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第1章　材料在静载下的力学行为 1

1.1　材料在静拉伸时的力学行为概述 1

1.2　金属材料的弹性变形 2

1.2.1　广义虎克定律 2

1.2.2　弹性模量的技术意义 3

1.2.3　弹性比功 5

1.2.4　滞弹性 6

1.2.5　包辛格效应及其实用意义 7

1.3　金属材料的塑性变形 8

1.3.1　屈服强度及其影响因素 8

1.3.2　加工硬化和其应力-应变曲线 10

1.3.3　颈缩条件和抗拉强度 15

1.3.4　塑性的度量及其实际意义 16

1.3.5　静力韧度 19

1.4　金属材料的断裂 19

1.4.1　静拉伸的断口 19

1.4.2　韧断机制——微孔聚舍 21

1.4.3　穿晶断裂——解理和准解理 23

1.4.4　力学状态图与断裂分析 24

1.5　材料在扭转时的力学性能 26

1.5.1　扭转的应力特点 26

1.5.2　扭转强度的测定 27

1.5.3　扭转试验的实际应用 29

1.6　材料的弯曲试验 31

1.7　金属的硬度 32

1.7.1　金属硬度的概念 32

1.7.2　布氏硬度 33

1.7.3　洛氏硬度 35

1.7.4　维氏硬度 37

1.7.5　显微硬度 38

1.8　聚合物的静强度 39

1.8.1 聚合物拉伸过程中的载荷-伸长（应力-应变曲线） 39

1.8.2　聚合物的弹性模量 40

1.8.3　聚合物的变形机制 42

1.9　陶瓷材料的静强度 44

1.9.1　陶瓷材料的拉伸曲线与弹性变形 44

1.9.2　陶瓷材料的抗弯强度 45

1.9.3　陶瓷材料的断裂与断裂强度 46

1.9.4　陶瓷材料的合理使用 48

第2章　缺口、低温和应变速率对材料性能的影响 50

2.1　缺口对材料性能的影响 50

2.2　温度材料的力学性能影响 52

2.3　应变速率对材料力学性能的影响 54

2.4.1　缺口静拉伸试验 55

2.4　材料在静载下的缺口强度试验 55

2.4.2　缺口偏斜拉伸试验 57

2.4.3　缺口静弯试验 60

2.5　缺口冲击韧性试验 61

2.5.1　试验方法 61

2.5.2　缺口冲击试验的应用 61

2.5.3　冷脆转化温度的评定 63

2.6　材料脆断的理论解释 64

2.6.1　材料的脆断理论 64

2.6.2　冷脆转化的微观解释 67

2.6.3　影响材料脆性断裂的冶金因素 68

2.7　抗脆断设计及其试验 70

2.7.1　落锤试验 70

2.7.2　断裂分析图 70

第3章　断裂力学与断裂韧性 73

3.1　概述 73

3.2　格里菲斯（Griffith）断裂理论 74

3.2.1　理论断裂强度 74

3.2.2　格里菲斯（Griffith）断裂理论 74

3.2.3　奥罗万（Orowan）的修正 75

3.3　裂纹扩展的能量判据 76

3.4.1　三种断裂类型 77

3.4　裂纹尖端的应力场 77

3.4.2　I型裂纹尖端的应力场 78

3.4.3　应力强度因子K1 79

3.5　断裂韧性和断裂判据 80

3.5.1　断裂韧性Kc和K1c 80

3.5.2　断裂判据 80

3.6　几种常见裂纹的应力强度因子 82

3.7　裂纹尖端的塑性区 85

3.8　塑性区及应力强度因子的修正 88

3.9　G1和K1的关系 91

3.10.1　外部因素 93

3.10　影响断裂韧性的因素 93

3.10.2　内部因素 94

3.10.3　K1c与其它力学性能的关系 97

3.11　金属材料断裂韧性K1的测定 98

3.11.1　试样制备 98

3.11.2　测试方法 99

3.12　J积分 101

3.12.1　J积分概念 102

3.12.2　J1C的测定 103

3.13　裂纹张开位移法（COD法） 105

3.14.1　陶瓷材料的断裂韧性 108

