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力学性能说课稿一、引言大家好！今天我将为大家讲解力学性能的相关知识。
力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质，包括力学强度、韧性、硬度等指标。
了解材料的力学性能对于工程设计、材料选择和产品质量控制都具有重要意义。
接下来，我将从力学强度、韧性和硬度三个方面详细介绍材料的力学性能。
二、力学强度力学强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
常用的力学强度指标包括抗拉强度、屈服强度和冲击韧性。
1. 抗拉强度抗拉强度是指材料在拉伸过程中抵抗破坏的能力。
通常用抗拉强度来评估材料的强度。
例如，某种材料的抗拉强度为500MPa，表示该材料在受到500兆帕的拉力时才会发生破坏。
抗拉强度越高，表示材料的强度越大。
2. 屈服强度屈服强度是指材料开始发生塑性变形的应力值。
在拉伸过程中，当材料开始发生塑性变形时，应力达到最大值，这个最大值就是屈服强度。
屈服强度越高，表示材料的塑性变形能力越强。
3. 冲击韧性冲击韧性是指材料在受到冲击载荷时能够吸收的能量。
冲击韧性越高，表示材料在受到冲击载荷时能够更好地抵抗破坏。
常用的评估指标是冲击强度和冲击韧性指数。
例如，某种材料的冲击韧性指数为20J/cm²，表示该材料在受到冲击载荷时能够吸收20焦耳的能量。
韧性是指材料在受力作用下能够延展变形的能力。
韧性与材料的塑性变形能力密切相关。
常用的韧性指标包括延伸率和断裂伸长率。
1. 延伸率延伸率是指材料在拉伸过程中的延伸程度。
通常用百分比表示。
例如，某种材料的延伸率为20%，表示该材料在拉伸过程中能够延伸到原始长度的1.2倍。
2. 断裂伸长率断裂伸长率是指材料在断裂前的拉伸过程中的延伸程度。
与延伸率相似，断裂伸长率也用百分比表示。
例如，某种材料的断裂伸长率为50%，表示该材料在断裂前能够延伸到原始长度的1.5倍。
四、硬度硬度是指材料抵抗表面变形和划痕的能力。
硬度常用于评估材料的耐磨性和耐腐蚀性。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度。
力学性能说课稿一、引言大家好，我是今天的讲师，今天我将为大家带来关于力学性能的说课。
力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质，它是评价材料质量和适合性的重要指标。
在本次说课中，我将详细介绍力学性能的定义、分类以及测试方法，并结合具体的实例进行讲解，以便大家更好地理解和掌握这一知识点。
二、力学性能的定义力学性能是指材料在受力作用下所表现出的力学行为和性质，包括强度、韧性、硬度、延展性等指标。
力学性能的好坏直接影响材料的使用寿命和安全性能。
三、力学性能的分类根据力学性能的不同特点和测试方法，力学性能可以分为以下几类：1. 强度：强度是材料反抗外力破坏的能力，常用指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
屈服强度是指材料开始发生塑性变形时所受到的最大应力，抗拉强度是指材料在拉伸破坏时所受到的最大应力，抗压强度是指材料在压缩破坏时所受到的最大应力。
2. 韧性：韧性是指材料在受力作用下能够发生塑性变形而不破坏的能力。
常用指标有断裂伸长率、冲击韧性等。
断裂伸长率是指材料在拉伸破坏时的断裂先后长度的变化比例，冲击韧性是指材料在受冲击载荷下能够吸收的能量。
3. 硬度：硬度是指材料反抗外力使其表面产生塑性变形的能力。
常用指标有布氏硬度、洛氏硬度等。
