金屬材料的力學(xué)性能是指金屬在力作用下所顯示與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的性能。它包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及抗疲勞等。金屬材料的化學(xué)性能是金屬在化學(xué)介質(zhì)作用下所表現(xiàn)出來的性能，包括耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等。

變形

材料在外力作用下發(fā)生的形狀和尺寸變化。外力去除后能夠恢復(fù)的叫彈性變形；外力去除后不能恢復(fù)的塑性變形。

強(qiáng)度

強(qiáng)度是指材料在靜載荷作用下抵抗變形和破壞的能力，是工程技術(shù)上重要的重要的力學(xué)性能指標(biāo)。由于材料承受載荷的方式不同，其變形方式也不同，分為抗拉、抗壓、抗扭、抗彎和抗剪等強(qiáng)度。

抗拉強(qiáng)度

抗拉強(qiáng)度是材料斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，是在拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線上的最大應(yīng)力點(diǎn)，單位為MPa。其物理意義是塑性材料抵抗均勻變形的能力。對于不出現(xiàn)頸縮的材料，抗拉強(qiáng)度就是其斷裂強(qiáng)度。

屈服強(qiáng)度

材料的拉伸應(yīng)力超過彈性范圍，開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力。有些材料沒有明顯的屈服點(diǎn)，工程上通常取試樣產(chǎn)生0.2％殘余變形時(shí)的應(yīng)力作為條件屈服極限б0.2，單位為 MPa。

持久強(qiáng)度

試樣在設(shè)計(jì)溫度下、經(jīng)10 萬小時(shí)后，斷裂時(shí)的平均應(yīng)力，單位為 MPa。

蠕變強(qiáng)度

在給定溫度下和規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，使試樣產(chǎn)生一定蠕變量的應(yīng)力值。工程上通常采用鋼材在設(shè)計(jì)溫度下，經(jīng)過10 萬小時(shí)后、蠕變率為1％時(shí)的應(yīng)力值，單位 MPa 。

塑性

材料在靜載荷作用下發(fā)生永久變形而不破壞的能力。衡量指標(biāo)為伸長率和斷面收縮率，塑性好的材料可以防止突然破壞。材料的強(qiáng)度和韌性是一對相互制約的指標(biāo)，強(qiáng)度高，則韌性差；韌性高則強(qiáng)度低。通過晶粒細(xì)化可以同時(shí)提高材料的強(qiáng)度和韌性。

延伸率

表明試樣在拉伸試驗(yàn)破壞時(shí)，產(chǎn)生了百分之幾的塑性伸長量。它是衡量鋼材塑性的一個(gè)指標(biāo)。試樣長度一般選擇為其直徑的5 倍或10倍，因此，有δ5(短試樣)和δ10 （長試樣）兩種指標(biāo)，單位為％。

斷面收縮率

斷面收縮率表明試樣在拉伸試驗(yàn)發(fā)生破壞時(shí),縮頸處產(chǎn)生的塑性變形率，單位為％。

韌脆轉(zhuǎn)變溫度

金屬的韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉(zhuǎn)化的溫度稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度。材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度愈低，材料的低溫沖擊韌性愈好。碳素結(jié)構(gòu)鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度為-20℃。目前確定脆性轉(zhuǎn)變溫度的普遍方法是，把沖擊值降到某一特定允許的最低沖擊值的溫度，作為該材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。

硬度

硬度是材料軟硬的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，是抵抗其它物體壓入其表面的能力，是金屬表面抵抗變形和破壞的能力。常測的硬度有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

沖擊韌性

金屬材料抵抗沖擊載荷而不發(fā)生破壞的能力。表征金屬材料沖擊韌性高低的指標(biāo)是沖擊功，沖擊功值越大，材料越能承受較大的沖擊載荷。沖擊吸收能量低的材料稱為脆性材料；沖擊吸收能量高的材料稱為韌性材料。沖擊韌性對材料的組織結(jié)構(gòu)敏感，可以通過改變材料成分，提高材料冶金質(zhì)量來改善材料的沖擊韌性。

疲勞

金屬材料在受交變應(yīng)力或循環(huán)載荷的作用時(shí)，常會在工作應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度的情況下突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞。

疲勞強(qiáng)度

金屬材料在無限多次循環(huán)載荷（10的7次方周）作用下而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。

金屬腐蝕

金屬與周圍介質(zhì)相接觸，產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)作用而遭受破壞的過程稱為腐蝕。按腐蝕介質(zhì)分，有大氣腐蝕、水腐蝕、土壤腐蝕、高溫氣體腐蝕及各種酸、堿、鹽的腐蝕等按著腐蝕形式分，有均勻腐蝕及局部腐蝕兩大類，后者又有晶間腐蝕、點(diǎn)蝕及縫隙腐蝕等；按腐蝕發(fā)生的機(jī)理分，有化學(xué)腐蝕及電化學(xué)腐蝕兩大類。

應(yīng)力腐蝕開裂

應(yīng)力腐蝕破裂是金屬構(gòu)件在拉伸應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用下引起的破壞。應(yīng)力腐蝕斷裂的產(chǎn)生應(yīng)具備三個(gè)條件，其一要有特定的腐蝕環(huán)境（包括腐蝕介質(zhì)的成分、濃度、雜質(zhì)和溫度等）；其二是要有足夠大的拉伸應(yīng)力（超過某一極限值）；其三是金屬材料具有特定的合金成分和組織（包括晶粒大小、晶粒取向、形態(tài)、相結(jié)構(gòu)、各類缺陷等）。

晶間腐蝕

晶間腐蝕是由于晶界沉積了雜質(zhì)，或某一元素增多或減少而引起的。這種變化大多由于不適當(dāng)?shù)臒崽幚砘蚶浼庸に?。晶間腐蝕的發(fā)生有兩個(gè)條件，其一是晶界物質(zhì)的物理化學(xué)狀態(tài)與晶粒本身不同，其二是有特定的腐蝕環(huán)境存在。

氫脆

在高溫、高壓下分子氫部分分解成原子氫，或者在濕酸性腐蝕環(huán)境中經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)生成氫原子，這些氫原子滲透到鋼內(nèi)部后，使鋼晶粒間原子結(jié)合力降低，表現(xiàn)為鋼材的延伸率、斷面收縮率降低，強(qiáng)度也發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫氫脆。

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