对于工科学生来说，可能并不是很清楚材料特性的意义。在工程中，我们考虑的材料特性是可以用来描述材料的

例如，当我们寻找杆的时候，有很多特性可以帮我们，准确的决定使用哪种类型的刚，以及如何使用。其中一个就是硬度。如果太硬，不便于加工并且需要退火处理；如果太软，在使用之前，必须回火处理。从这个角度来说，硬度参数能更好的帮我们做出选择。

以下是10个非常重要的材料性能参数。如果你熟悉这些参数意义并知道如何使用，在你设计过程中将更好帮助您对材料做出选择。


1 硬度

硬度，物理学专业术语，材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。由于规定了不同的测试方法，所以有不同的硬度标准。各种硬度标准的力学含义不同，相互不能直接换算，但可通过试验加以对比。






硬度分为：①划痕硬度。主要用于比较不同矿物的软硬程度，方法是选一根一端硬一端软的棒，将被测材料沿棒划过，根据出现划痕的位置确定被测材料的软硬。定性地说，硬物体划出的划痕长，软物体划出的划痕短。②压入硬度。主要用于金属材料，方法是用一定的载荷将规定的压头压入被测材料，以材料表面局部塑性变形的大小比较被测材料的软硬。由于压头、载荷以及载荷持续时间的不同，压入硬度有多种，主要是布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度等几种。③回跳硬度。主要用于金属材料，方法是使一特制的小锤从一定高度自由下落冲击被测材料的试样，并以试样在冲击过程中储存（继而释放）应变能的多少（通过小锤的回跳高度测定）确定材料的硬度。

某些材料硬度可能比另一些高，但是可以通过热处理等其他方式，改变材料硬度性能。

对设计工程师来说，硬度非常重要。比如，工程师必须指出最小硬度，像锤子。




2 刚度

刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关。材料的弹性模量和剪切模量（见材料的力学性能）越大，则刚度越大。






比如对桥梁，在大载荷作用下，必须保持形状不变。设计师，在设计的时候，必须指定弹性模量，确保不会变形。




3 热膨胀系数

物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”。膨胀的程度用膨胀系数表示。






在高温应用中，比如发动机，这是非常重要的，所有零件必须设计以适应高温环境。




4 导热系数

导热系数指出了材料导热性能。是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1秒钟内（1S），通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度 （W/(m·K)






当设计散热器时，这是非常重要的参数。高热导性的材料更适合散热器。




5 剪切强度

剪切强度是指材料承受剪切力的能力。以平方毫米为单位，在这个面积里所受到的单位压力称为剪切强度。千牛顿除单位面积

比如，如果板材液压成型，就必须选择剪切强度高的材料。



6 抗拉强度

如果零件承受很大的张力，那么必须选择抗拉强度大的材料。

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很多零件在外力作用下，没有变形就已经断裂，有些可以承受很大的塑形变形。

抗拉强度在所有的应用中都是非常重要的一个参数，比如旋转涡轮部件。




7 抗压强度

抗压强度（compressive strength），指外力施压力时的强度极限。

在设计复合材料构件时，抗压强度是一个非常重要的参数。例如，太纤维有很高的抗拉强度，但是受压很容易弯曲。基于这个原因，选择受压材料时，必须非常仔细。




8 屈服强度

受应力作用，多数材料会用弹性变形，这意味着当应力消除后，会回到初始形状。然而，当达到某一个点时，将开始塑形变形，意味着不会恢复到初始形状。这个点承受的应力值，就材料的屈服强度。






屈服强度可以通过热处理、合铸等方式改变。




9 表面粗糙度

很多加工工艺对于零件表面有独特的效果。例如沙铸工艺造成零件有砂纸一样的表面。为了控制这种状况，表面粗糙度用在草图中。







指定表面粗糙度范围有助于控制磨损、表面破裂等。一般使用表面光度仪测量粗糙度。


10 熔点

当设计高温应用时，考虑熔点是非常重要的。
 
 
 
来源：1号机器人

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