第一章撒材料單向靜拉伸的力學效能
3種失效形式：過量塑性變形、塑性變形和斷裂
力-伸長曲線
fp以下拉伸力f與δl呈直線關係，fe以下解除安裝力後可完全恢復，e點以內的變形稱為彈性變形，當力達到fa時，出現塑性變形。此時，初期因區域性產生不均勻屈服塑性變形，出現平台鋸齒，直至c點。接著進入均勻塑性變形，至fb，後又出現不均勻塑性變形，區域性縮頸，至fk斷裂。
四個階段：彈性變形、屈服變形、均勻塑性變形、不均勻集中塑性變形
真應變總小於工程應變，且變形量越大，差距越大
真應力s大於工程應力
彈性模量是產生100%彈性變形所需的應力
影響彈性模數的影響因素（類似論述）：
1.鍵合方式和原子結構
共價鍵、離子鍵、金屬鍵都有較高的彈性模量，分子鍵結合力較弱
2.晶體結構
沿原子排列最迷的晶向上彈性模數較大，反之則小
3.化學成分
材料化學成分的變化將引起原子間距或鍵合方式的變化
4.微觀組織
作為金屬材料剛度代表的檀香模數，是乙個組織不敏感的力學效能指標
5.溫度
溫度越高，原子振動加劇，體積膨脹，原子間距增大，結合力減弱，使彈性模量降低
6.載入條件和符合持續時間
幾乎沒有影響，只有陶瓷材料的壓縮彈性模數高於拉伸彈性模數，
四，比例極限和彈性極限
比例極限σp是保證材料的檀香變形按正比關係變化的最大應力，
彈性極限σe是材料有彈性變形過度到彈-塑性變形時的應力
σp和σe的工程意義：對於要求服役是其應力應變關係嚴格遵守線性關係的機件，如測力計彈簧，是依靠彈性變形的應力正比應變的關係顯示載荷大小的，則應以比例極限最為選擇材料的依據；對於複習套件不允許產生未來娘塑性變形的機件，設計時應按彈性極限來選擇材料
5、彈性比功
是材料在彈性變形過程中吸收變形功的能力；彈性的好壞，實質就是至材料彈性比功的大小
第3節非理想彈性與內耗
材料的非理想彈性行為：滯彈性、粘彈性、偽彈性、包申格效應
第4節塑性變形及效能指標
一，塑性變形機理
常見塑性變形機理：滑移和孿生
滑移：金屬晶體在切應力作用下，沿滑移面和滑移方向的切邊過程，二者構成滑移系，滑移系越多，金屬塑性越好，但不絕對。fcc好於bcc
孿生：也是金屬晶體在切應力作用下產生的一種塑性變形方式。fcc低溫；bcc衝擊載荷或低溫，hcp（密排六方）易產生孿生
孿生本身提供的把水箱兩很小，但可以調整滑移面的方向，是閒的滑移系開動。
二，屈服現象與屈服強度
定義：材料在拉伸時，到達不均勻塑性變形時，保持外力力恆定或達到一定數值後解除安裝，然後再外力不增加或上下波動的情況下可以繼續伸長變形的現象
屈服是材料由彈性變形向彈-塑性變形過渡的標誌；實質：位錯運動
材料屈服是縮對應的應力值就是材料抵抗起始塑性變形或產生微量塑性變形的能力，這一應力值就是屈服強度或屈服點σs；殘餘伸長應力σr指試樣標距不分的總伸長量達到規定的原始標距百分百時的應力；當百分比為0.05%、0.1%、0.
2%時記為σr0.05、σr0.1、σr0.
2（常用，σs和σ0.2來表示金屬材料的屈服強度）.
