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标题: 小石坝科普篇（1）----韧性，塑性，强度，刚度和硬度 [打印本页]

作者: 3D-SW-小石坝 时间: 2020-12-3 07:43
标题: 小石坝科普篇（1）----韧性，塑性，强度，刚度和硬度

在工作中，我们经常讲到刚度、强度、硬度、塑性和韧性这些机械名词，但是很多从事机械设计或者机械有关的工作人员，都不能清楚描述各个机械名词在含义上有什么区别，今天小石坝就跟大家一起学习这些机械名词。希望大家学习过后，能有所收获。

刚度、强度、硬度、塑性和韧性都是材料的力学性能（或称机械性能）指标。为了理解他们的意义，我们首先要知道：

弹性变形——当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。

塑性变形——当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。

这就是可恢复形变的是弹性形变，不可恢复的塑性形变。

那么，再来理解刚度、强度和硬度，就比较容易了：

刚度——金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。

强度——金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。

硬度——金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。

其实，三者之间没有必然的联系，不过，硬度是一项综合力学性能指标，一般：硬度高的材料，其强度也高。

为了方便大家了解，我们分别介绍强度，刚度和硬度。

强度（Strength）：

强度是指材料抵抗永久变形和断裂的能力，即材料破坏时所需要的应力。

根据载荷形式的不同，强度可以分为屈服强度（Yield Strength），抗拉强度（Tensile Strength），抗压强度，抗剪强度，疲劳强度，冲击强度等。

工程上使用最多的是屈服强度和抗拉强度。

刚度（Stiffness）：

刚度是指某构件或结构抵抗变形的能力，即引起单位变形时所需要的力，一般是针对构件或结构而言的。

它的大小不仅与材料本身的性质，比如弹性模量有关，而且与构件或结构的截面和形状有关。

为了形象地理解强度和刚性的区别，举个玻璃和弹簧的例子，如上图。

玻璃在外力作用下，不容易变形，但是容易碎掉，所以它刚性大，但强度低。

弹簧在外力作用下，容易变形，但是不容易破坏，所以它强度高，但是刚性差。

硬度（Hardness）：

硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力。

这个性质通常包括很多含义，比如材料抵抗刮擦，切割，磨损，压痕，渗透等的能力。

常用布氏硬度，洛氏硬度，维氏硬度来表示物体的硬度大小。

韧性（Toughness）：
韧性的含义是，材料在实际断裂或破坏发生之前，可以吸收的能量的多少，它是材料承受弹性变形和塑性变形的能力。

在应力应变曲线图中，是曲线在断裂点以下与横轴围成的面积，面积越大，韧性越强。

韧性的测试方法是用摆锤法，把摆锤放在初始高度H，然后放下让摆锤敲击试样，最后能够到达的高度为h，由摆锤的能量损失可以计算出材料的韧性K＝mg(H-h)。
般地，强度高，伴随着硬度高，即材料“发脆”，容易发生脆性断裂，不耐冲击。提高韧性的热处理方法，中碳钢可以调质处理。低碳钢渗碳淬火。

塑性材料，是bai指韧性和延展性较du好，zhi易加工。抗拉性较好，抗压性能一般。例如：低碳钢常用于热锻，冷锻等工艺。

最后，我们总结下，方便我们记忆和理解：

延展性怎样叫韧性

抗拉抗压能力叫强度

工件的抗变形能力叫刚度

抗磨损能力叫硬度

主要指标：

韧度的典型指标是延伸率A(%)

强度的典型指标是屈服强度Rp0.2(MPa)和抗拉强度Rm(MPa)

刚度的典型指标是弹性模量E(MPa)

硬度的典型指标是洛氏硬度HRB

作者: zhaojunzs 时间: 2020-12-3 08:14
感谢分享辛苦了，学习

作者: 652018535 时间: 2020-12-3 13:39
感谢分享！！

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