金屬材料的力學性能檢測是金屬材料里面非常常規和普遍一個檢測項目，特別是金屬拉伸試驗，我是隱石檢測小編，每天分享第三方檢測知識。今天給大家分享一下金屬材料力學性能--強度和塑性。

強度與塑性

強度是指金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。塑性是指金屬在斷裂前發生不可逆永久變形的能力。永久變形是指物體在力的作用下產生的形狀，尺寸的改變，外力去除后，變形不能恢復到原來的形狀和尺寸。這種不能恢復到原始的形狀和尺寸的變形稱永久變形或塑性變形。金屬材料的強度和塑性指標可以通過拉伸試驗測得。

(一)拉伸試驗

拉伸試驗是指用靜拉伸力對試樣進行軸向拉伸，測量拉伸力和相應的伸長。拉伸時一般將拉伸試樣拉至斷裂。(公司要做拉伸試驗需要取的國家試驗室資質)

1.拉伸試樣

通常采用國柱形拉伸試樣，試樣尺寸按國家標準有關規定進行制作。

拉伸試樣要求：

線材, 圓棒試樣: d≤3mm，長度L≥1000mm

10mm≥d≥3mm L≥200mm

d≥10mm 一般要求L≥200mm，如材料有限制,L最小為150mm兩頭車螺紋，螺紋長度L大于直徑。

矩形試樣：L≥200mm (美標可以L≥120mm)

管狀試樣: OD≤30mm, L≥300mm

OD>30mm, 一般要求L≥300mm,如果材料有限制,當壁厚t≥10mm L最小為200mm

2.試驗方法

拉伸試驗在拉伸試驗機上進行。 為拉伸試驗機圖片。將試樣裝在試驗機的上下夾頭上，開動機器，在壓力油的作用下，試樣受到拉伸。同時，記錄裝置記錄下拉伸過程中的力-伸長曲線。

(二)力-伸長曲線

在進行拉伸試驗時，拉伸力F和試樣伸長量△ L 之間的關系曲線，稱為力-伸長曲線。通常把拉伸力 F 作為縱坐標，伸長量 △L 作為橫坐標，圖 2-3 所示為退火低碳鋼的力-伸長曲線圖。

觀察拉伸試驗和力-伸長曲線，會發現在拉伸試驗的開始階段，試樣的伸長量 △L 與拉伸力F 之間成正比例關系，在力-伸長曲線圖中為一條斜直線 Oe。在該階段，當拉伸力增加時，試樣伸長量△L 也呈正比增加。當去除拉伸力后試樣伸長變形消失，恢復其原來形狀，其變形規律符合胡克定律，表現為彈性變形。在圖中 Fe是試樣保持彈性變形的最大拉伸力。

當拉伸力不斷增加，超過Fe時，試樣將產生塑性變形,去除拉伸力后，變形不能完全恢復，塑性伸長將被保留下來。當拉伸力繼續增加到 Fs時，力-伸長曲線在S點后出現一個平臺，即在拉伸力不再增加的情況下，試樣也會明顯伸長，這種現象稱為屈服現象。拉伸力 Fs稱為屈服拉伸力。

當拉伸力超過屈服拉伸力后，試樣抵抗變形的能力將會增加，此現象為冷變形強化，即抗力增加現象。在力-伸長曲線上表現為一段上升曲線，即隨著塑性的增大，試樣變形抗力也逐漸增大。

當拉伸力達到Fb時，試樣的局部截面開始收縮，產生了縮頸現象。由于縮頸使試樣局部截面迅速縮小，最終導致試樣被拉斷?？s頸現象在力-伸長曲線上表現為一段下降的曲線。 Fb是試樣拉斷前能承受的最大拉伸力，稱為極限拉伸力。

從完整的拉伸試驗和力-伸長曲線可以看出，試樣從開始拉伸到斷裂要經過彈性變形、屈服階段、變形強化階段、縮頸與斷裂四個階段。

(三) 強度指標

金屬材料抵抗拉伸力的強度指標有屈服點、規定殘余伸長應力、抗拉強度等

1.屈服點和規定殘余伸長向力

屈服點是指試樣在拉伸試驗過程中，力不增加(保持恒定)，但試樣仍然能繼續伸長(變形)時的應力。

工業上使用的部分金屬材料，如高碳鋼、鑄鐵等，在進行拉伸試驗時，沒有明顯的屈服現象，也不會產生縮頸現象，這就需要規定一個相當于屈服點的強度指標，即規定殘余伸長應力。

2.抗拉強度

抗拉強度是指試樣拉斷前承受的最大標稱拉應力。

金屬材料由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過渡的臨界值，也是表征材料在靜拉伸條件下的最大承載能力。對于塑性金屬材料來說，拉伸試樣在承受最大拉應力之前，變形是均勻一致的。但超過最大拉應力后，金屬材料開始出現縮頸現象，即產生集中變形。

屈強比，是一個重要的指標。比值越大，越能發揮材料的潛力，減少工程結構自重。但為了使用安全，也不宜過大，一般合理的比值在0.65-0.75 之間。

3.剛度

材料在受力時，抵抗彈性變形的能力稱為剛度，它表示材料彈性變形的難易程度。

式中，和r分別為正應力和切應力，和y分別為正應變和切應變。

在設計機械零件時，如果要求零件剛度大時，應選用具有較高彈性模量的材料。一般來說，鋼鐵材料的彈性模量較大，所以對要求剛度大的零件，通常選用鋼鐵材料。例如，車床主軸應有足夠的剛度，如果主軸剛度不足，車刀進給量大時，車床主軸的彈性變形就會大，從而影響零件的加工精度。

對于在彈性范圍內要求對能量有較大吸收能力的零件(如儀表彈簧等)，可以選擇軟彈簧材料，如鈹青銅、磷青銅等制造，使其具有較高的彈性極限和低的彈性模量。

(四)塑性指標

金屬材料的塑性，可以用拉伸試樣斷裂時的最大相對變形量來表示，如拉伸后的斷后伸長率和斷面收縮率。它們是表征材料塑性好壞的主要力學性能指標。

1.斷后伸長率

拉伸試樣在進行拉伸試驗時，在力的作用下產生塑性變形，原始試樣中的標距會不斷伸長，標距的伸長與原始標距的百分比稱為伸長率。

2.斷面收縮率

斷面收縮率是指，試樣拉斷后縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。

金屬材料的塑性的好壞，對零件的加工和使用具有重要的實際意義，期性好的材料不僅能順利地進行鍛壓、軋制等成型工藝，而且在使用時如超載，由于塑性變形，能避免突然斷裂。所以大多數機械零件除要求具有較高的強度外，還須有一定的塑性。