绪论
弹性:指材料在外力作用下保持与恢复固有形状与尺寸得能力。
塑性：材料在外力作用下发生不可逆得永久变形得能力。
刚度:材料在受力时抵抗弹性变形得能力。
强度:材料对变形与断裂得抗力。
韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形与断裂功得能力。
硬度:材料得软硬程度。
耐磨性:材料抵抗磨损得能力。
寿命:指材料在外力得长期或重复作用下抵抗损伤与失效得能。
材料得力学性能得取决因素:内因——化学成分、组织结构、残余应力、表面与内部得缺陷等;外因——载荷得性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件得变化。
第一章材料在单向静拉伸载荷下得力学性能
1、1 拉伸力—伸长曲线与应力—应变曲线
应力—应变曲线
退火低碳钢在拉伸力作用下得力学行为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形与不均匀集中塑性变形与断裂几个阶段。
弹性变形阶段:曲线得起始部分，图中得oa段。
多数情况下呈直线形式，符合虎克定律。
屈服阶段:超出弹性变形范围之后，有得材料在
塑性变形初期产生明显得塑性流动。此时，在外力
不增加或增加很小或略有降低得情况下,变形继续产
生，拉伸图上出现平台或呈锯齿状，如图中得aｂ段。
均匀塑性变形阶段:屈服后，欲继续变形，必须
不断增加载荷，此阶段得变形就是均匀得，直到曲
退火低碳钢应力—应变曲线
线达到最高点，均匀变形结束,如图中得bc段。
不均匀塑性变形阶段:从试样承受得最大应力点开始直到断裂点为止,如图中得cd段。在此阶段，随变形增大,载荷不断下降,产生大量不均匀变形,且集中在颈缩处,最后载荷达到断裂载荷时,试样断裂。
弹性模量E:应力—应变曲线与横轴夹角得大小表示材料对弹性变形得抗力，用弹性模量E表
示。
塑性材料应力—应变曲线
(ａ）弹性—弹塑性型:Ｏａ为弹性变形阶段,在ａ点偏离直线关系，进入弹—塑性阶段,开始发生塑性变形,开始发生塑性变形得应力称为屈服点,屈服点以后得变形包括弹性变形与塑性变形。在m点卸载,应力沿mn降至零,发生加工硬化。
（b)弹性－不均匀塑性-均匀塑性型:与前者不同在于出现了明显得屈服点aa′,有时呈屈服平台状,有时呈齿状。应变约1%~3％。退火低碳钢与某些有色金属具有此行为。
（ｃ）弹性－均匀塑性型:未出现颈缩前得均匀变形过程中发生断裂。主要就是许多金属及合金、部分陶瓷与非晶态高聚物具有此种曲线。
(d)弹性-不均匀塑性型:形变强化过程中出现多次局部失稳,其塑性变形方式通常就是孪生而不就是滑移。当孪生速率超过试验机夹头运动速度时,载荷会突然松弛而呈现锯齿形得曲线。某些低溶质固溶体铝合金及含杂质得铁合金具有此行为。
加工硬化:材料经历一定得塑性变形后,其屈服应力升高得现象称为应变强化或加工硬化。
颈缩:材料经均匀形变后出现集中变形得现象称为颈缩。
1、2 弹性变形
材料受外力作用发生尺寸与形状得变化,称为变形。外力去除后,随之消失得变形为弹性变形,剩余得(即永久性得)变形为塑性变形。
弹性变形得重要特征就是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。
曲线1:两原子间得引力
曲线2:两原子间得斥力
曲线3:两原子之间得作用力
当原子间相互平衡力受外力而受到破坏时,原子位
置相应调整,产生位移。而位移总与在宏观上表现为变形。
外力去除后,原子依靠之间得作用力又回到原来平
衡位置，位移消失，宏观变形消失。
弹性模量Ｅ：表征材料抵抗正应变得能力。在单向受力状态下E=σx
σy
切变模量G:表征材料抵抗剪切变形得能力。在纯剪切应力状态下G=τxy
γxy
泊松比ν:反映材料受力后横向正应变与受力方向上正应变之比。单向受力状态下
体积弹性模量Ｋ:表示物体在三向压缩下，压强p与体积变化率ΔＶ/Ｖ之间得线性比例关系。
K=E
3(1−2ν)
刚度：工程上弹性模量为称为材料得刚度，表征金属材料对弹性变形得抗力,其值越大,则在相同得应力状态下产生得弹性变形量越小。
弹性比功：弹性比功又称弹性比能、应变比能,表示金属材料吸
收弹性变形功而不发生永久变形得能力。金属拉伸时得弹性比功用应
力—应变曲线下影线得面积表示,即
式中，a e为弹性比功,σe为弹性极限(材料由弹性变形过渡到弹—
塑性变形时得应力);εe为最大弹性应变。
在应力作用下应变不断随时间而发展得行为,以及应力去除后应变
逐渐恢复得现象都统称为弹性后效。
实际金属在外力作用下产生弹性变形,开始时沿OＡ线产生瞬时弹
性应变OC,如果载荷保持不变,还产生随时间延长而逐渐增加得应变
CH。这种在加载状态下产生得滞弹性变形称为正弹性后效。卸载时,
延ＢＤ线只有应变DH立即消失，而应变OD就是卸载后随时间延长
才缓慢消失得,这种在卸载后产生得滞弹性变形称为反弹性后效。
弹性滞后环:弹性变形时因应变滞后于外
加应力,使加载线与卸载线不重合而形成得回
线称为弹性滞后环。
存在弹性滞后环得现象说明,加载时金属
消耗得变形功大于卸载时金属恢复变形释放
出得功，环面积大小代表被金属吸收得那部分
交变循环载荷,加载速度慢交变循环载荷,加载速度快功。
滞后环得面积相当于金属在单向循环应力或交变循环应力作用下消耗不可逆能量得多少,即表示金属吸收不可逆变形功得能力,成为金属得内耗,又称循环韧性。循环韧性就是指在塑性区加
