工程材料的分类及性能
建筑工程材料分类
建筑工程材料分类在建筑工程中，材料的选择和使用是至关重要的环节。
不同的材料具有不同的性质和用途，合理的选择和使用可以保证建筑的质量和安全性。
本文将介绍建筑工程中材料的分类及其特点和用途。
一、按功能分类1、结构性材料：包括钢、混凝土、木材等，主要用于承受建筑荷载，为建筑提供支撑和稳定性。
2、维护性材料：如玻璃、塑料、陶瓷等，主要用于保护建筑内部免受外部环境的影响，提高建筑的保温、隔热、防水等性能。
3、装饰性材料：如涂料、壁纸、瓷砖等，主要用于美化建筑外观，提高建筑的视觉效果。
二、按化学成分分类1、金属材料：包括钢材、铝合金、铜合金等，具有高强度、耐腐蚀、导电性好等优点，主要用于结构件和连接件。
2、无机非金属材料：如混凝土、陶瓷、玻璃等，具有耐久性好、化学稳定性高、防火性能好等优点，主要用于墙体、地面等部位。
3、有机非金属材料：如木材、塑料、橡胶等，具有轻质、易加工、绝缘性好等优点，主要用于装饰和保温隔热等领域。
三、按使用场合分类1、室内材料：如地板、墙砖、卫生洁具等，主要用于室内装修和居住环境的美化。
2、室外材料：如混凝土、钢材、木材等，主要用于室外工程和公共设施的建设。
3、防水材料：如防水卷材、防水涂料等，主要用于防止水分渗透和扩散，保证建筑物的防水性能。
4、防火材料：如防火涂料、防火板等，主要用于提高建筑物的防火性能，防止火灾蔓延。
建筑工程材料的分类多种多样，不同的分类方式可以反映出材料的不同特性和用途。
在选择和使用材料时，应根据具体的工程要求和实际情况进行选择，保证建筑的质量和安全性。
在建筑工程中，材料的选择与分类至关重要。
恰当的材料能确保项目的质量、安全性和耐用性。
本文将介绍建筑工程中常用的材料分类及其特性。
一、按功能分类1、结构材料：结构材料在建筑中承担主要的结构荷载，包括钢筋、混凝土、木材等。
其中，钢筋混凝土因其强度高、耐久性好、成本适中而被广泛应用。
2、保温材料：保温材料用于隔绝建筑内外温度，降低能源消耗，常见的有聚苯乙烯板、矿棉板等。
工程材料 (吕烨)
工程材料
第一章 工程材料的分类及性能 第二章 金属的结构与结晶 第三章材料的变形 第四章钢的热处理 第五章 工业用钢 第六章 铸铁 第七章 有色金属 第八章 常用非金属材料 第九章 机械制造中的材料选择
第一章 工程材料的分类及性能
§1.材料的分类 §2.材料的性能
绪论
以轿车为例 车身 零件：车顶、前壁、后壁、车门 材料：钢、塑料、复合材料 车轮 零件：轮毂、轮体、轮胎 材料：钢、铝合金、复合材料 变速器 零件：箱体、齿轮、传动轴、轴承 材料：钢、铸铁 发动机 零件：气缸、活塞、连杆、曲轴 材料：钢、铸铁、铝合金
物理性能、化学性能和工艺性能
二．物理性能 密度、熔点、热容、热膨胀性、导热、导 电性、磁性。 三．化学性能 耐腐蚀性、高温抗氧化性。
四．工艺性能 铸造性能、可锻性、可焊性、热处理性能、 切削加工性能。
第二章 金属材料的结构与结晶
什么叫材料的结构? 组成材料成分的原子及其在空间的排列方 式，统称为材料的结构
体心立方，如α-Fe 、Cr、V、W、Mo等 面心立方，如γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb等 密排六方，如Mg、Zn、Be等 不同金属，晶体结构和晶格类型不同，因而性能不同；在同一晶 体内，不同晶面和晶向上原子密度不同，因而性能不同（各向异 性）。
二．多晶体结构与晶体缺陷
1．晶粒与晶界
2．晶体缺陷 ⑴点缺陷：空位、间隙原子，导致晶格畸变， 使强度、硬度升高，塑性、韧性降低。
间隙固溶体：溶质原子位于溶剂原子晶格 的间隙中。
溶质元素溶解到溶剂元素的晶格中，造成 溶剂元素的晶格畸变，导致合金强度、硬度的 升高。称为“固溶强化”。
② 金属化合物：当溶质含量超过固溶体的溶解度 时，将出现新相（单相），若新相的晶格结构 不同于任一组成元素，则它属于金属化合物
