材料的指标

刚度、强度和硬度都是材料的力学性能（或称机械性能）指标，为了理解三者的意义，我们首先要知道：

• 弹性变形：当外力去掉后能恢复到原来的形状和尺寸的变形。
• 塑性变形：当外力去掉后不能恢复到原来的形状和尺寸的变形。

接下来，再来理解刚度、强度和硬度，就比较容易了：

• 刚度：受力时抵抗弹性变形的能力。它描述了在受力情况下物体变形的难易程度。
  • 例子：一根很难弯曲的钢棒比一根容易弯曲的橡皮管具有更高的刚度。
  • 意义：某些零件的弹性变形量超过一定数值后，会影响机器工作质量，如机床的主轴、导轨、丝杠等。
  • 衡量：单位变形所需的力或力矩来表示，
  • 大小取决于零件的几何形状和材料种类（即材料的弹性模量）。
• 强度：强度是物体在断裂或永久变形前所能承受的最大应力。
  • 例子：建筑中的钢梁需要很高的强度来支撑大楼的重量。
  • 强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标，是机械零部件首先应满足的基本要求。
  • 按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，工程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出。
  • 还可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等项目。
• 硬度：硬度是物体抵抗局部塑性变形（如刮痕、凿痕）的能力。
  • 例子：钻石很难被划伤，因此它是非常硬的材料。
  • 意义：既可理解为是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力。硬度不是一个简单的物理概念，而是材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。
  • 分类：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等测试方法。
  • 硬度试验根据其测试方法的不同可分为静压法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等）、划痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及显微硬度、高温硬度等多种方法。
  • 硬度是一项综合力学性能指标，一般硬度高的材料，其强度也高。
• 挠度（Deflection）：物体在受力后发生的弯曲程度。
  • 例子：悬臂梁在受力后下垂的程度就是挠度。
• 弹性（Elasticity）：弹性是物体在去除外力后恢复到原始形状和尺寸的能力。
  • 例子：橡皮筋拉伸后能够恢复原状，因为它有很好的弹性。
• 韧性（Toughness）：材料吸收能量并在断裂前进行塑性变形的能力。
  • 例子：青铜比陶瓷具有更高的韧性，因为它在断裂前能弯曲和变形。
• 刚性（Rigidity）：物体抵抗变形的能力，不仅限于弯曲，也包括扭曲和压缩等。
  • 例子：钢结构的桥梁需要很高的刚性来确保它不会变形。
• 塑性（Plasticity）：物体在不发生断裂的情况下进行永久变形的能力。
  • 例子：金属在锻造过程中表现出很好的塑性，因为它们能在不破裂的情况下被拉伸和成型。

简单的总结：

• 延展性的能力叫韧性；韧度的典型指标是延伸率A(%)；
• 抗拉抗压能力叫强度；强度的典型指标是屈服强度Rp0.2(MPa)和抗拉强度Rm(MPa)；
• 工件的抗变形能力叫刚度；刚度的典型指标是弹性模量E(MPa)；
• 抗磨损能力叫硬度；硬度的典型指标是洛氏硬度HRB。

区别：

• 刚度和刚性：刚度主要指抵抗弯曲的能力，而刚性则指整体的抵抗变形能力，包括弯曲、压缩等。
• 强度和硬度：强度是物体承受最大应力的能力，而硬度是抵抗局部变形的能力。
• 弹性和塑性：弹性是去除外力后恢复原状的能力，而塑性是发生永久变形的能力。
• 韧性：韧性与强度和塑性相关，是材料在断裂前吸收能量的能力。

服装面料

天然纤维

1. 丝（丝绸、蚕丝）。
   • 公认的高级纤维。外观华丽、缎面光泽、穿着摩擦力低、容易褶皱、不保暖、易掉色、强度低。
   • 桑蚕丝（江浙一带）。光泽度好、强度低。
   • 柞蚕丝（河南、辽宁地区）。相比光泽度逊色、强度高。
   • 天丝不是丝，而是木材的提取物。
2. 麻
   • 人类最早使用的植物纤维
   • 亚麻（L，Linen）。更细腻，面料更柔软，主要产地欧洲。主要用于服装。
   • 苎麻（Ram，Ramie）。更坚韧，面料更厚实，面料颗粒感强，主要产地长江中下游。主要用于渔网、帐篷。
   • 麻纤维耐用。亚麻面料透气清爽，用于夏衣，非常易皱，出汗不粘皮肤。亚麻也曾代表高端。麻曾经代表清贫。
3. 棉（C，Cotton）。
   • 广泛使用。细绒棉、长绒棉、海岛棉。主要产地：新疆、埃及。海岛棉只生产于美洲的西印度群岛。
   • 细绒棉、长绒棉、海岛棉。光泽度、面料强度、品质递增。
   • 亲肤、保温、透气、容易变形、虫蛀。
4. 毛
   • 羊毛（W，Wool）。来自绵羊
   • 羊绒（CA，Cashmere）。来自山羊。柔软度、保温性、价格比羊毛高。
   • 澳大利亚：细支羊毛，用于服装。新西兰：粗支羊毛，用于羊毛毯、羊毛被。羊绒：内蒙古、新疆，国际顶级质量。
   • 聚温、吸水。羽绒服出现之前，御寒的首选。回弹、自洁、阻燃。易虫蛀、缩水、起球。