布氏硬度是通过在材料表面施加一定载荷后测量其印痕面积来表示的，洛氏硬度则是通过在材料表面施加一定载荷后测量其印痕深度来表示的。
4. 延展性：延展性是指材料在受力作用下能够发生塑性变形而不破坏的能力。
常用指标有断面收缩率、断面收缩面积等。
断面收缩率是指材料在拉伸破坏时的断面收缩面积与原始横截面积之比，断面收缩面积是指材料在拉伸破坏时的断面收缩后的面积。
四、力学性能的测试方法为了准确评估材料的力学性能，需要进行相应的测试。
下面我将介绍几种常用的力学性能测试方法：1. 屈服强度测试：常用的测试方法有拉伸试验和压缩试验。
拉伸试验是将材料拉伸至断裂，通过测量载荷和变形量来计算屈服强度；压缩试验则是将材料压缩至断裂，通过测量载荷和变形量来计算屈服强度。
力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在受力作用下所表现出的力学特性。
它是衡量材料质量和使用性能的重要指标之一。
本文将从五个方面分析力学性能，包括强度、韧性、硬度、疲劳性和冲击性。
通过对这些方面的详细阐述，我们可以更好地了解材料的力学性能。
一、强度：1.1 抗拉强度：抗拉强度是材料在拉伸过程中能承受的最大拉力。
它是衡量材料抗拉性能的重要指标。
常用的测定方法是拉伸试验。
1.2 抗压强度：抗压强度是材料在受压作用下能承受的最大压力。
它是衡量材料抗压性能的重要指标。
常用的测定方法是压缩试验。
1.3 抗弯强度：抗弯强度是材料在弯曲过程中能承受的最大弯矩。
它是衡量材料抗弯性能的重要指标。
常用的测定方法是弯曲试验。
二、韧性：2.1 断裂韧性：断裂韧性是材料在受力过程中发生断裂前所吸收的能量。
它是衡量材料抗断裂性能的重要指标。
常用的测定方法是冲击试验。
2.2 塑性韧性：塑性韧性是材料在受力过程中能够发生塑性变形的能力。
它是衡量材料抗塑性变形性能的重要指标。
常用的测定方法是拉伸试验。
2.3 韧性与脆性的关系：韧性和脆性是材料力学性能中的两个相对概念。
韧性材料具有较好的塑性和抗断裂能力，而脆性材料则容易发生断裂。
三、硬度：3.1 常用硬度测试方法：常用的硬度测试方法包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
这些测试方法可以通过不同的硬度计进行测定。
3.2 硬度与材料的关系：硬度是材料抵抗外界力量的能力，与材料的组织结构和成分有关。
一般来说，材料的硬度越高，其抗磨损和耐磨性能也越好。
3.3 硬度的应用：硬度测试在材料选择、工艺控制和质量检验等方面具有重要的应用价值。
四、疲劳性：4.1 疲劳寿命：疲劳寿命是材料在交变载荷下能够承受的循环次数。
它是衡量材料抗疲劳性能的重要指标。
常用的测定方法是疲劳试验。
4.2 疲劳断裂：疲劳断裂是指材料在长期交变载荷作用下发生的断裂现象。
疲劳断裂的发生是由于材料内部的微观缺陷逐渐积累导致的。
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在外力作用下的力学响应特性，包括强度、韧性、硬度等指标。
力学性能的好坏直接影响材料的使用性能和寿命。
在本文中，将详细介绍力学性能的相关知识和分析方法。
一、强度指标1.1 抗拉强度：材料在拉伸过程中所能承受的最大拉应力。
1.2 抗压强度：材料在受压过程中所能承受的最大压应力。
1.3 抗剪强度：材料在受剪过程中所能承受的最大剪应力。
二、韧性指标2.1 断裂韧性：材料在受力到断裂之间所吸收的能量。
2.2 冲击韧性：材料在受到冲击载荷时的抗冲击性能。
2.3 塑性韧性：材料在受力过程中发生塑性变形的能力。
三、硬度指标3.1 洛氏硬度：通过在材料表面施加一定载荷后测量压痕的深度来表示材料的硬度。