工程材料的分类与性能
Fe 7.86
250～ 1539 330 16 25～ 0.84 55 70～ 85 65
Ti 4.51
250～ 1660 300 3 50～ 0.17 70 76～ 88 100
Pb 11.34
18 327 7 45 — 90 4
钢材硬度换算
HRC≈2HRA-104 （HRC=20~60） HB≈10HRC （HRC=20~60）
HB≈2HRB
钢材强度、硬度换算 σb≈3.4HB （HB=125~175） σb≈3.6HB （HB＞175）
四、冲击韧度
是指材料抵抗冲击载荷作用 而不破坏的能力。
指标为冲击韧
性值a k(通过冲
金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料，如调 质钢、淬火钢等。 洛氏硬度的优点：操作简便，压痕
小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
洛氏硬度压痕
维氏硬度
维氏硬度试验原理
维氏硬度压痕
维氏硬度计
维氏硬度用符号HV表示，符号前的数字为硬度值，后面的数 字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间。 根据载荷范围不同，规定了三种测定方法—维氏硬度试验 、
aC
第三节 工程材料的其他性能
物理性能 —— 密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性。
一些金属的物理性能及机械性能
元素符号 Al Al 2.70 80～ 660 110 60 32～ 2.09 40 70～ 90 20 Cu Mg Ni Fe Ti Pb Sn
元素符号 密度，kg/m3×103
说明： ① 用面缩率表示塑性比伸长率更接近真实变形。 ② 直径d0 相同时，l0，。只有当l0/d0 为常数
第1章 工程 材料的种类和力学性能
传统的无机非金属材料 之一：陶瓷
陶瓷按其概念和用途不同 ，可分为两大类，即普通陶瓷 和特种陶瓷。
根据陶瓷坯体结构及其基 本物理性能的差异，陶瓷制品 可分为陶器和瓷器。
陶瓷制品
陶瓷发动机
• 普通陶瓷即传统陶瓷，是指以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过 粉碎混练、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。包括日用陶瓷、卫生 陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、电瓷以及其它工业用陶瓷。
材料的强度、塑性指标是通过拉伸实验 测定的。
应力 σ=F/S0
σ (N /m2) ；
F —作用力，(N) S0—试样原始截面 积(m2)。
剪应力τ＝F/SO
材料单位面积上的内力称为应力（Pa），以
σ表示。
应变ε(%) ⊿L—试样标距部分伸长量，(mm)；
L0 —试样标距部分长度(mm)。ε=⊿L/L0
根据用途不同，特种玻璃分为防辐射玻璃、激光玻璃、 生物玻璃、多孔玻璃、非线性光学玻璃和光纤玻璃等。
传统的无机非金属材料 之三：水泥
水泥是指加入适量水 后可成塑性浆体，既能在 空气中硬化又能在水中硬 化，并能够将砂、石等材 料牢固地胶结在一起的细 粉状水硬性材料。
水泥的种类很多，按其用途和性能可分为： 通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类；按其所 含的主要水硬性矿物，水泥又可分为硅酸盐水泥 、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥以 及以工业废渣和地方材料为主要组分的水泥。目 前水泥品种已达一百多种。
l lO
ll lO
lO lO
l
100lO% lO
100%
剪应变 γ 剪模量 G
