对于大多数金属材料，在弹性变形区域，应力与应变成比例，当继续增加应力或应变时，在某一点上，应变将不再与施加的应力成比例。

在这一点上，与邻接的初始原子间的键合开始破裂并用一组新的原子进行改造。当这种情况发生时，应力被卸除后材料将不再恢复到原来的状态，即变形是的和不可恢复的。这时材料进入塑性变形区（图1）。

图1 塑性变形示意图

实际上，很难确定材料从弹性区转变为塑性区的确切点。如图2，绘制了应变为0.002的平行线。用该线截断应力-应变曲线，将屈服的应力确定为屈服强度。屈服强度等于发生明显塑性变形的应力。大多数材料并不均匀，也不是完美的理想材料，材料的屈服是一个过程，通常伴随着加工硬化，所以不是一个具体的点。

图2 应力-应变曲线

对于多数金属材料应力-应变曲线看起来类似于图3所示曲线。当加载开始以后，应力从零开始增加，应变线性增加，直到材料发生屈服以后，曲线开始偏离线性。

继续增加应力，曲线达到值。值对应抗拉强度，这是曲线的应力值，由图中的M表示。断裂点是材料终断裂的点，由图中的F表示。

图3 工程应力-应变曲线示意图

典型的应力-应变测试装置、测试样品几何形状如图4所示。在拉伸试验期间，样品被缓慢拉动，同时记录长度和施加力的变化，记录力-位移曲线，利用样品原始长度、标距长度和截面积等信息可以绘制应力-应变曲线。

图4 应力-应变测试

拉伸试验是常用的力学性能试验，通过拉伸曲线我们可以获得一系列的材料力学性能参数。那么从拉伸曲线上我们参提取出来哪些有用的信息呢？

对于可以发生拉伸塑性变形的材料，常用的有两类曲线：工程应力-工程应变曲线和真应力-真应变曲线。它们的区别在于计算应力时采用的面积不同，前者用样品的初始面积，后者用拉伸过程中的实时横截面积。因此，在应力-应变曲线上，真应力一般比工程应力高。

图5典型的拉伸曲线示意图

图6多种真实金属材料的真应力真应变曲线

常见的拉伸曲线有两种：其一，有明显屈服点的拉伸曲线；其二，无明显屈服点的拉伸曲线。屈服点代表金属对起始塑性变形的抗力。这是工程技术上为重要的力学性能指标之一。通常工程上不允许零件发生塑性变形，因而屈服点就显重尤为重要了，它成为机械零件是否发生失效的关键指标之一。

图7典型拉伸曲线，带有形变硬化

常用的金属一般为多晶体金属，因此工程实际金属起始塑性变形具有非同时性特征。在拉伸曲线上具体反映就是没有明显的屈服点。那么，如何界定工程实际金属发生了塑性变形呢？

残余塑性变形量就成为重要依据，通常人为地把一定残留塑性变形量时工程金属对应的抗力作为屈服强度，也称为条件屈服强度。

这很好理解，没有明显的塑性屈服点，就没有明显的屈服强度，要想知道实际金属的屈服强度就需要一个判定条件，因此就有了条件屈服强度。

对于不同的金属构件，其条件屈服强度对应的残余变形量不同。对于一些苛刻的金属构件，其残余变形量规定应较小，而普通金属构件条件屈服时对应的残余变形量则较大。常用的残余变形量为0.01%，0.05%，0.1%，0.2%，0.5%和1.0%等。

图8条件屈服

金属的屈服是位错运动的结果，因而金属的屈服由位错运动的阻力来决定。对于纯金属，包括点阵阻力、位错交互作用阻力、位错与其它缺陷或结构交互作用阻力。

图9实际金属铝中的位错