剛度、強(qiáng)度和硬度，你真的懂了嗎？

剛度、強(qiáng)度和硬度都是材料的力學(xué)性能（或稱機(jī)械性能）指標(biāo)，為了理解三者的意義，我們首先要知道：

• 彈性變形：當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)到原來的形狀和尺寸的變形。

  
  

• 塑性變形：當(dāng)外力去掉后不能恢復(fù)到原來的形狀和尺寸的變形。

接下來，再來理解剛度、強(qiáng)度和硬度，就比較容易了：

• 剛度：金屬材料在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。

  
  

• 強(qiáng)度：金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。

  
  

• 硬度：金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力。

其實(shí)，三者之間沒有必然的聯(lián)系，不過，硬度是一項(xiàng)綜合力學(xué)性能指標(biāo)，一般硬度高的材料，其強(qiáng)度也高。

金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度。按外力作用的性質(zhì)不同，主要有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等，工程常用的是屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，這兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)可通過拉伸試驗(yàn)測(cè)出。

是指零件承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。也就是說，強(qiáng)度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標(biāo)，是機(jī)械零部件首先應(yīng)滿足的基本要求。機(jī)械零件的強(qiáng)度一般可以分為靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度（彎曲疲勞和接觸疲勞等）、斷裂強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、高溫和低溫強(qiáng)度、在腐蝕條件下的強(qiáng)度和蠕變、膠合強(qiáng)度等項(xiàng)目。強(qiáng)度的試驗(yàn)研究是綜合性的研究，主要是通過其應(yīng)力狀態(tài)來研究零部件的受力狀況，以及預(yù)測(cè)破壞失效的條件和時(shí)機(jī)。

是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。試驗(yàn)鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦，由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低，這種方法稱為銼試法，但不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)機(jī)來試驗(yàn)比較準(zhǔn)確，是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。常用的硬度測(cè)定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測(cè)試方法。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測(cè)試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。

是指零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。零件的剛度（或稱剛性）常用單位變形所需的力或力矩來表示，剛度的大小取決于零件的幾何形狀和材料種類（即材料的彈性模量）。剛度要求對(duì)于某些彈性變形量超過一定數(shù)值后，會(huì)影響機(jī)器工作質(zhì)量的零件尤為重要，如機(jī)床的主軸、導(dǎo)軌、絲杠等。

最后，來一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)：

• 延展性的能力叫韌性；

  
  

• 抗拉抗壓能力叫強(qiáng)度；

  
  

• 工件的抗變形能力叫剛度；

  
  

• 抗磨損能力叫硬度；

  
  

• 韌度的典型指標(biāo)是延伸率A(%)；

  
  

• 強(qiáng)度的典型指標(biāo)是屈服強(qiáng)度Rp0.2(MPa)和抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)；

  
  

• 剛度的典型指標(biāo)是彈性模量E(MPa)；

  
  

• 硬度的典型指標(biāo)是洛氏硬度HRC。

  
  

來源：CAE技術(shù)交流