a h
tan
且有 G
• 弹性变形 形①的弹外性力变撤形除：后当，产变生形变随σ 即消失。
工程材料及应用
• 选材：
选材时要考虑零件的使用性能、工艺性能和 经济性，同时也要重视环保、节能。机械工业生 产的原材料主要以钢铁材料为主，可直接利用板 材、棒材、管材或型材等作为毛坏，也可以选择 铸件或锻件作为毛坯。另外，根据零件性能要求， 也可选择新型材料，如工程塑料、各种复合材料 等。
• 成形
成形工艺一般有铸造、锻压、焊接和切削加 工。工艺性能的好坏，决定了零件加工的难易程 度，同时也会影响零件的质量、生产率和成本。 对于结构复杂的零件，可选择铸造加工；如果要 求较高的力学性能，则选择塑性好的材料进行锻 压加工；如果是焊接结构件，可选择低碳钢或低 合金高强度结构钢，保证良好的焊接性。切削加 工可以通过车、铣、刨、磨及特种加工等方法来 改变毛坯的形状和尺寸。切削加工要求材料具有 合适的硬度。
（4）疲劳强度
①疲劳现象
疲劳断裂是指在变动载荷的作用下，零件经过 较长时间工作或多次应力循环后所发生的突然断 裂现象。变动应力通常包括交变应力和重复应力。 交变应力是指应力的大小和方向随着时间周期性 变化的应力。变动应力的变化可以是周期性的、 规律的变化，也可以是无规律的变化。许多零件 如齿轮、曲轴、弹簧和滚动轴承等，都是在交变 应力下工作的。据统计，各类断裂失效中， 80％ 是由于各种不同类型的疲劳破坏所造成的。疲劳 断裂具有突然性，因此危害很大。
• 产生疲劳的原因，往往是由于零件应力高度集中 的部位或材料本身强度较低的部位，在交变应力 作用下产生了疲劳裂纹，并随着应力循环周次的 增加，裂纹不断扩展，使零件有效承载面积不断 减小，最后突然断裂。零件疲劳失效的过程可分 为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展和瞬时断裂三个 阶段。疲劳断口一般可明显地分成三个区域，即 疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区，如下图 所示。
常用建筑工程材料分类
常用建筑工程材料分类一、金属材料金属材料主要包括钢材、铝材、铜材、铁材等。
钢材是建筑工程中使用量最大的金属材料，常用于钢结构和桥梁等重要承重结构。
铝材寿命长，耐腐蚀，重量轻，广泛应用于建筑外墙装饰、门窗等。
铜材具有很好的导电性能，广泛用于电气装置的制造和建筑装饰。
铁材通常用于建筑支撑和钢筋混凝土结构中的钢筋。
二、木材木材是建筑中常见的结构材料，具有重量轻、易加工、良好的绝缘性能等特点。
木材广泛应用于地板、墙板、屋架等建筑结构中。
常见的木材有松木、樟木、红木等。
三、石材石材是一种天然材料，常用于建筑外墙、地板、装饰等。
常见的石材有大理石、花岗岩、石灰石等。
石材具有坚硬、耐磨、耐腐蚀等特点，能够给建筑赋予稳定和大气的感觉。
四、建筑陶瓷材料建筑陶瓷材料主要包括瓷砖、玻璃砖、石英砖等。
瓷砖是最常见的建筑陶瓷材料，具有防水、耐磨、易清洁等特点，被广泛应用于厨卫间、地板等。
玻璃砖透明度高，可用于建筑外墙和内部隔断设计。
石英砖具有高硬度、耐酸碱性等特点，适用于需要高强度和耐磨的场所。
五、玻璃材料玻璃材料广泛用于建筑中的窗户、门窗、幕墙等。
常见的玻璃材料有普通平板玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃等。
普通平板玻璃具有透明度高、采光好等特点；钢化玻璃具有安全性能好、抗风压性能强等特点；夹层玻璃由两片或多片玻璃中间嵌有PVB薄膜，具有抗冲击、隔音等特点。
六、混凝土材料混凝土是建筑工程中最常见的材料之一，通常由水泥、骨料和水等混合而成。
混凝土具有强度高、耐久性好等特点，被广泛用于地基、柱、梁等建筑部分。
混凝土根据用途和强度的不同，可以分为普通混凝土、钢筋混凝土等。
七、建筑石膏材料建筑石膏材料主要有石膏板、石膏线条、石膏模具等。
