“屈服”从普通常用汉语意义上来解释是妥协、服从的意思。我们在看抗日剧时经常可以看到，当我国的同胞被日本鬼子抓到并被严刑拷打逼问机密信息时，我们的同胞总是会回他一句“打死我也不会向你们小日本屈服的！”，这展示了我们中华民族坚强的意志。但是，金属却可以“屈服”于强力，这个你相信吗？

金属的“屈服”常见于对金属材料力学性能的测试过程中。拉伸试验是一种较简单的力学性能试验，简单地说就是用强力向相反的两个方向拉伸需要测试的材料，它能够清楚地反映出材料受力后所发生的弹性、塑性和断裂三个变形阶段的基本特性。拉伸试验对力学性能指标的测量稳定可靠，而且计算方便。

拉伸试验在拉伸试验机上进行，试验机有机械式、液压式、电液或电子伺服式等类型。试样形式可以是材料全截面的（如钢筋、线材等一些实物样品一般不需要加工而保持其全截面进行试验），也可以加工成圆形或矩形的标准试样。试样制备时应避免材料组织受冷、热加工的影响，并保证一定的表面粗糙度。拉伸试验机如图4-1所示，拉伸试验过程如图4-2所示。

金属材料在受到拉力后首先发生弹性变形，继续施加拉力，当其所受到的力达到一定值（超过弹性极限）的时候，虽然拉力不再增加但形变却依然在继续，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。也就是说，此时外力不再增加但材料的破坏却还在继续，材料已经失去了对变形的抵抗能力。当应力（材料所受的力与其受力面积的比值）达到某值后，塑性应变急剧增加，应力出现微小波动，这种现象称为屈服。此时材料所受到的应力即作为该种材料的屈服强度，或叫做屈服极限，而这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服强度和下屈服强度。

图4-1 拉伸试验机

图4-2 拉伸试验过程

a）装夹试样 b）试样变形 c）试样拉断(www.daowen.com)

我们在选择使用材料的时候，一般要保证材料受到的应力小于该材料的屈服强度，这样才能安全，这也是目前工业设计中常用的准则之一。但是，由于同种材料的不同个体的屈服强度也是呈离散性分布的，因此在实际中使用材料时，还要增加一个安全系数，用材料的屈服强度值乘以材料的安全系数，从而得到一个许用强度值。在通常的工业设计中应使所计算出的材料受到的应力小于许用强度值，这才是最安全稳妥的。一般塑性材料安全系数可以选用1.2～1.5，而脆性材料的安全系数要选用2～2.5甚至是3或4，这主要还需根据所用材料的使用场合来确定。例如高温、高压、腐蚀性环境或一旦材料失效会造成重大安全事故和人身伤害的场合，安全系数应选大一些。

有些钢材（如高碳钢）无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形（0.2%）时的应力作为该钢材的屈服强度，称为规定塑性延伸强度。

在金属屈服后如果继续施力，金属就会断裂。拉伸断裂之后的标准试棒如图4-3所示，其断面特征如图4-4所示。因此，我们要记得，千万不能“屈服”，否则离最后的“灭亡”就不远了！

图4-3 拉伸断裂之后的标准试棒

图4-4 拉伸断裂之后断面特征