在為特定用途選擇材料時，通常應(yīng)考慮幾個標準。耐腐蝕性和耐磨性是重要因素，但同樣重要的是材料的強度。不同材料組的材料強度差異很大。即使在給定的組內(nèi)，強度也會因添加的合金元素和材料的制造方式而有很大差異。材料強度是一個非常重要的屬性，因此了解如何測試材料以測量其強度是有益的。以下是測量材料強度的六種常用方法。

    拉伸測試 拉伸測試是測試材料機械性能最流行的方法之一。拉伸試驗是在稱為拉伸試驗機或萬能試驗機（可以進行各種試驗）的特殊設(shè)備上進行的。 在拉伸試驗之前正確準備試樣是必不可少的。試樣通常是啞鈴形的，靠近兩端的橫截面應(yīng)該較厚，因為它們被拉伸試驗機夾在夾具中。必須知道試樣中心橫截面的面積，以便可以通過載荷/面積測量來量化拉伸強度。 在實際測試過程中，材料被拉開直到發(fā)生故障，并在整個過程中捕獲和記錄施加的載荷。 拉伸試驗通常以磅/平方英寸或類似單位進行測量。材料的彈性模量、屈服強度、極限抗拉強度、延展性、應(yīng)變硬化特性、楊氏模量和泊松比都可以用這種技術(shù)計算。

    壓縮測試 與拉伸試驗相反的是壓縮試驗，它是在壓力試驗機或萬能試驗機上進行的。 與該領(lǐng)域的專家一起參加關(guān)于當前面臨的問題以及那些致力于防止和減輕混凝土腐蝕的人的未來的大師班。 被測試的材料被裝入機器中的兩塊板之間，然后將它們壓在一起直到材料斷裂。壓縮測試通常在脆性材料上進行，例如水泥和磚。韌性材料可能無法通過壓縮測試進行準確測試，因為它們往往會發(fā)生塑性變形而不是斷裂。壓縮測試通常以磅/平方英寸為單位。

    疲勞測試 當材料將受到循環(huán)應(yīng)力（例如在大規(guī)模生產(chǎn)過程中反復旋轉(zhuǎn)的車輛或設(shè)備中的沖擊或振動）時，了解材料在疲勞和失效之前可以承受多少次重復載荷非常重要。疲勞測試是通過獲取材料樣本并將其置于試驗機器（如液壓疲勞試驗機）上進行重復加載的加速模擬來進行的。重復計數(shù)直到發(fā)生材料失效。由此，使用應(yīng)力-壽命圖計算材料的疲勞強度。

    扭轉(zhuǎn)測試 扭轉(zhuǎn)測試用于確定材料如何對導致其扭曲的力做出反應(yīng)。具有相對高拉伸或壓縮強度的材料可能幾乎沒有承受通過扭轉(zhuǎn)施加的載荷的能力。因此，在為緊固件、橋梁和飛機機翼等選擇材料時，此類測試非常重要。 進行扭轉(zhuǎn)測試時，試樣的一端連接到一個夾具上，將其固定在一個固定位置。試樣的另一端連接到將旋轉(zhuǎn)的卡盤上。在某些情況下，被測材料可能會連接到兩個以相反方向旋轉(zhuǎn)的卡盤。然后將試樣旋轉(zhuǎn)指定的度數(shù)或直到發(fā)生故障。有時壓縮或拉伸載荷與扭轉(zhuǎn)載荷一起施加；這稱為軸向扭轉(zhuǎn)測試。 在樣品失效或達到所需的旋轉(zhuǎn)度數(shù)之后，收集并記錄施加的力以及總旋轉(zhuǎn)度數(shù)。然后將它們與試樣的尺寸結(jié)合使用，以計算多種機械性能，例如延展性、剪切強度（通常以磅/平方英寸為單位）、剪切彈性模量和其他一些屬性。 扭轉(zhuǎn)測試的樣本輸出。

圖 2. 扭轉(zhuǎn)測試的示例輸出。

    缺口斷裂測試 缺口斷裂測試是一種特殊類型，可用于測試焊接試樣的強度。為了進行缺口斷裂試驗，焊接試樣上加工有一個小缺口。接下來，一個物體撞擊樣品，導致其斷裂。

     這會導致焊縫斷裂。缺口斷裂試樣總是在試樣的焊縫金屬部分斷裂。雖然端部可能是母材，但缺口始終位于焊縫金屬  中，這就是發(fā)生斷裂的地方。更具體地說，它會導致它通過阻力最小的路徑斷裂，如果存在焊接不連續(xù)性，通常會在該路徑中找到。然后可以檢查斷裂面以確定焊接不連續(xù)性是否確實對焊接強度產(chǎn)生了負面影響。 

    蠕變測試 蠕變是材料在高溫環(huán)境中承受載荷時發(fā)生的一種變形。如果允許蠕變持續(xù)足夠長的時間，它最終會導致材料失效。 蠕變測試確定材料在高溫下如何承受應(yīng)力。在蠕變試驗期間，材料試樣的加工方式與拉伸試樣非常相似。施加到材料上的應(yīng)力通常也是拉應(yīng)力；然而，在典型的室溫下，它的應(yīng)力不足以導致材料失效。然后將測試環(huán)境升高到或超過材料在其實際應(yīng)用過程中所承受的溫度。 蠕變測試的樣本輸出。

圖 3. 蠕變測試的示例輸出。

      在測試過程中記錄時間、溫度和變形量。然后獲取這些值并用于計算材料在高溫情況下的性能。蠕變試驗通常以英寸/英寸/小時或伸長率/小時的百分比進行測量。許多原材料可能會發(fā)生蠕變并最終失效，包括聚合物、陶瓷、混凝土和金屬，以及由它們制造的產(chǎn)品，例如噴氣發(fā)動機部件、烤箱和鍋爐。