石膏材料具有耐水、阻燃、隔热等特点，广泛用于内墙装饰、天花板等。
八、保温隔音材料保温隔音材料用于改善建筑物的隔音和保温性能。
常见的保温隔音材料包括岩棉、聚氨酯泡沫、聚苯板等。
这些材料具有导热系数低、吸声效果好等特点。
工程材料分类
工程材料分类工程材料是指在工程建设中所使用的各种材料，其种类繁多，按照不同的分类标准可以将工程材料分为多个类别。
在工程实践中，对于工程材料的分类有助于我们更好地了解材料的特性和用途，从而选择合适的材料来满足工程的需要。
下面将就工程材料的分类进行详细介绍。
1. 按材料性质分类。
根据工程材料的性质，可以将其分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料包括钢材、铝材、铜材等，其具有良好的导热导电性能和较高的强度，因此在建筑结构、机械制造等领域得到广泛应用。
非金属材料主要包括水泥、玻璃、陶瓷、塑料等，这些材料具有较好的耐腐蚀性能和绝缘性能，常用于建筑装饰、化工管道等方面。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成，例如玻璃钢、碳纤维复合材料等，具有优异的综合性能，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
2. 按用途分类。
根据工程材料的用途，可以将其分为结构材料、装饰材料、功能材料等多个类别。
结构材料主要用于承受工程结构的荷载，包括钢筋混凝土、钢结构、木材等，其具有较高的强度和刚度，能够满足工程结构的要求。
装饰材料主要用于装饰建筑表面，包括涂料、瓷砖、壁纸等，其具有良好的装饰效果和防护功能，能够提升建筑的美观性和耐久性。
功能材料则是指具有特殊功能的材料，例如隔热材料、隔音材料、防水材料等，这些材料能够满足工程在特定环境下的需要。
3. 按生产工艺分类。
根据工程材料的生产工艺，可以将其分为铸造材料、锻造材料、焊接材料等多个类别。
铸造材料是通过熔化金属，然后倒入模具中凝固成型的材料，包括铸铁、铸钢等，具有成型自由度高、生产效率高等特点。
锻造材料是通过将金属加热至一定温度，然后在压力作用下改变其形状的材料，包括锻钢、锻铝等，具有较高的强度和韧性。
焊接材料是用于焊接工艺的材料，包括焊条、焊丝、焊剂等，其能够在金属材料之间形成牢固的连接。
总结。
工程材料的分类有助于我们更好地了解材料的特性和用途，从而选择合适的材料来满足工程的需要。
建筑工程材料分类明细
建筑工程材料分类明细1. 混凝土材料- 普通混凝土：用于一般建筑结构的混凝土，配合比按照标准要求进行调整。
- 高性能混凝土：具有较高抗压强度、耐久性和耐化学侵蚀性的混凝土。
- 轻质混凝土：利用轻骨料和特殊添加剂制成的轻质混凝土，重量较轻但强度较低。
- 预应力混凝土：用钢筋或钢束进行预应力处理的混凝土，具有较高的承载能力和耐久性。
2. 钢材- 热轧钢材：经过高温轧制和冷却处理的钢材，具有较高的强度和塑性。
- 冷轧钢材：在常温下进行轧制和冷却处理的钢材，表面较光滑，强度较高。
- 不锈钢：含有一定比例的铬元素，具有较好的耐腐蚀性能和美观度。
- 镀锌钢材：表面镀有一层锌的钢材，具有较好的耐腐蚀性能。
3. 木材- 实木材料：指通过锯切、去皮、干燥等处理得到的天然木材。
- 集成材：由多块木材拼接而成，强度和稳定性较高。
- 刨光板：由薄木片层在横向和纵向交错排列后粘合而成的板材。
- 密度板：由木纤维或其他纤维材料经过高温和高压处理粘合而成的板材。
4. 玻璃材料- 钢化玻璃：经过特殊处理的玻璃，具有较高的抗冲击和抗弯强度。
- 单层玻璃：普通的透明玻璃材料。
- 夹层玻璃：由两层玻璃之间嵌入夹层而成，具有较好的隔音和保温性能。
- 防火玻璃：采用特殊材料和工艺制成的防火保护材料。
5. 瓷砖材料- 地砖：用于铺地面的瓷砖，具有较好的耐磨性和防滑性能。
- 墙砖：用于室内墙壁装饰的瓷砖。
