材料力学性能(浙大材料系)复习
材料力学性能复习资料前(简单32课时)
名词解释1.弹性：指材料在外力作用下保持和恢复固有形状和尺寸的能力2.塑性：指材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力3.强度：指材料在外力作用下抵抗塑性形变和破坏的能力4.比例极限ζp：应力与应变保持正比关系的最大应力5.弹性极限ζe：在拉伸试验过程中，材料不产生塑性变形时的最大应力6.屈服极限：①对拉伸曲线上有明显屈服平台的材料，塑性变形硬化不连续，屈服平台所对应的应力即为屈服强度ζs②对拉伸曲线上没有屈服平台的材料，塑性变形硬化是连续的，此时将屈服强度定义为产生0.2%残余伸长时的应力ζ0.27.抗拉强度ζb：材料断裂前所能承受的最大应力8.应变强化：材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大，性变应力不断提高的现象9.断裂延性：拉伸断裂时的真应变10.弹性比功We（弹性应变能密度）：材料开始塑性变形前单位体积所能吸收的弹性变形功。
We = ζeEe/2 = ζe^2/(2E)[需弹性较大材料时，增大We的措施是增加ζe，降低E]11.弹性后效：在弹性范围内加速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象12.弹性滞后：在非瞬间加载条件下的弹性后效13.内耗Q-1=1/2π*△W/W：加载时消耗的变形功大于卸载时释放的变形功，或弹性滞后回线面积为一个循环所消耗的不可逆功，这部分被金属吸收的功，称为内耗14.循环韧性（消振性）：金属材料在单向循环载荷或交变循环载荷作用下吸收不可逆功的能力15.包申格效应：产生了少量塑性变形的材料，再同向加载，则弹性极限与屈服强度升高，反向加载则弹性极限与屈服强度降低的现象16.孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系17.硬度：指材料抵抗其他硬物体压入其表面的能力18.应力状态柔度因数：表示应力状态对材料塑性变形的影响。
α=ηmax/ζmax=（ζ1 –ζ3）/2[ζ1 –ν（ζ2 + ζ3）]19.解理断裂：材料在拉应力作用下，由于原子间结合键遭到破坏，严格地沿一定的结晶学平面（即所谓“解理面”）劈开而造成的断裂。
浙大材料力学3-材料力学性能
5、弹性的不完整性
现象：应变滞后于应力 组织不均匀，各晶粒应变不均匀
原因？
具体表现
（1）弹性后效与内耗 →加载时应变落后于应力：“正弹性后效” →一个加载、卸载循环：弹性滞后及弹性滞后环 →外力做功被材料消耗 →材料的“内耗” →作用 铜钟：内耗要小； 车床：内耗大-吸震 →怎么办？
10-16
弹簧的制备
螺旋弹簧 钢条绕制→淬火+回火 为什么要淬火车减震板 列车门锁板弹簧 圆钢条→轧制成钢板 →退火
为什么要退火？
绕制成型，淬火+回火
11-16
斯太尔重型卡车弹簧的失效
12-16
失效是行和不行 好和不好呢？
除E和e，还有弹性不完整性！
弹性滞后环
循环应力-应变曲线
14-16
5、弹性的不完整性
现象：应变滞后于应力
组织不均匀，各晶粒应变不均匀
具体表现
（2）包申格效应
→金属预先经少量变形(＜1~4%)后再同向加载，
弹性极限升高，反向加载则弹性极限降低的现象。
→原因：位错的运动导致原子之间的力发生变化有关。
→后果：交变应力作用时(疲劳)，弹性极限下降 →软化
弹性后效，内耗 包申格效应 超弹性材料
3、为什么会有弹性？
线性正比：虎克定律
=E
E：弹性模量
橡胶的高弹态呢？
图 金属原子间相互作用—线性
5-16
高分子的高弹态：
特 点：弹性变形可达1000%（金属小于1%）
两 种：普弹形变和高弹变形 普弹形变：变形＜5%，应力应变正比
原因：分子链内部键长和键角变化 高弹变形：应力与应变不成正比
陶瓷弹簧的 弹性机理 是什么？
力为条件弹性极限，记为0.005、 0.01
材料力学性能期末考试复习资料
材料力学性能一、名词解释1、韧性：金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
2、应力状态软性系数：材料力学性能指出，任何复杂应力状态可以用三个主应力σ1，σ2，σ3（σ1>σ2>σ3）按“最大切应力理论”计算tmax=（σ1-σ2）/2，按“最大正应力理论”计算σmax=σ1-r （σ1-σ3），r为泊松比。
Tmax与σmax的比值表示他们的相对大小，称为应力状态软性系数α。
对金属r=0.25，则。
单向拉伸时，σ2=σ3=0，α=0.5。
3、冲击韧性：在冲击载荷作用下，金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
4、变动载荷：变动载荷是引起疲劳破坏的外力，指载荷大小，甚至方向随时间变动的载荷，其在单位面积上的平均值为变动应力。
