不同类型的材料机械性能
材料力学性能是某种材料的密集属性，是一种与材料数量无关的物理特性。这些量化特征可以作为衡量各种材料优势的衡量标准，辅助材料的选择。
一个特性，如温度，可能是一个或多个自变量的函数，也可能是一个常数。各向异性是材料质量在一定程度上波动的趋势的术语，具体取决于测量材料的方向。当在某个操作范围内使用时，与各种物理过程相关的材料质量通常呈线性（或大致如此）。用于描述特性的微分本构方程可以通过将它们建模为线性函数来大大简化。
系统质量的预测经常使用定义重要材料特性的方程。利用已建立的测试程序，测量属性。其中许多技术已由各自的用户社区编写并在线发布；参见 ASTM International。
在本文中，我们将了解不同类型的材料机械性能
最常见的材料机械性能是什么？
产品设计师可以使用来自一些典型机械和物理特性描述的信息来帮助他们为特定应用选择合适的材料。以下是材料力学性能的种类：
- 电导率
- 腐蚀
- 阻力
- 密度
- 延展性/延展性
- 弹性/刚度
- 骨折
- 韧性
- 硬度
- 可塑性
- 力量、疲劳
- 强度、剪切强度、
- 抗拉强度、屈服度
- 韧性
- 耐磨性
电导率
通过材料的热量可以通过其导热率来确定。它表示为每单位长度、横截面积和时间的度数。导热系数高的材料可用作散热片，导热系数低的材料可用作绝缘体。
高导热金属适用于热交换器或制冷等系统。虽然低导热率的材料可以用于高温应用，但高温部件经常需要高导热率的材料，因此了解环境至关重要。
与热导率类似，电导率测量通过具有已知横截面和长度的材料的电量。
耐腐蚀
材料抵抗空气、湿气或其他元素的自然化学或电化学攻击的能力称为耐腐蚀性。腐蚀的类型很多，包括晶间腐蚀、分离腐蚀、电流响应和点蚀（其中许多将在其他通讯版本中讨论）。
基于在给定测试或服务过程中发生的渗透线性外推，耐腐蚀性可以定义为腐蚀可能在一年内渗透的最大深度（以密耳为单位）。虽然某些材料受益于添加电镀或涂层，但其他材料具有天然的耐腐蚀性。许多属于耐腐蚀家族成员的金属仍然容易受到其发挥作用的环境中存在的特定环境因素的影响。
密度
每单位体积的合金质量称为密度，通常以磅/立方英寸、克/立方厘米等表示。特定尺寸的组件的重量取决于合金的密度。
在重量很重要的行业，例如航空航天或汽车行业，这个组件至关重要。想要更轻组件的工程师可能会寻求密度较低的合金，但他们也必须考虑强度重量比。如果具有较高密度的物质（例如钢）比具有较低密度的物质提供更大的强度，则可以选择该材料。更薄的部分可以通过使用更少的材料来弥补更高的密度。
延展性/延展性
材料的延展性是指其在不断裂的情况下进行塑性拉伸或弯曲的能力，并在移除负载后保持新形状的能力。想象一下能够将某种金属拉伸成电线。
在拉伸试验中，延展性通常被计算为伸长率的百分比，或样品在失效前横截面积的减少。杨氏模量，通常被称为弹性模量，是一个关键的应力/应变比，用于许多设计计算，可以通过拉伸试验获得。韧性材料适用于其他金属加工工艺，例如轧制或拉拔，因为它们在应力下具有抗开裂或断裂的倾向。进行一些额外的处理（例如冷加工）后，金属的延展性往往会降低。
金属在不断裂的情况下成型的能力称为延展性，一种物理质量。使用压力（也称为压缩应力）将材料轧制成更薄的片材。高延展性材料可以承受更大的压力而不开裂。
弹性/刚度
当去除扭曲力时，材料恢复其先前尺寸和形状的能力称为其弹性。弹性材料在释放应力后会恢复到原来的形状，而具有可塑性的材料（形状变化是不可逆的）则相反。
杨氏模量对比应力（施加的力）和应变之间的关系，经常用于评估金属的刚度（产生的变形）。模量越高，材料越硬，因为较高的应力导致成比例地较小的变形。橡胶是一种表现出低刚度/低模量的材料，而玻璃是一种刚度/高模量材料的例子。对于在负载下需要刚度的应用，这是一个至关重要的设计问题。
断裂/韧性
材料承受冲击的能力取决于其抗冲击性。一般来说，快速发生的碰撞所产生的冲击力要大于逐渐施加较小力的冲击力。
因此，当应用涉及高冲击危险时，应考虑抗冲击性。虽然一些金属在静态应力下可能会令人满意地发挥作用，但动态载荷或碰撞会导致它们失效。在实验室中，经常使用夏比试验来衡量冲击力，该试验包括用加重摆锤在加工过的 V 型缺口的另一侧撞击样品。
硬度
材料承受永久压痕的能力称为硬度（即塑性变形）。通常，材料承受磨损或变形的能力会随着硬度的增加而增加。因此，“硬度”一词也可以指材料的局部表面刚度或其对切割、刮擦或磨损的抵抗力。
Brinell、Rockwell 和 Vicker 测量硬度的方法是测量由较硬材料（如钢球、金刚石或其他压头）形成的凹陷面积和深度。