- 马赛克：小块砖片拼接而成的装饰材料，形状多样、颜色丰富。
- 抛光砖：表面经过机械抛光处理的瓷砖，具有光滑亮丽的外观。
以上是常见的建筑工程材料分类明细，实际应用中还有其他类型的建筑材料，具体选择需根据具体工程需求进行。
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工程材料的分类及性能字体: 小中大 | 打印发表于: 2006-11-09 15:38 作者:xlktiancai 来源: 中国机械资讯网材料的分类材料的种类繁多，用途广泛。
工程方面使用的材料有机械工程材料、土建工程材料、电工材料、电子材料等。
在工程材料领域中，用于机械结构和机械零件并且主要要求机械性能的工程材料，又可分为以下四大类：金属材料具有许多优良的使用性能（如机械性能、物理性能、化学性能等）和加工工艺性能（如铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、机械加工性能等）。
特别可贵的是，金属材料可通过不同成分配制，不同工艺方法来改变其内部组织结构，从而改善性能。
加之其矿藏丰富，因而在机械制造业中，金属材料仍然是应用最广泛、用量最多的材料。
在机械设备中约占所用材料的百分之九十以上，其中又以钢铁材料占绝大多数。
随着科学技术的发展，非金属材料也得到迅速的发展。
非金属材料除在某些机械性能上尚不如金属外，它具有金属所不具备的许多性能和特点，如耐腐蚀、绝缘、消声、质轻、加工成型容易、生产率高、成本低等。
所以在工业中的应用日益广泛。
作为高分子材料的主体——工程塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、ABS塑料、环氧塑料等）已逐渐替代一些金属零件，应用于机械工业领域中。
古老的陶瓷材料也突破了传统的应用范围，成为高温结构材料和功能材料的重要组成部分。
金属材料和非金属材料在性能上各有其优缺点。
近年来，金属基复合材料、树脂基复合材料和陶瓷基复合材料的出现，为集中各类材料的优异性能于一体开辟了新的途径，在机械工程中的应用将日益广泛。
9-1.gif我也来说两句查看全部回复最新回复•xlktiancai (2006-11-09 15:39:31)材料的性能一、力学性能材料受力后就会产生变形，材料力学性能是指材料在受力时的行为。
描述材料变形行为的指标是应力σ和应变ε，σ是单位面积上的作用力，ε是单位长度的变形。
描述材料力学性能的主要指标是强度、延性和韧性。
其中，强度是使材料破坏的应力大小的度量；延性是材料在破坏前永久应变的数值；而韧性却是材料在破坏时所吸收的能量的数值。
设计师们对这些力学性能制订了各种各样的规范。
例如，对一种钢管，人们要求它有较高的强度，但也希望它有较高的延性，以增加韧性，由于在强度和延性二者之间往往是矛盾的，工程师们要做出最佳设计常常需要在二者中权衡比较。
同时，还有各种各样的方法确定材料的强度和延性。
当钢棒弯曲时就算破坏，还是必须发生断裂才算破坏？答案当然取决于工程设计的需要。
但是这种差别表明至少应有两种强度判据：一种是开始屈服，另一种是材料所能承受的最大载荷，这说明仅仅描述材料强度的指标至少就有两个以上。
一般来说，描述材料力学性能的指标有以下几项： 1．弹性和刚度图1-6是材料的应力—应变图（σ—ε图）。
（a）无塑性变形的脆性材料（例如铸铁）；（b）有明显屈服点的延性材料（例如低碳钢）；（c）没有明显屈服点的延性材料（例如纯铝）。
在图中的σ—ε曲线上，OA段为弹性阶段，在此阶段，如卸去载荷，试样伸长量消失，试样恢复原状。
材料的这种不产生永久残余变形的能力称为弹性。
A点对应的应力值称为弹性极限，记为σe。
材料在弹性范围内，应力与应变成正比，其比值E=σ/ε（MN/m2）称为弹性模量。
E标志着材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。
