金属材料的力学性能是选材与设计的核心依据，主要包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。这些性能通过相应测试来量化，指导我们满足零部件在机械加工中的使用要求。
强度与塑性
强度指材料抵抗静载荷下塑性变形或断裂的能力，常用应力表示。其中，屈服强度是关键指标，分为上、下屈服强度（Reh和ReL）。由于多数零件不允许明显塑性变形，屈服强度越高，抵抗变形的能力越强，因此成为设计与选材的重要依据。
塑性则表示材料断裂前承受最大塑性变形的能力，通过断后伸长率（A）和断面收缩率（Z）衡量。断面收缩率不受试件尺寸影响，能更准确反映材料的塑性。塑性好的材料易于进行塑性加工，制成形状复杂的零件，并在受冲击时通过变形吸收能量，避免突然断裂，提升使用安全性。
硬度是材料抵抗局部变形和破坏的能力，常用布氏、洛氏和维氏三种试验方法。
布氏硬度使用硬质合金球压头，试验力大、压痕明显，结果直观准确，但对工件表面损伤较大，不适用于表面质量要求高或薄壁零件。
洛氏硬度采用金刚石圆锥压头，通过压痕深度测定硬度。其压痕小，对工件损伤轻，适用于薄壁或高表面质量零件，但结果准确性稍逊。
维氏硬度使用金刚石四棱锥压头，试验力小、压痕不明显，能测量薄壁件，但对压痕对角线的测量较为复杂。
冲击韧性与疲劳强度
实际工况中，零件常承受冲击载荷与交变载荷，仅考察静载荷性能不足以保证安全。
冲击韧性反映材料抵抗冲击破坏的能力，通过冲击试验测定。在大能量冲击下，冲击韧度起主导作用；而在多次重复冲击中，材料的强度与塑性共同决定其抗力。
疲劳强度针对材料在长期低于屈服强度的交变应力下发生断裂的现象。疲劳寿命受零件工作条件、内部结构、成分及应力状态等多因素影响。通过优化零件结构、采用表面强化工艺，可有效提升材料的抗疲劳性能。
综上，深入理解并测试金属材料的各项力学性能，有助于科学选材，确保零部件在复杂载荷下安全可靠运行。
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