本书以金属材料为测试对象，以国家标准为依据，着重介绍材料各种力学性能指标和材料内部的化学成分、金相组织、表面和内部缺陷的测试技术及试验方法。同时还介绍力学性能指标的本质、物理概念、实用意义和各种力学性能指标之间的相互关系，以及材料在各种服役条件下的失效现象和微观机理。主要内容为：静拉伸试验、扭转试验、弯曲试验、压缩试验、疲劳试验、磨损试验和硬度试验，冲击韧性、断裂韧性和高温力学性能测试，以及化学成分分析和金相分析。

本书以金属材料为测试对象，以国家标准为依据，着重介绍材料各种力学性能指标和材料内部的化学成分、金相组织、表面和内部缺陷的测试技术及试验方法。同时还介绍力学性能指标的本质、物理概念、实用意义和各种力学性能指标之间的相互关系，以及材料在各种服役条件下的失效现象和微观机理。主要内容为：静拉伸试验、扭转试验、弯曲试验、压缩试验、疲劳试验、磨损试验和硬度试验，冲击韧性、断裂韧性和高温力学性能测试，以及化学成分分析和金相分析。

本书可作为高等院校相关专业的教材或参考用书，亦可供材料测试及检验等技术人员参考。

第一章 金属的变形与断裂

 第一节 弹性及弹性变形／1

一、金属的弹性变形／1

二、金属的弹性模量／1

三、金属的弹性比功／2

 第二节 塑性变形／3

一、金属的塑性变形／3

二、金属的理论屈服强度和实际屈服强度／3

三、塑性变形机理／4

四、提高屈服强度的方法／6

 第三节 断裂／7

一、断裂类型／7

二、断裂机理／8

三、断裂抗力／11

第二章 静拉伸试验

 第一节 拉伸的基本概念／13

一、拉伸图和应力——应变图／13

二、条件应力与真实应力／15

三、条件应变与真实应变／15

四、应力状态软性系数／16

 第二节 拉伸力学性能指标及其测定／17

一、拉伸试样／17

二、强度指标及其测定／18

三、塑性指标及其测定／23

第三章 其他静载下的力学性能试验

 第一节 扭转试验／26

一、扭转试验的特点和应用／26

二、扭转试验／27

三、扭转力学性能指标及其测定／27

 第二节 弯曲试验／31

一、弯曲试验的特点和应用／32

二、脆性材料的弯曲试验／32

三、塑性材料的弯曲试验／35

 第三节 压缩试验／39

一、压缩试验的特点和应用／39

二、端面摩擦力对试验结果的影响／40

三、单向压缩试验／40

四、多向不等压缩试验／45

第四章 疲劳试验

 第一节 疲劳的基本概念／47

一、变动载荷／47

二、循环应力／48

三、疲劳种类／49

四、疲劳曲线和疲劳极限／49

 第二节 疲劳抗力指标及其测定／52

一、疲劳极限的测定／53

二、不同应力状态下的疲劳极限／56

三、疲劳极限和静强度之间的关系／57

 第三节 疲劳破坏机理／57

一、疲劳裂纹的形成／57

二、疲劳裂纹的扩展／60

三、疲劳断口的宏观特征／61

 第四节 低周疲劳与热疲劳／62

一、周期应力及应变／63

二、低周疲劳曲线／65

三、热疲劳／65

第五章 冲击试验

 第一节 金属在冲击负荷下的变形和断裂／67

一、加荷速度与变形速度之间的关系／67

二、冲击负荷下金属变形与断裂的特点／67

 第二节 金属夏比缺口冲击试验／68

一、金属夏比缺口冲击试验／68

二、夏比缺口冲击试验在生产实践中的应用／71

 第三节 多次冲击试验／74

一、多次冲击试验的原理和方法／74

二、多次冲击抗力的变化规律／75

三、多次抗力变化规律的应用／75

第六章 磨损试验

 第一节 摩擦和磨损／76

一、摩擦／76

二、磨损及耐磨性／76

 第二节 各类磨损的特点和基本规律／77

一、磨损分类简介／78

二、外界条件对磨损的影响／84

 第三节 磨损试验方法／86

一、磨损试验机／86

二、环块型磨损试验／87

三、磨损量的测量方法／90

 第四节 接触疲劳／92

一、接触应力／92

二、接触疲劳试验的一般规律／95

三、接触疲劳破坏机理／95

四、接触疲劳试验／98

第七章 断裂韧性测试

 第一节 线弹性条件下的断裂韧性／106

一、裂纹扩展的基本形式／106

二、应力场强度因子KI及断裂韧性KIC／107

三、裂纹扩展能量释放率G1及断裂韧性GIC／114

 第二节 弹塑性条件下的断裂韧性／116

一、J积分原理及断裂韧性JIC／117

二、裂纹尖端张开位移δ及断裂韧性δc／124

 第三节 断裂韧性在工程中的应用／130

一、判断材料的脆断倾向／130

二、材料选择／132

三、失效分析／132

四、安全性校核／133

第八章 高温力学性能试验

 第一节 蠕变极限及其测定／135

一、蠕变现象／135

二、蠕变规律／135

三、蠕变极限及其测定方法／136

 第二节 持久强度及其测定／141

一、持久强度的基本概念／141

二、持久性能指标的测定／142

 第三节 金属蠕变变形和断裂机理／144

一、金属蠕变变形的机理／144

二、金属蠕变断裂的机理／144

三、提高金属材料在高温下抗蠕变变形和断裂的能力／146

 第四节 其他高温机械性能／146

一、高温短时拉伸性能／146

二、高温硬度／147

第九章 硬度试验

 第一节 布氏硬度试验法／148

一、布氏硬度试验原理／149

二、布氏硬度的试验过程／150

三、试验结果的记录和处理／152

四、布氏硬度试验注意事项／152

五、布氏硬度值与抗拉强度之间的关系／153

 第二节 洛氏硬度试验法／154

一、洛氏硬度试验原理／154

二、洛氏硬度的试验过程／155

三、试验结果的记录与处理／157

四、洛氏硬度试验注意事项／157

 第三节 维氏硬度试验法／158

一、维氏硬度试验原理／159

二、维氏硬度的试验过程／160

三、试验结果的记录与处理／164

四、维氏硬度试验注意事项／165

 第四节 里氏硬度试验法／165

一、里氏硬度试验原理／166

二、里氏硬度试验过程／167

三、里氏硬度试验注意事项／169

 第五节 锉刀检测硬度／169

一、检测过程／170

二、试验结果的记录／172

三、试验注意事项／172

 第六节 划痕和测试笔检测硬度／172

一、划痕硬度试验方法／172

二、金属的划痕硬度与强度之间的关系／175

三、硬度测试笔检测硬度／176

 第七节 高温和低温硬度试验法／177

一、高温硬度试验方法／177

二、低温硬度试验方法／182

第十章 化学成分分析和金相分析

 第一节 化学成分分析／184

一、碳的测定／184

二、硫的测定／185

三、磷的测定／185

四、锰的测定／186

五、硅的测定／187

六、铬的测定／187

七、镍的测定／188

八、铜的测定／188

九、钼的测定／189

十、氧的测定／190

十一、光电发射光谱法／190

 第二节 金相分析／191

一、金相显微镜／191

二、金相显微镜的主要光学零件／192

三、金相试样的制备／196

四、金相组织的识别／208

五、金相检验项目及结果评定／213

附录

附录A布氏硬度试样最小厚度表／233

附录B里氏硬度修正值／234

附录C常用的金相组织腐蚀剂／235

参考文献／237