3.2 布氏硬度：通过在材料表面施加一定载荷后测量压痕的直径来表示材料的硬度。
3.3 硬度的影响因素：包括材料的组织结构、晶粒大小、杂质含量等。
四、弹性模量指标4.1 静态弹性模量：材料在弹性阶段内应力和应变之间的比值。
4.2 剪切模量：材料在受剪应力时的应变和剪应力之间的比值。
4.3 弹性模量的应用：用于描述材料的刚度和变形能力。
五、应力-应变曲线分析5.1 弹性阶段：材料在受力后的线性变形阶段，应力和应变成正比。
5.2 屈服阶段：材料在超过弹性极限后开始发生塑性变形。
5.3 断裂阶段：材料在达到极限强度后发生断裂。
结论：力学性能是材料工程中重要的指标，通过对强度、韧性、硬度、弹性模量等指标的分析，可以评估材料的质量和适用性，为材料选择和设计提供依据。
材料力学性能讲义材料力学性能讲义绪论：一、材料：无机材料、有机材料金属材料、非金属材料高分子材料：塑料、橡胶、合成纤维陶瓷材料复合材料天然材料工程结构材料、功能材料信息、生物技术、新材料、环保金属：良导电、热性，光泽，良好的延展性。
自由电子、金属键（无方向性）二、性能：力学性能，物理、化学性能，加工工艺性能力学性能：金属材料在一定环境中在外力作用下所表现出来的抵抗行为。
分弹性性能与塑性性能。
力学性能指标：金属材料在外力作用下表现出来的抵抗变形及断裂的能力。
分应力、应变；强度指标、塑性指标及综合力学性能指标。
金属材料的失效形式：变形、断裂(含疲劳断裂)、磨损、腐蚀，以及加工失误三、研究内容：1）各种力学现象及行为、意义、本质概念的相互关系。
2）各种力学性能指标的概念、本质、意义，力学行为及其影响因素。
3）各种宏观失效方式的本质、机理、原因，各力学性能指标之间的相互关系及失效判据。
4）各种力学性能指标的测试技术及实际应用。
第一章：金属在单向静拉伸载荷下的力学性能单向应力、静拉伸§1-1 应力应变曲线拉伸曲线：P-ΔL 曲线ζ-ε曲线ζ= P/F0ε= ΔL/L0 = (L-L0)/L0横坐标：ΔL、ε；纵坐标：P、ζ应力应变曲线的几个阶段：弹性变形、均匀塑变(弹塑性变形)、集中塑变(缩颈)、断裂§1-2 弹性变形弹性变形的力学性能指标一、弹性变形的定义及特点：1、特点：①变形可逆②应力-应变保持直线关系③变形总量较小2、产生机理：原子间作用力原子间具有一定间距→原子间距，也即是原子半径的两倍（指同类原子），原子间作用力：吸引力、相斥力。
其性质估且不论吸引力：原子核中质子(正离子)与其它原子的电子云之间的作用力相斥力：离子之间及电子之间的作用力二者均与原子间距（2r）有关：P A A r o2r2 r4前者为引力项，后者为斥力顶。
r=r O时 P=O；r＞r O时为引力；r＜r O时为斥力r＞r O时P＞ 0，为引力，两原子间有拉进的趋势；r＜r O时P＜ 0，为斥力，两原子间有推远的趋势；r=r O时 P = 0，为平衡状态，两原子间保持距离。
力学性能说课稿一、引言大家好！今天我将为大家介绍力学性能的相关知识。
力学性能是指材料在外力作用下所表现出来的力学特性，包括强度、刚度、韧性、硬度等。
了解材料的力学性能对于工程设计、材料选择以及产品使用寿命的预测都具有重要意义。
在本次说课中，我将围绕力学性能的定义、测试方法以及应用领域进行详细介绍。
二、力学性能的定义力学性能是指材料在外力作用下所表现出来的力学特性。
常见的力学性能包括强度、刚度、韧性、硬度等。
强度是指材料在受力时所能承受的最大应力，常用抗拉强度和抗压强度来表示；刚度是指材料在受力时的变形能力，常用弹性模量来表示；韧性是指材料在受力时的变形能力，常用断裂韧性来表示；硬度是指材料抵抗局部压力的能力，常用洛氏硬度和布氏硬度来表示。