3.14　陶瓷材料的断裂韧性与陶瓷增韧途径 108

3.14.2　陶瓷增韧途径 111

3.15　陶瓷的热冲击 113

3.15.1　热震断裂 114

3.15.2　热震损伤 114

第4章　材料在交变载荷下的力学行为 116

4.1　金属疲劳破坏的特点 116

4.1.1　疲劳破坏的特点 116

4.1.2　疲劳断口分析 116

4.2　S-N曲线和疲劳缺口敏感度 118

4.2.1　S-N曲线和疲劳极限 118

4.2.2　不对称循环应力下的疲劳极限和疲劳图 120

4.2.3　疲劳缺口敏感度q 122

4.3　疲劳裂纹扩展速率 125

4.3.1　Paris方程 125

4.3.2　疲劳裂纹扩展的三个阶段及其影响因素 127

4.4　用断裂力学计算疲劳寿命 131

4.5　低周疲劳，ε-N曲线 133

4.5.1　一般规律 133

4.5.2　疲劳积累损伤和塑性 136

4.5.3　疲劳硬化与软化 138

4.6　缺口零件疲劳寿命的估计 139

4.7.1　疲劳裂纹的萌生 142

4.7　疲劳裂纹的萌生与发展 142

4.7.2　疲劳裂纹的扩展 143

4.8　冲击疲劳和热疲劳 145

4.8.1　冲击疲劳（多次冲击）的特点 145

4.8.2　多冲A-N曲线及其规律 145

4.8.3　热疲劳 147

4.9　提高疲劳强度的途径 148

4.10　疲劳短裂纹 152

4.11　裂纹的闭合效应 156

4.12　聚合物的疲劳 159

4.12.2　聚合物的疲劳裂纹扩展 160

4.12.1　聚合物的S-N曲线和疲劳极限 160

4.13　陶瓷材料的疲劳 161

4.13.1　静疲劳 162

4.13.2　循环应力疲劳 163

第5章　材料在环境介质作用下的力学行为 165

5.1　应力腐蚀 165

5.1.1　应力腐蚀的特点 165

5.1.2　应力腐蚀抗力指标及测试方法 166

5.1.3　影响应力腐蚀的因素 169

5.2.1　氢脆的来源和氢脆的特点 173

5.2　氢脆 173

5.1.4　应力腐蚀机理及防止办法 173

5.2.2　氢脆机理及其防止方法 175

5.3　腐蚀疲劳 176

5.3.1　腐蚀疲劳特点 176

5.3.2　影响腐蚀疲劳裂纹扩展的因素 177

5.3.3　腐蚀疲劳裂纹扩展机制 180

5.3.4　防止腐蚀疲劳的措施 181

第6章　材料的磨损 182

6.1　摩擦和磨损的基本概念 182

6.1.1　摩擦 182

6.1.2　润滑 183

6.2　粘着磨损 184

6.2.1　粘着磨损概念 184

6.2.2　影响粘着磨损的因素 185

6.2.3　粘着磨损失效举例 186

6.3　磨粒磨损 187

6.3.1　磨粒磨损分类 187

6.3.2　磨粒磨损的主要试验规律 187

6.3.3　磨粒磨损机理 188

6.3.4　影响磨粒磨损的因素 189

6.3.5　磨粒损试验方法 190

6.4.1　接触应力的概念 191

6.4　接触疲劳 191

6.4.2　接触疲劳类型 192

6.4.3　影响接触疲劳寿命的若干因素 195

6.5　微动磨损 197

第7章　材料在高温下的力学性能 199

7.1　材料在高温下力学性能的特点 199

7.2　蠕变的宏观规律及蠕变机制 201

7.2.1　金属蠕变的宏观规律 201

7.2.2　金属蠕变变形机制 203

7.3.1　蠕变极限 205

7.3　金属高温力学性能指标 205

7.3.2　持久强度 207

7.3.3　应力松弛稳定性 209

7.4　提高蠕变抗力的途径 210

7.5　金属蠕变与疲劳的交互作用 210

7.6　聚合物的粘弹性与蠕变 215

7.6.1　温度对聚合物力学性能的影响 215

7.6.2　聚合物的力学松弛——粘弹性 216

习题 220

附录　与本书内容有关的材料力学性能试验方法国家标准及其适用范围 226

参考文献 231