1.1.1  材料性能的分类

材料性能是表征材料在给定外界条件（如电、磁、光、声、热、力、环境等）下的行为参量。它包括物理性能、化学性能、力学性能、工艺性能和功能性能等。按材料性能的属性，可以分为材料固有性质和材料使用性能两大类。材料固有性质通常也称为材料基本性能，它是指材料对电、磁、光、声、热、机械载荷的反应，这些性质主要取决于材料的组成与结构，是材料使用的基本依据。材料使用性能是指材料在使用状态下表现出的行为，它与设计、工程环境密切相关。它虽不是材料物质所固有的，但材料一旦使用后其使用过程的变化（如疲劳断裂、腐蚀、辐射等）往往是材料应用成败的关键。有些材料的实验室性能很好，但在复杂的使用条件下，如氧化与腐蚀疲劳及其他复杂载荷下，就不能令人满意。因此材料使用性能应包括可靠性、耐久性、寿命预测及延寿措施等。有的材料可能不尽如人意，但通过优化设计可以得到解决，如脆性很大的陶瓷材料，有可能通过设计而得到广泛应用。图1-1所示为材料性能分类示意图。应该指出的是，本书所描述的材料性能是以力学性能为主。

材料承受载荷的力学状态一般采用各种力学参量（如应力、应变、冲击吸收能量、应力强度因子等）表示，而材料在外加载荷作用下或载荷与环境温度的联合作用下所表现出的各种力学参量之间的对应关系，称为材料的力学行为，通常以曲线或方程的形式表征。这些曲线或方程的特征值（斜率、拐点、极值、渐近线和终点等）通常就是材料力学性能的表征点。表征材料力学行为参量的临界值或规定值则称为材料的力学性能指标（如屈服强度、塑性应变、硬度、断裂韧度、蠕变强度、疲劳极限、疲劳裂纹扩展门槛值等）。这些性能指标都是在一定的变形或断裂条件下测定的，其中多数性能指标都是表征金属的变形抗力和变形能力的，可归纳成强度、塑性和韧性三大类。这些性能不仅是评定和选用材料及确定加工工艺的基本依据，而且是工程应用中结构强度设计、结构完整性评估的基础依据。

图1-1 材料性能分类示意图