三、力学性能的测试方法1. 强度测试方法强度是材料力学性能的重要指标之一，常用的测试方法有拉伸试验、压缩试验和弯曲试验。
拉伸试验是将材料置于拉伸机上，施加拉力使其断裂，通过测量断裂前后的长度差来计算抗拉强度。
压缩试验是将材料置于压缩机上，施加压力使其变形，通过测量变形前后的体积差来计算抗压强度。
弯曲试验是将材料置于弯曲机上，施加弯曲力使其变形，通过测量变形前后的角度差来计算弯曲强度。
2. 刚度测试方法刚度是材料力学性能的指标之一，常用的测试方法有拉伸试验和压缩试验。
拉伸试验和压缩试验中，通过测量应力和应变的关系来计算材料的弹性模量，弹性模量越大，材料的刚度越高。
3. 韧性测试方法韧性是材料力学性能的指标之一，常用的测试方法有冲击试验和拉伸试验。
冲击试验是通过给材料施加冲击力来测试其抵抗断裂的能力，常用冲击韧性来表示。
拉伸试验中，通过测量材料的断裂伸长率和断裂应变来计算其韧性。
4. 硬度测试方法硬度是材料力学性能的指标之一，常用的测试方法有洛氏硬度测试和布氏硬度测试。
洛氏硬度测试是通过在材料表面施加压力来测试其抵抗局部压力的能力，常用洛氏硬度值来表示。
布氏硬度测试是通过在材料表面施加压力来测试其抵抗局部压力的能力，常用布氏硬度值来表示。
力学性能说课稿一、引言大家好，我是今天的主讲人，今天我将为大家讲解力学性能的相关知识。
力学性能是材料工程中非常重要的一个概念，它描述了材料在受力下的行为和性能。
在本次讲解中，我将从力学性能的定义、分类、测试方法以及应用领域等方面进行详细介绍。
二、力学性能的定义力学性能是指材料在受力作用下所表现出的力学行为和性能。
它包括了材料的强度、韧性、硬度、弹性模量等指标，这些指标可以通过一系列的测试方法来进行评估。
力学性能的好坏直接影响着材料的使用寿命和安全性能。
三、力学性能的分类根据受力方式和材料的性质，力学性能可以分为静力学性能和动力学性能两大类。
1. 静力学性能静力学性能是指材料在静态受力下的行为和性能。
其中包括了抗拉强度、屈服强度、伸长率等指标。
这些指标可以通过拉伸试验来进行测试，测试时将材料拉伸至断裂，通过测量材料的断裂强度和伸长率来评估材料的静力学性能。
2. 动力学性能动力学性能是指材料在动态受力下的行为和性能。
其中包括了冲击韧性、硬度、弹性模量等指标。
这些指标可以通过冲击试验、硬度试验和弹性模量测试来进行评估。
冲击试验可以摹拟材料在受到冲击载荷时的表现，硬度试验可以评估材料的抗划伤能力，而弹性模量测试则可以测量材料在受力下的变形程度。
四、力学性能的测试方法力学性能的测试方法多种多样，下面我将介绍几种常见的测试方法。
1. 拉伸试验拉伸试验是评估材料静力学性能的常用方法。
在拉伸试验中，将材料置于拉伸机上，施加拉力使其逐渐拉伸，直至材料断裂。
通过测量拉伸试样的断裂强度和伸长率，可以评估材料的抗拉强度和延展性能。
2. 冲击试验冲击试验是评估材料动力学性能的重要方法。
在冲击试验中，将冲击载荷施加在材料上，通过测量材料的冲击强度和吸能能力，可以评估材料的冲击韧性和抗冲击能力。
3. 硬度试验硬度试验是评估材料抗划伤能力的常用方法。
在硬度试验中，通过在材料表面施加一定的压力，测量压痕的尺寸和深度，可以评估材料的硬度和抗划伤能力。
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在外力作用下的力学特性，包括强度、韧性、硬度等方面。
在工程领域中，力学性能是评价材料质量和可靠性的重要指标之一。
一、强度1.1 抗拉强度：材料在拉伸过程中所能承受的最大拉力。
1.2 抗压强度：材料在受压作用下的最大抗压能力。
1.3 抗弯强度：材料在受弯曲作用下的最大抗弯能力。
二、韧性2.1 断裂韧性：材料在受力作用下能够吸收的能量，通常用断裂前的变形量来表示。