影響金屬材料了屈服強度的因素：
1. 晶體結構：屈服過程主要是位錯的運動，位錯運動的臨界切應力受晶格阻力·位錯建互動作用產生的阻力。
2. 晶界與亞結構：晶界對位錯運動有重要阻礙，晶界越多，σs越高。
3. 溶質元素：形成點缺陷，阻礙位錯運動。
4. 第二相（尺寸、形狀、數量、分布）：能夠阻礙位錯運動。
5. 溫度（熱振動效應）：一般情況下，ｔ↗，屈服強度σs↘．
6. 應變速率與應力狀態：在應變速率較高的情況下，金屬材料的屈服應力↗。
四，應變硬化
應變硬化或形變強化：材料在應力作用下進入塑性變形階段後，隨著變形量的增大，形變應力不斷提高的現象。 應變機理普遍認為是塑性變形過程中的多系滑移和交滑移造成的。
應變強化是一種強化金屬的重要手段。（尤其是不能進行熱處理的材料）
抗拉強度或者強度極限（σb）：材料經過屈服階段後進入強化階段後隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力（fb）除以試樣原橫截面積（so）所得的應力（σ）。
表示材料在車鬼手拉伸在和是的實際承載能力。是材料重要力學效能指標之一
縮頸：在應變硬化與截面共同作用下，應變硬化跟不上塑性變形的發展，是變形集中於試樣區域性區域兒產生的。
塑性：材料斷裂錢產生塑性變形的能力。 塑性指標包括拉伸伸長率δ和斷面收縮率ψ
l0=d0，所得伸長率用δ5表示
超塑性：材料在一定條件下呈現非常大的伸長率（約100％）而不發生縮頸和斷裂的現象。
產生超塑性的條件：１.超細晶粒，尺寸達到微公尺級，且為等軸晶；
適當的變性條件，ｔ在0.4ｔm（熔點），應變速率一般大於或等於0.001/s；
３．應變速率敏感指高，0.3≤m《1.
第五節斷裂
固體材料在力的作用下分成若干部分的現象稱為斷裂。 斷裂過程大都包括裂紋的形成與擴充套件；
按照巨集觀塑性變形程度：韌性斷裂是產生明顯的巨集觀塑性變形的斷裂過程。
脆性斷裂是基本上不產生明顯的巨集觀塑性變形，表現為突然快速斷裂過程。斷口成放射狀或結晶狀。
按照斷裂時裂紋擴充套件的途徑：穿晶斷裂和沿晶斷裂（一般為脆性斷裂）；
按照微觀斷裂機理：解理斷裂和剪下斷裂；
埠三要素：纖維區、放射區和剪下唇。
一般規定光滑拉伸試樣的斷面收縮率小於５％為脆性斷裂，反之為韌性斷裂。
第一章材料在其他靜載荷下的力學效能
第一節應力狀態軟性係數
正應力容易導致脆性的解理斷裂，切應力容易導致塑性變形和韌性斷裂。
應力狀態軟性係數應力狀態軟性係數α：由材料的載入方式決定。
тmax：最大切應力 σmax：最大正應力
α↗，力最大切應力分量越大，表示應力狀態越軟，越易塑性變形，反之，材料越容易脆性斷裂。 單向拉伸時軟性係數α為０.５，單向壓縮是軟性係數α為２.０。
規定得比例扭轉應力тp
第二節缺口試樣靜載力學效能
彈性狀態下應力對缺口造成三個效應：缺口造成應力集中、所受應力由原來的單向拉伸變為兩向或三向拉伸、缺口使塑性材料「強化」現象。
第三節硬度
硬度：材料表面上不啊體積內抵抗變形或破裂的能力。
試驗方法根據載入速率的不同分為動載壓入法（超聲波硬度、肖氏硬度）和靜載壓入法（布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度）。
布氏硬度表示方法：「數字（硬度值）+硬度符號（hbs或hbw）+數字/數字/數字
eg.280hbs10(mm淬火鋼球)/3000（kgf）/30（s）10~15s可不標
洛氏硬度表示：gr
維氏硬度：數字+hv+數字/數字 eg.640（硬度值）hv30（kgf）/20（s）
肖氏硬度：ks
第二章材料的衝擊韌性及低溫脆性
第一節衝擊彎曲試驗與衝擊韌性
一． 一次衝擊試驗
衝擊吸收功ａk：樣變性和斷裂所吸收的功。 試驗與方法可參考gb229-84和gb2106-80 試驗標準試樣分別為夏比ｕ和ｖ型缺口。
吸收功ａk雖可表示材料的變脆傾向，但不能整整反映材料的韌脆程度
衝擊韌性аk：衝擊吸收功除以試樣缺口底部處橫截面積所得的商。 與材料的強度和塑性有關，缺口截面上應力分布極不均勻的，故無明顯的物理意義。
二． 多次衝擊試驗
