第2章　材料的力学性能

材料的性能包括物理性能、化学性能、力学性能、经济性等，又可分为固有性能和使用性能。固有性能是指材料本身所具有的各种性能，科学家对材料的研究过程实质上是不断探索、发现、改善材料固有性能的过程。人类从开始使用材料（旧石器时代）至今已有数百万年历史，在发现材料固有性能上每前进一小步，人类文明就前进一大步。例如1911年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯等人发现，汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。1922年，德国工程师赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理，约50年后，德、日、美等国家相继开展了磁悬浮运输系统的研究。超导材料的使用，解决了电-磁转换的效率问题，否则，巨大的电能消耗，产生巨大的热量，经济上不合算，技术上行不通，电磁悬浮原理也就成了一个无用的发明专利。

对机械工程而言，最有价值的使用性能是材料的力学性能，即在受力情况下表现出来的性能——弹性变形、永久变形、断裂、腐蚀等。本章对材料的力学性能作一概括介绍，为合理选择和使用材料打下基础。

学习目标

1.掌握弹性极限、弹性模量（材料刚度）、弹性等基本概念，了解弹性变形的本质及影响弹性变形的因素。

2.掌握强度指标R_e、R_P0.2、R_m，塑性指标A、Z和韧性指标A_K、K_ⅠC的物理意义和工程意义并能用于设计和选材。

3.掌握滑移系基本概念和体心立方、面心立方的滑移系；掌握体心立方、面心立方单晶体不同方向（单向和多向）加载时发生塑性变形的条件并理解多向加载可减少滑移系上的切应力大小和可动滑移系数量而降低材料塑性的基本原理。

4.掌握多晶体塑性变形的特点和塑性变形对组织和性能的影响。

5.掌握金属材料的四种强化原理并能用于设计合金和分析材料的组织与性能之间的关系。

6.了解应力与断裂类型的关系及断口特征。

7.掌握缺口效应、冲击韧性和断裂韧性概念并能用于指导设计和选材。

8.掌握各种低应力延时断裂并能用于指导设计和选材。

9.掌握磨损和硬度基本概念并能用于指导设计和选材。