Механические свойства характеризуют сопротивление материала деформации (характеристики прочности) или разрушению (характеристики пластичности, вязкости), а также особенности его поведения в процессе разрушения.
К механическим свойствам материалов относятся: прочность, упругость, пластичность, усталость, выносливость, твердость, ударная вязкость, хрупкость и др.
Прочность − способность металла сопротивляться разрушению или появлению остаточных деформаций под действием внешних сил. Большое значение имеет удельная прочность, ее находят отношением предела прочности к плотности металла. Чем прочнее материал, тем меньше масса детали, и тем меньше металлоемкость данной конструкции или машины. Для стали прочность выше, чем для алюминия, а удельная прочность ниже.
Упругость − способность металла возвращаться к первоначальной форме после прекращения действия сил.
Пластичность − свойство металла изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом.
Усталость − процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных (часто циклических) напряжений,приводящий к изменению его свойств, образованию трещин, их развитию и разрушению материала за указанное время
Обратное свойство материала называется выносливостью (свойство материала воспринимать переменные (циклические) нагрузки без разрушения указанное время). Кроме того это понятие близко связано с прочностью, имеет место быть понятие усталостной прочности.
Твёрдость − это его способность материала сопротивляться пластической деформации (при вдавливании в его поверхность твердого тела – идентора). Другими словами, твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твёрдого тела
Ударная вязкость − способность металла сопротивляться разрушению под действием динамической нагрузки.
Хрупкость − свойство материала разрушаться без заметного поглощения механической энергии в необратимой форме
Механические свойства металлов зависят от их химического состава, структуры, способа технологической обработки и др. факторов. Эти характеристики необходимы для выбора материалов и режимов их термической обработки, расчетов на прочность конструкций, контроля их состояния в процессе эксплуатации.
Среди характеристик механических свойств различают:
- характеристики, определяемые независимо от конструктивных особенностей и характера службы изделий, которые определяют в лабораторных условиях на образцах стандартных размеров методами стандартных испытаний, составляют основную группу характеристик механических свойств. Полученные при таких испытаниях показатели механических свойств оценивают поведение материалов под внешней нагрузкой без учета конструкции детали и условий их эксплуатации.
- кроме того, дополнительно определяют характеристики конструкционной прочности, т.е. критерии надежности и долговечности материалов (вязкость разрушения, сопротивление усталости, коррозии, износостойкость и т.д.), которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами конкретного изделия и оценивают работоспособность материала в условиях эксплуатации.
Механические свойства определяют поведение материала под действием приложенных внешних нагрузок. По характеру действия на материал различают три вида нагрузок: статические - действующие постоянно или медленно возрастающие; динамические - действующие мгновенно, принимающие характер удара ; циклические (или знакопеременные) – изменяющиеся или по величине или по направлению, или одновременно и по величине и по направлению. В зависимости от скорости изменения нагрузки во времени испытания подразделяются на статические, динамические и циклические.