當衝擊次數達到相當多次時，材料破壞後具有典型的疲勞斷口特徵。
多次衝擊抗力的變化規律：１．衝擊能量高時，材料的多次衝擊抗力主要取決於塑性，能量低時主要取決於強度。
２．不同的衝擊能量要求不同的強度與塑性配合。
３．高強度和超高強度鋼的塑性和衝擊韌性對提高衝擊疲勞抗力有較大作用，而中、低強度鋼對提高衝擊疲勞抗力作用不大。
第二節低溫脆性
材料的衝擊吸收功隨溫度降低而降低，當試驗溫度低於tk(韌脆臨界轉變溫度)時，衝擊吸收功明顯下降，材料由韌性狀態變為脆性狀態，這種現象稱為低溫脆性。常見的低溫脆性斷裂大多數是沿解理面的穿晶斷裂。
低溫脆性的物理本質：材料的屈服強度隨溫度下降而急劇增加
tk(韌脆臨界轉變溫度)通常只是根據能量、塑性變形或斷口形貌隨溫度的變化定義。
影響材料低溫脆性的因素有：１．晶體結構：只有以體心立方金屬為基的冷脆金屬才具有明顯的低溫脆性。
２．化學成分：間隙溶質元素含量增加，高階能下降，韌脆轉變溫度提高。
３．顯微組織：細化晶粒可使材料韌性增加（晶界是裂紋擴充套件的阻力）；球狀第二相的韌性較好。
４．溫度：碳鋼和某些合金鋼在衝擊荷載或靜荷載作用下，在一定溫度範圍出現脆性－藍脆（形變時效加速進行的結果）。
５．載入速率：載入速率↗，tk↗。
６．試樣尺寸和形狀：缺口曲率半徑越小，tk越高。
第四章材料的斷裂韌性
在應力水平低於甚至於遠低於材料屈服極限的情況下所發生的突然斷裂現象稱為低應力脆斷。是由不可避免的巨集觀裂紋（工藝裂紋或使用裂紋）擴充套件引起的。斷裂在很大程度上決定於裂紋萌生抗力和擴充套件抗力，而不是總決定於用斷面茨村計算的名義斷裂應力和斷裂應變。
第一節線彈性條件下的斷裂韌性
裂紋擴充套件的基本方式：張開型（最危險）、滑開型、撕開型。
裂紋尖端的應力場及應力場強度因子（ｙ為裂紋形狀係數，與載入方式、試樣幾何尺寸等有關）：反映裂紋尖端區域應力場的強度； 平面應變斷裂韌度：表示材料在平面應變狀態下抵抗裂紋失穩擴充套件的能力。
當ｋi≥時，材料就會發生脆性斷裂；
裂紋擴充套件的能量釋放率； 斷裂韌度：表示材料阻止裂紋失穩擴充套件時單位面積所消耗的能量。 當≥時，材料失穩。
ｊ積分反映了裂紋尖端區的應變能，即應變應變的集中程度，不能處理裂紋的連續擴充套件問題，其臨界值只是開裂點，不一定是失穩斷裂點。
表示裂紋尖端附近應力應變場的強度； 臨界值也稱為斷裂韌度：在平面應力狀態下，當外力到達破壞載荷時，即應力應變的能量達到使裂紋開始擴充套件的臨界狀態； ，≥時裂紋就開始開裂；
裂紋尖端張開位移 ：裂紋體受載後，在裂紋尖端沿垂直裂紋方向鎖產生的位移；
臨界值δc是材料的斷裂韌度——材料阻止當裂紋開始擴充套件的能力。
當δ》δc 時，裂紋開始擴充套件。
第一節影響材料斷裂韌度的因素
１． 化學成分：對於金屬材料能細化晶粒的合金元素可使斷裂韌度提高，強烈固溶強化的合金元素、形成金屬間化合物並呈第二相析出的合金元素會使得斷裂韌度下降。
２．基體結構和晶粒尺寸：基體相晶體結構已發生塑性變形，其斷裂韌度就高，細化晶粒可以提高斷裂韌度。
金屬材料效能
為更合理使用金屬材料，充分發揮其作用，必須掌握各種金屬材料製成的零 構件在正常工作情況下應具備的效能 使用效能 及其在冷熱加工過程中材料應具備的效能 工藝效能 材料的使用效能包括物理效能 如比重 熔點 導電性 導熱性 熱膨脹性 磁性等 化學效能 耐用腐蝕性 抗氧化性 力學效能也叫機械效能。材料的工藝...
金屬材料的效能
金屬材料的效能分為使用效能和工藝效能。使用效能是指金屬材料為保證機械零件或工具正常工作應具備的效能，即在使用過程中所表現出的特性。金屬材料的使用效能包括力學效能 物理效能和化學效能等 工藝效能是指金屬材料在製造機械零件和工具的過程中，適應各種冷加工和熱加工的效能。工藝效能也是金屬材料採用某種加工方法...
金屬材料的效能
金屬材料的效能分為使用效能和工藝效能。使用效能是指金屬材料在使用過程中反映出來的特性，它決定金屬材料的應用範圍 安全可靠性和使用壽命。使用效能又分為機械效能 物理效能和化學效能。工藝效能是指金屬材料在製造加工過程中反映出來的各種特性，是決定它是否易於加工或如何進行加工的重要因素。在選用金屬材料和製造...