2.2 冲击韧性：材料在受冲击载荷下的抗冲击性能，通常用冲击吸收能量来表示。
2.3 韧性指数：材料的韧性表征值，可以通过拉伸试验或冲击试验来测定。
三、硬度3.1 普氏硬度：材料在受力作用下的硬度指标，通常通过洛氏硬度计来测定。
3.2 布氏硬度：材料在受力作用下的硬度指标，通常通过布氏硬度计来测定。
3.3 维氏硬度：材料在受力作用下的硬度指标，通常通过维氏硬度计来测定。
四、韧性与硬度的关系4.1 韧性与硬度之间的平衡：材料的韧性和硬度之间存在一定的平衡关系，过高的硬度可能导致韧性下降。
4.2 韧性与硬度的优化：工程设计中需要根据具体要求来平衡材料的韧性和硬度，以满足不同的使用需求。
4.3 韧性与硬度的改进：通过合理的材料配方设计和工艺控制，可以改进材料的韧性和硬度。
五、力学性能的应用5.1 工程材料选择：在工程设计中，需要根据不同的使用环境和要求选择具有合适力学性能的材料。
5.2 材料性能评估：通过对材料的力学性能进行评估，可以预测材料在使用过程中的表现和寿命。
5.3 产品质量控制：对产品的力学性能进行测试和监控，可以确保产品质量和安全性。
结语：力学性能是材料工程中的重要指标，对于材料的选择、设计和生产具有重要意义。
通过深入了解和研究材料的力学性能，可以更好地应用于实际工程中，提高产品质量和可靠性。
力学性能说课稿标题：力学性能说课稿引言概述：力学性能是指材料在外力作用下的变形和破坏特性，是评价材料质量和可靠性的重要指标。
在工程设计和生产过程中，了解材料的力学性能对于确保产品的质量和安全至关重要。
一、材料的强度特性1.1 强度概念：材料的强度是指在外力作用下，材料抵抗破坏的能力。
1.2 抗拉强度：材料在拉伸过程中所能承受的最大拉力。
1.3 抗压强度：材料在受压过程中所能承受的最大压力。
二、材料的韧性特性2.1 韧性概念：材料在受外力作用下，能够发生塑性变形而不破坏的能力。
2.2 断裂韧性：材料在受冲击载荷作用下，能够吸收冲击能量的能力。
2.3 延展性：材料在拉伸过程中能够发生大变形而不断裂的能力。
三、材料的硬度特性3.1 硬度概念：材料抵抗局部变形和划伤的能力。
3.2 洛氏硬度：通过在材料表面施加一定压力，测量材料的硬度。
3.3 布氏硬度：通过在材料表面施加一定压力，测量材料的硬度。
四、材料的脆性特性4.1 脆性概念：材料在受外力作用下，会迅速发生破裂而不发生明显的塑性变形。
4.2 断裂韧性：材料在受冲击载荷作用下，会迅速发生破裂。
4.3 脆性转变温度：材料在低温下变得更加脆性的温度。
五、材料的疲劳特性5.1 疲劳概念：材料在受交变载荷作用下，逐渐发生损伤和疲劳破坏的过程。
5.2 疲劳极限：材料在一定次数的交变载荷下能够承受的最大应力。
5.3 疲劳寿命：材料在特定应力水平下能够承受的循环次数。
结论：通过对材料的力学性能进行全面了解，可以有效指导工程设计和生产过程中的材料选择和使用，确保产品的质量和安全性。
力学性能的评估是材料科学中的重要研究方向，也是工程领域不可或缺的一部分。
专业实验（1）八：金属材料拉伸实验讲义一、 金属拉伸实验目的金属力学性能是承受外载荷而不发生失效的能力，力学性能的判据是表征和判定金属力学性能所用的指标和依据，而其高低表征材料抵抗外力作用的能力水平，是评定金属测量质量的重要依据。
金属拉伸实验是金属材料力学性能测试中最重要的方法之一。
通过拉伸实验，可以测定材料的强度和弹性、塑性参数，为材料评价和选材提供了依据。
同时熟练掌握电子万能材料实验机的使用和操作，帮助进一步理解金属材料的强度及弹性塑性性能参数的含义及测试方法。
二、 预习要求要求学生实验前，认真阅读实验讲义以及相关参考资料，认真撰写预习报告。
