基本力学性能是指材料在外加载荷作用下或载荷于环境温度的联合作用下所表现的行为。主要包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和冲击性能等。试样所承受的载荷一般采用个种力学参量(如应力、应变、冲击吸收功)表示，而表征材料力学行为的力学参量的临界值或规定值称为材料的力学性能指标(如强度指标、塑性指标、韧性指标等)

　　4.2.1 常温单向拉伸性能及测试方法

　　拉伸是指材料沿轴向承受拉力的一种状态。常温单向拉伸试验是指测定材料在常温下，在轴向、静载下的强度和变形的一种试验。拉伸试验可以测定材料的弹性、塑性、强度、韧性和硬化指数等许多重要性能指标(其中弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率及断面收缩率称为金属材料的五大性能指标)。这些指标，在工程应用中不仅是结构静强度设计的主要依据

　　而且是评定和选用材料及确定加工工艺的重要参数。无论研究新材料，还是合理使用现有材料或者改进材料热处理工艺，通常都要以拉伸性能作评定。因此，单向拉伸试验已成为材质检验的重要手段之一。

　　4.2.1.1 拉伸应力-应变曲线

　　在拉伸试验过程中自动记录绘出力-拉伸曲线，称为拉伸图或者拉伸曲线图。图4.2-1(a)为退火低碳钢的拉伸曲线，纵坐标表示载荷F，单位为N;横坐标表示**伸长△L，单位为mm。载荷F除以试样初始横截面积So,得到工程应力σ(σ=F/So，单位为MPa);**伸长△L除以初始标距长度Lo，得到工程应变ε( ε=△L/Lo，无量纲)。分别以σ和ε为纵、横坐标，便得图4.2-1(b)所示的工程应

　　力-应变曲线，简称拉伸应力-应变曲线(tensile stress-strain curve)。由图4.2-1可见，材料在拉伸过程中可分为四个阶段。

　　(1) 弹性应变阶段 图中未ob段。其中oa符合虎克定律，即应力和应变不完全成正比，但变形仍是弹性的。超过b点后，出现微量的塑性变形。开始产生微量塑性变形的应力称为弹性极限。

　　(2) 屈服阶段 超过弹性极限，有的材料在塑性变形的初期产生明显的塑性流动，即力不增加，增加很小或略有下降的情况下变形大量产生，拉伸图上出现平台或锯齿形，试样表面出现滑移带，这种现象叫做屈服。屈服阶段的*小应力称为屈服应力(cd段)。

　　(3) 均力变形阶段 屈服后继续变形，必须不断增加载荷。此阶段的塑性变形是均匀的，称为均匀变形阶段(de段)。这种塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象称为应变硬化，也叫做加工硬化。当载荷达到*高点e时，所对应的应力称为强度极限或抗拉强度。

　　(4) 局部变形阶段 当载荷达到*高点后，试样的一部分截面开始急剧缩小，出现了“颈缩”现象，载荷下降，变形增大直至断裂。变形主要集中在颈缩附近，称为局部变形阶段(ef段)。

　　综合金属、陶瓷及高聚物材料的拉伸应力-应变曲线，大致可分为七种类型，如图4.2-2所示。

　　曲线(1)为纯弹性应变，无塑性变形就断裂，如玻璃、陶瓷等。

　　曲线(2)为*典型的，存在明显屈服，有上、下屈服点c、d，有均匀塑性变形段de，有局部变形ef，如低碳钢。

　　曲线(3)无明显屈服和颈缩，如高强度、超高强度结构钢，高温合金等。

　　曲线(4)无明显屈服和均与硬化阶段，如冷拉钢。

　　曲线(5)没有屈服，甚至弹性变形正比关系也不严格存在，如退火钢、结构钢等。

　　曲线(6)为锯齿形曲线。低温和高应变速率下，面心立方金属的塑性变形通过孪晶和滑移交替进行。当孪晶产生的应变速率超过试验机夹头移动速度时，负荷会突然松弛下降，反复进行呈锯齿形应力-应变曲线，如GH44合金板材。

　　曲线(7)为弹性-局部塑性-均匀塑性型。主要是一些结晶态高聚物，在塑性变形开始时原有结晶结构破坏，发生颈缩，载荷下降。在变形*剧烈区域重新组合成新的、方向性好、强度高的结晶结构，使应力-应变曲线再次上升，直至断裂。

　　有些特征点如比例极限、弹性极限，虽然物理意义明确，但在技术上难以按定义测定。目前各国采用规定一定非比例伸长率所对应的应力来表征，以σp 0.01(下标为塑性变形的百分数，后同)作为规定比例极限;σp 0.05作为规定弹性极限;σ0.2作为规定屈服极限。