E值主要取决于各种材料的本性，一些处理方法（如热处理、冷热加工、合金化等）对它影响很小。
零件提高刚度的方法是增加横截面积或改变截面形状。
金属的E值随温度的升高而逐渐降低。
2．强度在外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力称为强度。
根据外力的作用方式，有多种强度指标，如抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。
当材料承受拉力时，强度性能指标主要是屈服强度和抗拉强度。
（1）屈服强度σs 在图1-6（b）上，当曲线超过A点后，若卸去外加载荷，则试样会留下不能恢复的残余变形，这种不能随载荷去除而消失的残余变形称为塑性变形。
当曲线达到A点时，曲线出现水平线段，表示外加载荷虽然没有增加，但试样的变形量仍自动增大，这种现象称为屈服。
屈服时的应力值称为屈服强度，记为σS。
有的塑性材料没有明显的屈服现象发生，如图1-6（c）所示。
对于这种情况，用试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度，以σ0.2表示。
机械零件在使用时，一般不允许发生塑性变形，所以屈服强度是大多数机械零件设计时选材的主要依据也是评定金属材料承载能力的重要机械性能指标。
材料的屈服强度越高，允许的工作应力越高，零件所需的截面尺寸和自身重量就可以较小。
（2）抗拉强度σb 材料发生屈服后，其应力与应变的变化如图1-1所示，到最高点应力达最大值σb。
在这以后，试样产生“缩颈”，迅速伸长，应力明显下降，最后断裂。
最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限。
它也是零件设计和评定材料时的重要强度指标。
σb测量方便，如果单从保证零件不产生断裂的安全角度考虑，可用作为设计依据，但所取的安全系数应该大一些。
屈服强度与抗拉强度的比值σS/σb称为屈强比。
屈强比小，工程构件的可靠性高，说明即使外载或某些意外因素使金属变形，也不至于立即断裂。
但屈强比过小，则材料强度的有效利用率太低。
3．塑性材料在外力作用下，产生永久残余变形而不被断裂的能力，称为塑性。
塑性指标也主要是通过拉伸实验测得的（图1-6）。
工程上常用延伸率和断面收缩率作为材料的塑性指标。
（1）延伸率δ 试样在拉断后的相对伸长量称为延伸率，用符号δ表示，即式中：L0 试样原始标距长度； L1 试样拉断后的标距长度。
（2）断面收缩率ψ 试样被拉断后横截面积的相对收缩量称为断面收缩率，用符号ψ表示，即式中：F0 试样原始的横截面积； F1 试样拉断处的横截面积。
延伸率和断面收缩率的值越大，表示材料的塑性越好。
塑性对材料进行冷塑性变形有重要意义。
此外，工件的偶然过载，可因塑性变形而防止突然断裂；工件的应力集中处，也可因塑性变形使应力松弛，从而使工件不至于过早断裂。
这就是大多数机械零件除要求一定强度指标外，还要求一定塑性指标的道理。
材料的δ和ψ值越大，塑性越好。
两者相比，用ψ表示塑性更接近材料的真实应变。
第三节材料的性能一、力学性能材料受力后就会产生变形，材料力学性能是指材料在受力时的行为。
描述材料变形行为的指标是应力σ和应变ε，σ是单位面积上的作用力，ε是单位长度的变形。
描述材料力学性能的主要指标是强度、延性和韧性。
其中，强度是使材料破坏的应力大小的度量；延性是材料在破坏前永久应变的数值；而韧性却是材料在破坏时所吸收的能量的数值。
重庆大学精品课程－工程材料图1-5 材料力学性能的指标图设计师们对这些力学性能制订了各种各样的规范。
例如，对一种钢管，人们要求它有较高的强度，但也希望它有较高的延性，以增加韧性，由于在强度和延性二者之间往往是矛盾的，工程师们要做出最佳设计常常需要在二者中权衡比较。
同时，还有各种各样的方法确定材料的强度和延性。
当钢棒弯曲时就算破坏，还是必须发生断裂才算破坏？答案当然取决于工程设计的需要。