预习报告不合格的学生不允许参与实验。
三、 实验所需仪器设备万能材料试验机四、 金属拉伸试验原理单向拉伸试验是研究材料机械性能最基本、应用最广泛的试验。
由于试验方法简单且易于得到较可靠的试验数据，一般工厂中都广泛利用其试验结果来检验材料的机械性能。
试验提供的弹性模量、屈服强度、断裂强度、断裂总伸长率和断面收缩率等指标是评定材质和进行强度和刚度计算的重要依据。
金属材料出厂时一般都要提供上述指标以供使用和参考。
进行单向拉伸试验时，外力必须通过试样轴线以确保材料处于单向应力状态。
一般试验机都能自动绘制F －ΔL 曲线。
F －ΔL 形象地体现了材料的变形特点以及各阶段受力和变形的关系。
但是F －ΔL 曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。
因此，拉伸图往往用名义应力－应变曲线即σ－ε曲线来表示：0SF =σ 试样的名义应力 0L L ∆=ε 试样的名义应变S 0和L 0分别代表试样初始条件下的面积和标距。
σ－ε曲线与F －ΔL 曲线相似，但消除了几何尺寸的影响，因此能代表材料的属性。
单向拉伸条件下的一些机械性能指标就是在σ－ε曲线上定义的。
如果试验能提供一条精确的拉伸图，那么单向拉伸条件下的主要力性指标就可精确地测定。
图 1：两种典型材料的σ－ε曲线（左边是低碳钢，右边是铸铁）不同性质的材料拉伸过程不同，其σ－ε曲线也存在很大差异。
低碳钢和铸铁是性质截然不同的两种典型材料，它们的拉伸曲线在工程材料中具有典型意义，掌握它们的拉伸过程和破坏特点有助于正确合理地认识和选用材料。
低碳钢具有良好的塑性，由其σ－ε曲线（图1）可以看出，低碳钢断裂前明显分为四个阶段：弹性阶段（OA）：试验的变形是弹性的。
在这个范围内卸载，试验仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。
习惯上认为材料在弹性范围内服从虎克定律，其应力、应变为正比关系，即：σEε=（1）比例系数E代表直线OA的斜率，称作材料的弹性模量。
屈服（流动）阶段（AB）：σ－ε曲线上出现明显的屈服点。
这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。
这时，应力基本上不变化，而变形迅速增长。
从屈服阶段开始，材料的变形包括弹性和塑性两部分。
在这个范围内卸载，试验的弹性变形部分可以恢复，但塑性形变却已永久发生，无法恢复。
强化阶段（BC）：屈服阶段结束后，σ－ε曲线又开始上升，材料恢复了对继续变形的抵抗能力，这表明材料要继续变形，载荷就必须不断增长。
如果在这一阶段卸载，弹性变形将随之消失，而塑性变形将永久保留下来，强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。
但重新加载后，材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高，而塑性却相应下降。
这种现象叫做形变强化或冷作硬化。
冷作硬化是金属材料极为宝贵的性质之一。
塑性变形和形变强化二者联合，是强化金属的重要手段。
强化阶段的塑性变形是沿轴向均匀分布的。
随塑性变形的增长，试样表面的滑移线亦愈趋明显。
C点是σ－ε曲线的最高点，定义为材料的强度极限，又称作抗拉强度（R m），是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。
颈缩阶段（CD）：应力达到强度极限后，塑性变形开始在局部进行。
局部截面急剧收缩，承载面积急剧减少，试样承受的载荷很快下降，直至断裂。
断裂时，试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在破断的试样上。