可塑性
与弹性相反，可塑性是指材料在受到成形力时保持其改变形状的倾向。正是这种特性使得将材料加工成永久的新形状成为可能。在屈服点，材料的行为从弹性变为塑性。
力量、疲劳
在最大值低于材料抗拉强度的重复或波动载荷（如加载或卸载）下，疲劳会导致断裂。应力和失效周期之间存在相关性，更高的应力会加速失效时间，反之亦然。因此，术语“疲劳极限”是指金属（变量）在规定的循环次数内所能承受的最大应力。
另一方面，疲劳寿命测量固定负载并计算材料在失效前可以承受的负载循环次数。在设计承受反复载荷条件的部件时，疲劳强度是一个需要考虑的关键因素。
强度 - 剪切
在螺栓或梁等应用中，应力的方向和幅度都至关重要，剪切强度是一个因素。当定向力导致金属内部结构的颗粒水平自身滑动时，就会发生剪切。
强度拉伸
拉伸强度或极限强度是衡量金属性能最常用的测量方法之一。金属段在断裂前可以承受的载荷量称为抗拉强度。通过弹性变形区域，金属在实验室测试中会伸长，然后恢复到原来的形状。
即使在负载达到永久或塑性变形点（以屈服值测量）时，它仍然保持拉伸形状。负载最终导致金属在拉伸点断裂。这种测量有助于区分脆性材料和延展性材料。兆帕斯卡 (MPa) 或磅每平方英寸是用来表示抗拉强度或极限抗拉强度的单位。
强度、产量
屈服强度描述了负载下的材料将不再返回其原始位置或形状的点。它在概念和测量上与拉伸强度相似。塑性变形跟随弹性变形。
为了理解应力下尺寸完整性的局限性，设计计算包括屈服点。与抗拉强度类似，屈服强度以磅/平方英寸或牛顿/平方毫米 (MPa) 表示。
韧性
韧性由夏比冲击试验确定，与耐冲击性相当，用于衡量材料在特定温度下承受冲击而不断裂的能力。材料在低温下可能会变得更脆，因为此时抗冲击性通常较弱。
在应用中存在低温可能性的情况下（例如海上石油平台、输油管道等），或者在瞬时载荷是一个因素的情况下，铁合金中经常要求夏比值（例如军事或飞机应用中的防弹安全壳） .
耐磨
一种材料承受两种材料相互摩擦冲击的能力称为耐磨性。这些包括粘附、磨损、刮伤、刨削、擦伤和其他形式的撕裂。
当材料具有不同的硬度时，较软的金属可能首先表现出后果，并且可以做出设计决策来解决这个问题。由于异物的存在，即使滚动也会导致磨损。在特定负载下特定数量的磨损循环的质量损失量可用于量化耐磨性。
材料的其他力学性能
以下是材料的其他一些力学性能：
- 脆性
- 体积模量
- 归还系数
- 抗压强度
- 蠕变
- 耐用性
- 疲劳极限
- 灵活性
- 弯曲模量
- 抗弯强度
- 摩擦系数
- 质量扩散率
- 毒比
- 韧性
- 滑倒
- 比模量
- 比强度
- 表面粗糙度
- 抗拉强度
- 粘度
- Young 的模块
电性能
- 电容
- 介电常数
- 介电强度
- 电阻率和电导率
- 电敏感度
- 电热系数
- 电致伸缩
- 磁电极化率
- 能斯特系数（热电效应）
- 许可率
- 压电常数
- 热释电
- 塞贝克系数
磁性
- 居里温度
- 抗磁性
- 霍尔系数
- 滞后
- 磁致伸缩
- 磁热系数
- 磁热电功率（磁塞贝克效应系数）
- 磁阻
- 渗透性
- 压磁
- 热磁系数
- 自旋霍尔效应
声学特性
- 吸音
- 音速
- 声音反射
- 声音传输
- 三阶弹性（声弹效应）
热性能
- 二元相图
- 沸点
- 热膨胀系数
- 临界温度
- 居里点
- 韧脆转变温度
- 发射率
- 共晶点
- 易燃性
- 闪点
- 玻璃化转变温度
- 汽化热
- 反转温度
- 熔点
- 导热系数
- 热扩散率
- 热膨胀
- 三点
- 蒸气压
- 比热容
化学性质
- 耐腐蚀
- 吸湿性
- 酸碱度
- 反应性
- 比内表面积
- 表面能
- 表面张力
原子属性
- 原子质量
- 原子序数
- 原子量
光学特性
- 吸光度：化学物质衰减光的强度
- 双折射
- 颜色
- 电光效应
- 亮度
- 光学活动
- 光弹性
- 光敏性
- 反射率
- 折射率
- 散射
- 透射率
制造属性
- 可铸性 - 材料能否轻松进行铸造。
- 机械加工性等级
- 加工速度和进给
放射学特性
- 中子截面
- 具体活动
- 半条命
总结
在任何生产设计中，考虑材料的机械性能是非常重要的。正如您可以从上面列出的那样，可以从材料中获得大量属性。然而，最常见的性能分为物理、化学和机械性能。
这就是本文的全部内容，其中正在讨论材料的常见机械性能类型。我希望您从阅读中得到很多，如果有，请与他人分享。感谢阅读，再见！
制造工艺