一个非标项目方案制定和执行中，对于各种材料的力学性能的理解和认知，往往能让我们设计师减少很多不必要的工作，提高设计及装配调试的效率。
一，高温下材料的力学性能常温、静载下的材料力学实验
低碳钢
其他材料拉伸实验
低碳钢和铸铁材料的压缩实验
短时高温下材料的力学性能
蠕变，在一定温度和不变应力下，材料随时间增加而缓慢地发生塑性变形的现象称为蠕变。
各种金属的蠕变曲线决定于材质，但温度和应力的大小也影响蠕变。
对给定材料，当应力较小或温度较低时，蠕变匀速阶段长，蠕变速度也低。
当应力大或温度高时，蠕变只有第一阶段和第三阶段。
蠕变极限和持久极限强度
蠕变极限：衡量材料抵抗蠕变变形能力的指标。
蠕变极限有两种表示方法：
⑴ 在规定温度T和恒定载荷下，试样在规定时间t内的蠕变伸长率δ（总伸长率δx或延伸率δs）不超过某一规定值的最大应力。
⑵ 在规定温度T和恒拉力负荷下，试样在匀速蠕变阶段的蠕变速度v不超过某一规定值的最大应力。
持久强度极限：在指定温度T和规定时间t内，使材料因蠕变而不发生断裂的最大应力称为持久极限应力。
对在高温下长期承受静载的构件进行安全计算时，考虑设备对蠕变变形限制量的具体要求，一般应使工作应力小于相应的蠕变极限。
应力松弛
应力松弛：在规定温度及初始变形或位移恒定的条下，材料中的应力随时间而逐渐减小的现象称为应力松弛。连接高温蒸汽管道的螺栓，拧紧后产生伸长变形，因螺栓蠕变，其弹性变形量减小，塑性变形增加，螺栓的应力降低，因此出现应力松弛。
速度对材料力学性能的影响
当加载速度很慢时，金属材料的力学性能是稳定的，因此可以按静载处理。当加载速度较快时，随着加载速度的增加，强度指标升高，塑性指标下降，材料脆性增加。
工程中的设备中，采掘机、锻压机等承受加速度很快的冲击载荷；一般设备也会受到启动、急刹车或超载等引起的冲击载荷作用，这时材料的脆性破坏倾向增加。
材料处于低温时，受到冲击载荷作用，脆性破坏的危险性更大。
为了评定材料在冲击载荷下脆性破坏的倾向，在工程中广泛采用一次摆锤冲击试验，测定标准试样在一次冲击载荷作用下折断时试样所吸收的冲击功。
遵循国家标准：《金属夏比缺口冲击试验方法》（GB/T 229－1994）
当温度降低到某一温度下时，材料在发生塑性变形之前就因拉断而破坏，这就是材料的的冷脆。而上述温度则称为脆性转变温度或简称转变温度。
冲击吸收功的应用
由于冲击吸收功值不仅与材料有关，而且随试样的形状、尺寸不同而显著改变。所以，由标准试样测得的冲击吸收功值不能直接换算到实际构件上。
冲击吸收功值只适用于评定承受一次冲击、或较大能量多次冲击材料的抗断能力。
冲击试验对材料品质、内部缺陷、脆性转化趋势和工艺质量等方面较其它试验方法敏感，能显示材料内部组织结构的微小差异，所以广泛应用于材料的品质和控制热处理工艺质量等方面。
交变应力下材料的疲劳极限交变应力、循环特性、应力幅和平均应力
循环特性、平均应力和应力幅
几种特殊的交变应力
对称循环
脉动循环
静循环
材料在交变应力作用下的破坏特点，疲劳极限
材料持久限(疲劳极限) 循环应力只要不超过某个“最大限度”,构件就可以经历无数次循环而不发生疲劳破坏，这个限度值称为“疲劳极限”，用r 表示。
疲劳破坏和特点
材料在交变应力作用下，在一处或几处产生永久性累积损伤，经一定循环次数后，产生裂纹和裂纹扩展以至突然断裂的过程称为疲劳。
1）抵抗断裂的极限应力低于强度极限，甚至屈服极限。
2）破坏有一个过程，构件需经过若干次应力循环才 突然破坏。
3）材料的破坏呈脆性断裂。
即使是塑性材料，断裂时也无明显塑性变形。
疲劳试验
疲劳试验装置
疲劳试件：一组光滑小试件
开始试验
影响构件持久极限的因素
对称循环下构件的疲劳强度计算
构件持久限
构件的疲劳强度计算
对称循环的疲劳容许应力
对称循环的疲劳强度条件
需要注意的是：应力循环指一点的应力随时间的变化循环，最大应力与最小应力等都是指一点的应力循环中的数值。它们既不是指横截面上由于应力分布不均匀所引起的最大和最小应力，也不是指一点应力状态中的最大和最小应力。
对于不同的问题，用不同的应力公式计算构件应力
在工程中，构件不可避免的存在某些宏观裂纹或缺陷，如冶炼过程中出现的夹杂、缩孔，加工中产生的焊裂、刀痕等。构件在工作过程中，逐渐形成疲劳裂纹或应力腐蚀裂纹等。
尽管构件的工作应力低于屈服极限或疲劳极限，材料有足够的延伸率和冲击吸收功，但是，也会发生脆性断裂。通过对断口分析，发现断裂总是从裂纹尖端开始，经过进一步的扩展而形成。
断裂尖端应力强度因子
裂纹扩展类型：
Ⅰ型裂纹（张开型）：拉应力与裂纹垂直，裂纹上下边沿裂纹垂直方向张开。
Ⅱ型裂纹（滑开型－前后剪切型）：切应力与裂纹和裂纹扩展方向平行，垂直扩展前沿面。
Ⅲ型裂纹（撕开型－横向剪切型）：切应力垂直与裂纹扩展方向。
裂纹尖端应力：
材料的断裂韧度
当应力强度因子增大到某一值Kc时，裂纹会快速扩展而脆断，Kc称为断裂韧度。
衡量材料抵抗裂纹快速扩展能力的性能指标。由试验测得。
硬度表示材料软硬程度的性能指标。
压痕法硬度试验：
布氏硬度：用试样压痕球面面积，所承受的平均压力表示材料的硬度值。符号：HBW
洛氏硬度：初始压力F0及初始压力F0再加上主压力F1，先后作用下，将压头压入试样表面，保持一定时间后，卸除主压力，用主压力引起的残余压痕h计算硬度的一种硬度试验。
材料的化学成分和微观组织结构与力学性能的关系
化学成分对力学性能的影响
微观组织结构对力学性能的影响
提高和改善材料力学性能的途经
调整控制材料的化学成分和合金元素含量
进行热处理，关键点。我们干非标的经常做的
进行冷热变形
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