材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量。
单拉时的塑性指标用断后伸长率A 和断面收缩率Z来表示。
工程上通常认为，材料的断后伸长率A>5% 时属于韧断，而A<5% 则属于脆断。
韧断的特征是断裂前有较大的宏观塑性变形，断口形貌是暗灰色纤维状组织。
低碳钢断裂时有很大的塑性变形，断口为杯状，周边为45度的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状，因此是一种典型的韧性断口。
如图2（b）、（c）、（f）所示。
图 2：典型材料的拉伸破坏断口（a）平面结晶状断口；（b）（c）杯状断口；（d）“星”状断口；（e）不规则韧状断口；（f）板试样杯状断口铸铁是典型的脆性材料，σ－ε曲线如图1所示。
其拉伸过程较低碳钢简单，可近似认为是经弹性阶段直接过渡到断裂。
其破坏断口沿横截面方向，说明铸铁的断裂是由拉应力引起的，其强度指标只有抗拉强度（对有些没有屈服段的材料，也可由规定非比例伸长应力作为强度指标，如以0.2％的塑性变形R p0.2来代表屈服强度）。
由σ－ε曲线可见，铸铁的断后伸长率很小，所以铸铁常在没有任何预兆的情况下突然发生脆断。
因此这类材料若使用不当，极易发生事故。
铸铁断口与正应力方向垂直，断口平齐为闪光的结晶状组织（图2a ），是一种典型的脆性断口。
多数工程材料的拉伸曲线介于低碳钢和铸铁之间，常常只有两个或三个阶段（图3）。
但强度、弹性塑性指标的定义和测量方法基本相同。
所以，通过拉伸破坏试验，分析比较低碳钢和铸铁的拉伸过程、确定其机械性能，在机械性能试验研究中具有典型意义。
图 3：不同类型材料的拉伸图根据GB/T 228—2002 《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定，对一定形状的试样施加轴向力F 拉至断裂，便可测出表征金属材料的弹性模量（E ）、物理屈服性能指标（上屈服点R eH 、下屈服点R eL ）、规定微量塑性伸长应力指标（规定非比例伸长应力R P 、规定总伸长应力R t 、规定残余伸长应力R r ）、强度性能指标（抗拉强度R m ）及塑性性能指标（断后伸长率A 、屈服点伸长率A e 、最大力下的总伸长率A gt 、最大力下的非比例伸长率A g 和断面收缩率Z ）。
这些性能指标的工程定义及测试方法如下。
（一） 弹性模量材料在弹性范围内服从虎克定律，弹性模量就是材料在比例极限内（弹性范围内）应力与应变的比值，即应力应变曲线的斜率。
表达式如下：L S FL E ∆==0εσ （2）计算机能自动算出样品的弹性模量。
同时，我们也可以根据拉伸图或应力应变曲线计算。
方法是：将曲线弹性段在屈服载荷10％－80%之间的部分平分为n 段（n ≥5），在相邻两点之间用（式3）计算E i 。
i i l S l P i E )()(00∆∆∆∆==εσ （i=1……n-1） （3）最后 111-∑-==n E i n i iE （4）（二） 物理屈服性能指标具有物理屈服性能的金属材料，其拉伸曲线的类型如图4所示。
据此，可对各项物理屈服性能指标作如下定义：上（下）屈服强度：试样在拉伸过程中，伸长显著，而实验力基本不变。
此时，样品进入屈服阶段。
其拉伸曲线如图4-d 所示。
大部分情况下，在屈服过程中实验力发生下降（图1—a 、b 、c ），分别用上、下屈服点来区分。
图4是不同类型屈服曲线的上、下屈服强度的定义。
（三） 规定微量塑性伸长应力指标按照测试方法的不同，规定微量塑性伸长应力可分为“规定非比例伸长应力”、“规定残余伸长应力”和“规定总伸长应力”。