5、疲劳：金属机件或者构件在变动应力和应变的长期作用下，由于累计损伤而引起的断裂现象。
6、应力腐蚀现象（SCC）：金属在拉应力和特定的化学介质作用下经过一段时间后产生的低应力脆断现象。
7、氢脆：由于氢和应力的共同作用导致金属材料产生脆性断裂的现象。
8、磨损：机件表面相接处并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失，造成表面损伤的现象。
9、黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，实在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对速度较小时，因缺乏润滑油，无氧化膜，以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。
10、蠕变：蠕变就是金属在长时间的恒温恒载荷作用下，缓慢地产生塑性变形现象。
又称蠕变断裂。
11、应变硬化：在金属整个形变过程中，当外力超过屈服强度时，塑性变相并不像屈服平台那样连续流变下去，而需要不断增加外力才能进行，即金属有阻止继续塑性变形的能力，即应变硬化性能。
12、低温脆性现象：体心立方晶体金属及合金或者某些密排六方晶体金属及合金在试验温度低于某一温度t k时，会由韧性状态转化为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，即低温脆性。
【浙江大学 材料性能】14-材料力学性能130102
Materialas and Design 闭孔材料 高分子颗粒 金属包覆 烧结
美国加州大学休斯研究实验室 有限公司和加州理工学院开发 密度仅0.9mg/cm3，比泡沫 塑料轻100倍。
第九章 先进材料的力学性能
四、块状非晶合金的力学性能
材料
抗拉强 弹性模 度/MPa 量/GPa
1089
软、硬两种原子区域组成的微结构，2%的塑性
第九章 先进材料的力学性能
五、纳米材料的力学性能
纳米金属材料
1.8
纳米Cu的超塑性
制备
急冷：106K/s，100mm薄带 合金化：Pd基、Ni基、Fe基
1 K/S，100mm圆柱
特性
弹性应变量可达2.2% 一般金属＜0.2%
高温下玻璃态（高塑性）
Pd80Si20
1330
67
Pd77Cu6Si17
1530
96
Pd64Ni16P20
1560
93
Pd16Ni64P20
1760
非晶塑性未表达出来，是实验条件所致
Physical Review B (2007,75,134201) Applied Physics Letters (2007,90,191909)
冲压试验方法---提高切应力分量 发现明显的剪切变形带，有稳定的剪切变形能力
马氏体相变=塑性？
A. L. Greer, K. L. Rutherford, and I. M. Hutchings, Wear resistance of amorphous alloys and related materials, International Materials Reviews, 47(2002)87-112
材料力学性能复习总结
材料力学性能复习总结材料力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性和性能。
在材料力学性能的学习中，不仅需要了解材料的基本力学性质，还需要掌握材料的破坏机制、变形行为以及材料的力学性能测试方法等方面的知识。
以下是对材料力学性能复习的总结。
1.材料的破坏机制和破坏形态材料的破坏机制是指材料在受力作用下发生破坏的方式和过程。
常见的破坏机制有拉伸破坏、压缩破坏、剪切破坏等。
拉伸破坏时，材料会发生断裂；压缩破坏时，材料会出现压缩变形和压碎现象；剪切破坏时，材料会出现剪切变形和断裂等。
材料的破坏形态是指材料在受力作用下发生的形态变化。
常见的破坏形态有脆性断裂、塑性变形和疲劳破坏等。
脆性断裂是指材料在受静态或低应力下发生迅速断裂的性质；塑性变形是指材料在受力作用下发生塑性流动，而不发生断裂；疲劳破坏是指材料在反复受力下产生裂纹并最终导致断裂。
2.材料的变形行为和变形机制材料的变形行为是指材料在受力作用下发生的形变现象。
常见的变形行为有弹性变形、塑性变形和粘弹性变形等。
弹性变形是指材料在受力作用下发生的可逆性变形。
材料在弹性变形时能够恢复到原始形状和尺寸。
弹性变形的机制是原子之间的键能发生弹性形变，即在受力作用下原子间的距离发生变化，但不改变原子间的相对位置。
塑性变形是指材料在受力作用下发生的不可逆性变形。
材料在塑性变形时会发生晶格的滑移和位错的运动。
塑性变形的机制是原子间的键能发生塑性形变，即原子间的相对位置发生改变。
