任何機械零件或工具，在使用過(guò)程中，往往要受到各種形式外力的作用，這就要求金屬材料必須具有一種承受機械載荷而不超過(guò)許可變形或不破壞的能力，這種能力就是材料的力學(xué)性能。

 一、力學(xué)性能--強度
        強度——金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。
        1．拉伸試樣
              d——試樣直徑
              Lo——標距長(cháng)度
        2．力－伸長(cháng)曲線(xiàn)
              彈性變形階段--屈服階段--強化階段--縮頸階段
       3．強度指標
          （1）屈服強度：當金屬材料出現屈服現象時(shí)，在實(shí)驗期間發(fā)生塑性變形而力慶困不增加的應力點(diǎn)。

          （2）抗拉強度Rm ：材料在斷裂前所能承受的最大的應力。
二、力學(xué)性能--塑性
       塑性——材料受力后在斷裂前產(chǎn)生塑性變形的能力。
       1．斷后伸長(cháng)率A ：試樣拉斷后，標距的伸長(cháng)量與原始標距之比的百分率。
       2．斷面收縮率Z ：試樣拉斷后，縮頸處面積變化量與原始橫截面面積比值的百分率

三、力學(xué)性能--硬度

       硬度——材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度是通過(guò)在專(zhuān)用的硬度試驗機上實(shí)驗測得的。
       1．布氏硬度：用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力來(lái)表示，單位為Pa，但一般均不標出，用符號HBW表示：
            表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符號、壓頭直徑、實(shí)驗力及實(shí)驗力保持時(shí)間表示。當保持時(shí)間為10～15s時(shí)可不標。
            應用范圍：主要用于測定鑄鐵、有色金屬及退火、正火、調質(zhì)處理后的各種軟鋼等硬搏盯度較低的材料。
       2．洛氏硬度：洛氏硬度（HR）測試，當被測樣品過(guò)小或者布氏硬度（HB）大于450時(shí)，就改用洛氏硬度計量。試驗方法是用一個(gè)頂角為120度的金剛石圓錐體或直              徑為1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。

       材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱(chēng)為材料的力學(xué)性能。鍋爐、壓力容器用材料的常規力學(xué)性能指標主要包括：強度、硬度、塑性和韌性 等。

     （1）強度 強度是指金屬材料在外力作用下對變形或斷裂的抗力。強度指標是設計中決定許用應力的重要依據，常用的強度指標有屈服強度σS或σ0.2和抗拉強度σb，高溫下工作時(shí)，還要考慮蠕變極限σn和持久強度σD。

     （2）塑性 塑性是指金屬材料在斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。塑性指標包括：伸長(cháng)率δ，即試樣拉斷后的相對伸長(cháng)量；斷面收縮率ψ，即試樣拉斷后，拉斷處橫截面積的相對縮小量；冷彎（角）α，即試件被彎曲到受拉面出現第一條裂紋時(shí)所測得的角度。

     （3）韌性 韌性是指金屬材料抵抗沖擊負荷的能力。韌性常用沖擊功Ａk和沖擊韌性值αk表示。Αk值或αk值除反映材料的抗沖擊性能外，還對材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材料品質(zhì)、宏觀(guān)缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且Ａk對材料的脆性轉化情況十分敏感，低溫沖擊試驗能檢驗鋼的冷脆性。表示材料韌性的一個(gè)新的指標是斷裂韌性δ，它是反映材料對裂紋擴展的抵抗能力。

     （4）硬度 硬度是衡量材料軟硬程度的一個(gè)性能指標。硬 度試驗的方法較多，原理也不相同，測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試驗，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、維氏硬度（HV），其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而肖氏硬度（HS）則屬于回跳法硬度試驗，其值代表金屬彈性變形功的大小。因此，硬度不是一個(gè)單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強度和韌性等的一種綜合性能指標。

       拉伸是一種簡(jiǎn)單的力學(xué)性能試驗，在測試標距內，受力均勻，應力應變及其性能指標測量穩定、可靠、理論計算方便。通過(guò)拉伸試驗，可以測定材料彈性變形、塑性變形和斷裂過(guò)程中最基本的力學(xué)性能指標，如正彈性模量E、屈服強度σ0.2、屈服點(diǎn)σs、抗拉強度σb、斷后延長(cháng)率δ及斷面收縮率ψ等。拉伸試驗中獲得的力學(xué)性能指標，如E、σ0.2、σs、σb、δ、ψ等，是材料固有的基本屬性和工程設計中的主要依據。

      拉伸試驗是金屬力學(xué)性能試驗中最常見(jiàn)的試驗，相同的材料通過(guò)不同的拉伸試驗過(guò)程測量結果不一定相同。都有哪些因素在影響拉伸試驗呢？

 01.取樣部位和方法

      材料中因成分、組織、機構、缺陷加工變形等分布不均，使得同一批甚至同一產(chǎn)品不同部位出現差異，因此在切取樣品時(shí)，應嚴格按照GB/T-228附錄中的規定執行。

                                       拉伸試樣三維圖

       02.試驗設備

       試驗設備直接影響結果數據的準確性和真實(shí)性，因此實(shí)驗時(shí)必須要保證試驗機在檢定的有效期內。如圖為WDW-50萬(wàn)能試驗機，設備定期進(jìn)行校驗和送檢。

                                   微機控制電子萬(wàn)能試驗機

            03.試驗環(huán)境的影響

     試驗環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、夾持器具選擇的影響等。

        04.試驗方法的選擇

    試驗方法主要包括夾持方法、拉伸速率、拉伸橫截面積以及式樣尺寸的測量方法，在選擇測量式樣的尺寸時(shí)，宜選用外徑千分尺、游標卡尺或矩形樣用游標卡尺。此外，由于主觀(guān)因素和操作技巧的不同，也會(huì )對測量結果帶來(lái)誤差。因此，檢驗人員應通過(guò)嚴格的培訓并按照GB/T-228標準的方法進(jìn)行試驗。

       05.一些基礎性問(wèn)題

   對于大多數金屬材料，在彈性變形區域，應力與應變成比例，當繼續增加應力或應變時(shí)，在某一點(diǎn)上，應變將不再與施加的應力成比例。

       在這一點(diǎn)上，與鄰接的初始原子間的鍵合開(kāi)始破裂并用一組新的原子進(jìn)行改造。當這種情況發(fā)生時(shí)，應力被卸除后材料將不再恢復到原來(lái)的狀態(tài)，即變形是永久的和不可恢復的，這時(shí)材料進(jìn)入塑性變形區。