到 S P P l i l 0 l (1 l )
Ai A0 l 0
l0
l0
所以 S (1 )
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真应变：瞬时应变
n
l e d
lf dl ln
f ln(1 )
l f 1
使用性能
物理性能（导电、导热、电磁等） 化学性能（耐腐蚀、抗氧化等） 工艺性能（焊接、成形等） 力学性能（强度、硬度、塑性等）
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材料的力学性能是指材料在外加载荷（外力或能量）作用下，或载 荷与环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下所表现出 的行为。这种行为又称为力学行为，通常表现为金属的变形和 断裂。—— 材料抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。 mechanical properties; mechanical behavior
0l0 l
0
拉伸曲线：载荷－伸长曲线（P-l） 弹性变形 塑性变形 屈服 颈缩
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应力－应变(stress-strain)曲线
比例极限 弹性极限 屈服极限 强度极限 断裂强度
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强度指标及其测定方法
（1）比例极限
p Pp/A0 (MPa) 当应力比较小时，试样的伸长随应力成正比 地增加，保持直线关系。当应力超过σp时， 曲线开始偏离直线，因此称σp为比例极限， 是应力与应变成直线关系的最大应力值。
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不同服役条件对材料的性能要求不同
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材料力学性能课程主要内容？
－ 材料在各种服役条件下的失效现象及微观机理； － 材料力学性能指标的本质、概念、实用意义，以及各种力学性能
指标之间的相互联系； － 影响材料力学性能的因素，提高力学性能的方向和途径； － 材料力学性能的测试技术。