关于材料的六个关键词：坚硬、强韧、延展性、脆性、韧性和硬度。
掌握这些词汇，你就能轻松描述各种材料，并深入理解为什么某些材料适用于特定的应用场景。接下来，我们将探讨如何运用这些词汇来进一步了解材料的特性。
我们来了解一下拉伸试验，这是材料力学中的一项基本测试。通过拉伸材料样品直至断裂，同时测量力和位移，我们可以得到所谓的应力/应变曲线。在这里，应力被定义为施加在样品上的力除以样品的横截面积，而应变则是描述施加力后发生的变形量，通过比较长度变化与原始长度得出。
应力/应变曲线为我们提供了丰富的信息。随着应力的增加，材料开始变形。这个初始的线性区域是弹性变形，意味着如果我们移除施加的力，材料将恢复其原始形状。想象一下橡皮筋能够发生巨大的变形但仍然能恢复到原始状态就是一个很好的例子。随着应力的继续增加，材料将进入塑性变形阶段，这个阶段的特点是永久变形。当应力达到极限抗拉强度点时，材料能够承受的最大应力也随之达到。此后，随着材料横截面积的减小，所需的应力逐渐减小，这种情况一直持续到材料断裂。
从这张图中，我们可以得到许多有用的信息，其中之一就是杨氏模量（也称为弹性模量）。它描述了材料的刚度，通过计算线性区域的斜率得出。斜率越陡，表示材料越硬，例如高碳钢。而杨氏模量较低的材料则更加柔性，例如橡胶。杨氏模量是工程中最常用的属性之一，因为它可以帮助我们预测各种情况下的挠度。
屈服强度和极限拉伸强度也是两个重要的属性。工程师会将屈服强度或极限强度除以安全系数，以获得最大允许应力，该应力将用于产品设计。通常，工程师的目标是将最大可能应力保持在远低于失效应力的水平，但不同行业的安全系数可能有所不同。
除了上述属性外，还有一些其他重要的材料特性。例如，有些材料介于刚性材料和柔性材料之间，可以被称为韧性和延展性兼具的材料。韧性意味着材料可以吸收大量能量而不会断裂，而延展性则表示材料在压力下会变形。弹簧钢是一种典型的韧性和延展性兼具的材料，它具有很高的屈服强度，因此被广泛应用于制造弹簧。
脆性材料是指在几乎不变形的情况下就容易断裂的材料。玻璃、陶瓷和铸铁都属于这一类。实际上，我们可以通过检查材料断裂后的断口表面来判断它是脆性还是延性。延性材料通常呈现出杯状和锥形断口，而脆性材料则呈现出颗粒状的扁平断口。
硬度是描述材料抵抗压痕、划痕和磨损的能力。它与材料的刚度和屈服强度直接相关。洛氏硬度试验是一种测量材料硬度的常用方法。通过一系列步骤施加不同的载荷并观察材料的压痕深度来评估其硬度。金刚石是一种非常硬的材料，因此常被用于制造切削刀具。钢材的一个优点是它可以通过热处理来调整不同区域的硬度，以适应不同的应用场景。
通过了解这些关键词及其在实际应用中的运用，我们可以更深入地理解各种材料的特性并为不同应用场景选择合适地材料。
