河南科技大学材料专业英语译文(4)

许多材料在服役时要承受力或载荷，在这种情况下了解材料的特性并设计材料中的组成元素是非常他有必要的，这样就不会引起变形也不会发生断裂。一种材料的力学行为反映了形变对施加的离火载荷的关系。重要的力学性能是：强度、塑性、硬度和韧性。

1.4.1.1 屈服强度

大多数组织设计的是在应力作用下仅仅引起弹性变形，因此应该知道在什么应力水平下开始塑性变形，或者说在什么应力水平下开始屈服。对于逐渐发生塑性转变的金属，屈服点可以有应力—应变曲线开始偏离线性关系所确定，这有时也叫做比例极限，正如图表1.25中的P点所示。在这种情况下，这个点的位置可以被精确的确定出来。因此，国际公约规定在一条平行于应力—应变曲线弹性部分的是一直线，规定的应变位移量通常是0.002的交点处。相应于这条直线与应力应变曲线在塑性变形区的弯曲部分交点外的应力被定义为屈服强度σy 。

1.4.1.2 抗拉强度

屈服之后，金属持续发生塑性变形的应力会达到一个最大值，图表1.26种的M点，然后减小直到最终断裂F点。抗拉强度σb就是工程应力—应变曲线上最大值时的应力。这和组织所能维持的拉力的最大应力相一致。如果这应力施加并保持就会引起断裂。在受拉试样的狭小区域整个范围内达到这一点时的所有变形都是均匀的。

然而在这个最大应力处，有小的或缩颈开始在某一处形成，随后的变形就在缩颈处如插图1.26中的试样，这种现象叫做颈缩，并且断裂基本上就在经缩处。一般的当材料的强度被用以设计时就要利用屈服强度，这是因为当施加的应力达到抗拉强度时，组织会因发生强烈的塑性变形而改变而不能使用。

1.4.1.3 塑性

塑性是另一个重要的力学性能，受力到断裂时的塑性变形程度的测量。断裂时只发生很小的或不发生塑性变形的材料被称为脆性材料。

塑性既可以是伸长率也可以用断面收缩率来定量的表示。伸长率δ是在断裂

lll时塑性应变的百分比或

foo这里lf是断裂后长度，lo是原始标距。

因为在断裂时塑性变形的一个重要特点是只发生在颈缩处，所以δ的级数就取决于试样标距。lo越短在颈缩处断裂的总伸长量和δ的值就越大。因此当用伸长率得值时lo应该很精确。

100%AAA断面收缩率定义为：

oof100%，这里AO是原始横断面面积，Af是断裂点处的横断面面积。断面收缩率的值与lo和AO都没关系，进一步说，对于一个给定的材料δ和Ψ的大小一般来说是不同的。

对材料的塑性的认识是很重要的。至少有两原因，第一它使设计者明确断裂前组织塑性变形到哪个程度，第二它明确了装配操作过程所允许的变形度。

1.4.1.4 硬度

另一个应该考虑的重要的力学性能就是硬度，它表示材料抵抗硬质物体从材料表面侵入的能力。有许多种测硬度的方法，而最常用的是洛氏和布氏测试。

在布氏硬度测试法中，通常是用直径为10mm的硬质钢球作用于材料表面。测量留在表面的痕迹的直径，布氏硬度值（HB）用下面等式计算：

2PHB22D（-DDd），这里P是所加的载荷单位kg，D是压头直径单位mm，

d是压痕的直径单位mm。

在洛氏硬度测试法中，对于软质材料用小钢球，而对于硬质材料用锥形金刚石。测量仪会自动测量压头压入材料的深度并转换成洛氏硬度值，用到洛氏法的几个变量。

维氏和奴氏测试法是显微硬度法，他们形成的压痕很小需要用显微镜测量它的尺寸。

1.5.1.5 弹性模量

弹性模量或杨氏模量是应力—应变曲线弹性范围的斜线，这种关系符合胡克定律：

E,模量与材料中原子结合力密切相关。在力与原子间距曲线图中平

衡距离处的陡斜线表明需要很大的力才能使原子分离而引起金属发生弹性伸长。因此金属有较高的弹性模量。高熔点金属键结合力和弹性模量会更高一些。

模量可以表示材料的硬度。坚硬的材料弹性模量较高，在弹性范围内加载能使材料保持其形状和尺寸。如果我们设计一根轴或轴承，需要非常小的公差。但是如果轴变形了，这些小的公差就会引起过度的摩擦，磨损和变形。