但是这种差别表明至少应有两种强度判据：一种是开始屈服，另一种是材料所能承受的最大载荷，这说明仅仅描述材料强度的指标至少就有两个以上。
一般来说，描述材料力学性能的指标有以下几项： 1．弹性和刚度重庆大学精品课程－工程材料图1-6 应力-应变图图1-6是材料的应力—应变图（σ—ε图）。
（a）无塑性变形的脆性材料（例如铸铁）；（b）有明显屈服点的延性材料（例如低碳钢）；（c）没有明显屈服点的延性材料（例如纯铝）。
在图中的σ—ε曲线上，OA段为弹性阶段，在此阶段，如卸去载荷，试样伸长量消失，试样恢复原状。
材料的这种不产生永久残余变形的能力称为弹性。
A点对应的应力值称为弹性极限，记为σe。
材料在弹性范围内，应力与应变成正比，其比值E=σ/ε（MN/m2）称为弹性模量。
E标志着材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。
E值主要取决于各种材料的本性，一些处理方法（如热处理、冷热加工、合金化等）对它影响很小。
零件提高刚度的方法是增加横截面积或改变截面形状。
金属的E值随温度的升高而逐渐降低。
2．强度在外力作用下，材料抵抗变形和破坏的能力称为强度。
根据外力的作用方式，有多种强度指标，如抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。
当材料承受拉力时，强度性能指标主要是屈服强度和抗拉强度。
（1）屈服强度σs 在图1-6（b）上，当曲线超过A点后，若卸去外加载荷，则试样会留下不能恢复的残余变形，这种不能随载荷去除而消失的残余变形称为塑性变形。
当曲线达到A点时，曲线出现水平线段，表示外加载荷虽然没有增加，但试样的变形量仍自动增大，这种现象称为屈服。
屈服时的应力值称为屈服强度，记为σS。
有的塑性材料没有明显的屈服现象发生，如图1-6（c）所示。
对于这种情况，用试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度，以σ0.2表示。
机械零件在使用时，一般不允许发生塑性变形，所以屈服强度是大多数机械零件设计时选材的主要依据也是评定金属材料承载能力的重要机械性能指标。
材料的屈服强度越高，允许的工作应力越高，零件所需的截面尺寸和自身重量就可以较小。
（2）抗拉强度σb 材料发生屈服后，其应力与应变的变化如图1-1所示，到最高点应力达最大值σb。
在这以后，试样产生“缩颈”，迅速伸长，应力明显下降，最后断裂。
最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限。
它也是零件设计和评定材料时的重要强度指标。
σb测量方便，如果单从保证零件不产生断裂的安全角度考虑，可用作为设计依据，但所取的安全系数应该大一些。
屈服强度与抗拉强度的比值σS/σb称为屈强比。
屈强比小，工程构件的可靠性高，说明即使外载或某些意外因素使金属变形，也不至于立即断裂。
但屈强比过小，则材料强度的有效利用率太低。
3．塑性材料在外力作用下，产生永久残余变形而不被断裂的能力，称为塑性。
塑性指标也主要是通过拉伸实验测得的（图1-6）。
工程上常用延伸率和断面收缩率作为材料的塑性指标。
（1）延伸率δ 试样在拉断后的相对伸长量称为延伸率，用符号δ表示，即 b 式中：L0 试样原始标距长度； L1 试样拉断后的标距长度。
（2）断面收缩率ψ 试样被拉断后横截面积的相对收缩量称为断面收缩率，用符号ψ表示，即式中：F0 试样原始的横截面积； F1 试样拉断处的横截面积。
延伸率和断面收缩率的值越大，表示材料的塑性越好。
塑性对材料进行冷塑性变形有重要意义。
此外，工件的偶然过载，可因塑性变形而防止突然断裂；工件的应力集中处，也可因塑性变形使应力松弛，从而使工件不至于过早断裂。
这就是大多数机械零件除要求一定强度指标外，还要求一定塑性指标的道理。
材料的δ和ψ值越大，塑性越好。