图5表示了样品在最大力以及断裂时的各项伸长的定义。
图 4：不同类型曲线的上、下屈服强度的定义图 5：试样伸长的定义规定非比例延伸强度R P：试样标距部分的非比例伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
所谓非比例伸长是指超出实验力与伸长成正比范围以外的伸长，其定义如图6所示。
如R P0.2表示规定非比例伸长率为0.2%时的应力，对于没有屈服点的材料，可以用R P0.2来表示屈服应力，称为名义屈服应力。
规定残余强度R r：试样卸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力，其定义如图7所示。
与上述相同，R r 0.2表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
规定总延伸强度R t ：试样标距部分的总伸长（包括比例伸长和非比例伸长）达到规定的原始标距百分比时的应力，其定义如图8所示。
下面只简述规定非比例延伸强度R P 的测定。
在拉伸过程中自动记录绘制具有足够放大倍数的力—伸长曲线图（见图9）。
曲线高度应使规定非比例伸长的力值F P 处于力轴量程的1/2以上。
放大倍数n 的选择应使图中OC 段长度不小于5mm 。
在曲线图上，自原点O 起在伸长轴上截取一相应于规定非比例伸长的OC 段。
过C 点做弹性直线段的平行线CA ，交曲线于A 点，A 点所对应的力值F P 即所测定的非比例伸长力值。
按（式5）计算出R P ：0S F P PR = （5）图 6：规定非比例延伸强度（R p ） 图7：规定残余强度（R r ） 图 8：规定总伸长强度（R t ）图 9：测定R p 的方法a) 力—伸长曲线 b) 力—夹头位移曲线在生产检验中允许绘制力—夹头位移曲线图（见图9b ）测定非比例延伸超过0.2%的规定非比例延伸强度。
位移放大倍数的选择应使图中OC 段的长度不小于5mm 。
（四） 抗拉强度R m抗拉强度为试样拉段过程中最大实验力所对应的应力。
从拉伸曲线上的最高点可确定实验过程中的最大力F m （见图10）。
抗拉强度R m 按（式6）计算：0S F m mR = （6）图 10：测定R m 的图解法（五） 塑性性能指标塑性性能指标主要是“断后延伸率A ”和“断后收缩率Z ”。
对某些金属材料（如冲压用钢板），往往还需要测定“屈服点伸长率A e ”、“最大试验力下的总伸长率A gt ”及“最大试验力下的非比例伸长率A g ”。
这些指标的定义如下：断后伸长率A 试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。
图 11：伸长率的定义及图解测量法a) 屈服点伸长率 b) 最大试验力下的总伸长率和非比例伸长率 屈服点伸长率A e 试样从开始屈服至屈服阶段结束（加工硬化开始）之间标距的伸长OF （见图11－a ）与原始标距的百分比。
最大试验力下的非比例伸长率A g 试样拉到最大力时，标距的非比例伸长OJ （见图11-b ）与原始标距的百分比。
最大试验力下的总伸长率A gt 试样拉至最大试验力时，标距的总伸长OI （见图11-b ）与原始标距的百分比。
断面收缩率Z 试样拉断后，颈缩处横截面积的最大减缩量与原始横截面积的百分比。
下面简要介绍断后伸长率A 和断面收缩率Z 的测定方法：（1）断后伸长率A 的测定 A 是在试样拉断后测定的。
将试样断裂部分在断裂出紧密对接起来，尽量使其轴线位于一直线上，测出试样断裂后标距间的长度L u ，则断后伸长率的计算式为：%10000⨯=-L L L u A （10） 由于试样断裂位置对A 的大小有影响，其中以断在正中的试样伸长率最大。