粘弹性变形是指材料在受力作用下表现出介于弹性变形和塑性变形之间的性质。
材料在粘弹性变形时有一部分能量会被消耗掉，导致材料的不完全恢复。
粘弹性变形的机制是在外力作用下，分子间的键发生的弹性形变和分子间的长距离位移。
3.材料力学性能的测试方法拉伸试验是指将材料置于拉力下进行测试。
通过拉伸试验可以了解材料的弹性性能、破坏强度、延展性以及断裂形态等。
压缩试验是指将材料置于压力下进行测试。
通过压缩试验可以了解材料的强度和刚度等。
材料力学性能复习重点
期末复习资料一 名词解释1. 弹性比功：又称弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2. 滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
3. 循环韧性：金属材料在交变载荷（振动）下吸收不可逆变形功的能力。
也叫金属的内耗。
4. 包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余伸长应力降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象。
5. 应力状态软性系数：金属所受的最大切应力τmax 与最大正应力σmax 的比值大小。
即：()32131max max 5.02σσσσσστα+--== 6. 缺口效应：绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。
缺口第一效应：引起应力集中，改变了缺口前方的应力状态，使缺口试样所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态。
缺口第二效应：缺口使塑性材料强度增高，塑性降低。
7. 缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值，称为缺口敏感度，即：8. 缺口试样静拉伸试验：轴向拉伸、偏斜拉伸两种。
9. 布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
10. 洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度11. 维氏硬度——以两相对面夹角为136°的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。
浙江大学材料力学性能复试课件16 材料力学性能复习
第三章：塑性变形
• 晶体塑性变形机理：位错运动 • 塑性变形难易：与位错运动的难易有关 • 滑移与孪生 • 高分子及非晶材料的塑性变形机理 • 金属材料的强化 • 机理：阻止位错运动、无位错 • 方法：固溶、相变、弥散、加工硬化、细晶、无缺陷 • 实例：??? • 材料的超塑性 • 现象： • 机理：？ • 与位错运动不同的变形机理 • 纳米材料的超塑性？
Cu-Al合金变形行为的 原位透射电镜研究
指导教师：孟 亮 教授 刘嘉斌 讲师
报 告 人：陈陈旭 3090103046 材料0903班
研究现状
Cu-Al合金
0.2～ 2wt.%
4～6wt.%
符合 hall-petch
关系
额外硬化 [7]
孪 晶
图一 不同Al含量的Cu-Al合金 准静态压缩应力－应变曲线[7]
材料的其他力学性能试验
• 弯曲 • 压缩 • 扭转 • 不同试验方法的特点及选择---为什么？ • 塑性材料 • 脆性材料 • 扭转试验
第四章：材料的硬度
• 何谓材料的硬度？ • 定性 • 半定量 • 定量：压入法、回跳法 • 布氏、洛氏、维氏、努氏、肖氏、里氏 • HB、HRC、HRA、HRB、HV、HK、HS、HL • 硬度检测方法的选择 • 不同材料：陶瓷、珠宝 • 不同硬度：软、硬 • 不同形状尺寸：大件、小件 • 不同部位：表面层、微观组织 • 不同环境：现场检测
性 • 原因？ • 纳米材料的力学性能 • 有哪些特殊的力学现象？ • 超塑性、反Hall-Petch关系
• 高温力学性能 • 蠕变现象：与时间有关 • 蠕变变形机速率、蠕变伸长率） • 持久强度 • 抗蠕变方法？ • 应力腐蚀开裂与氢脆 • 现象：特定材料与特定的腐蚀环境 • 断口特征： • 机理： • 氢脆
浙大材料的性能复习资料汇总资料
第五章材料的变形5.1材料的拉伸试验1）屈服平台或不连续塑性变形对应的应力称为屈服强度。
2）形变强化段试样所能承受的最大应力称为抗拉强度。
3）试样中某处突然变小，发生所谓的“颈缩”现象。
4）脆性是指材料在断裂前不产生塑性变形的性质。
5）塑性表示材料在断裂前发生永久变形的性质。
6）材料的强度是指材料对塑性变形和断裂的抗力。
7）材料的塑性大小表示材料断裂前发生塑性变形的能力（可用伸长率和断面收缩率表示）。
材料脆性的大小可用材料的弹性模量和脆性断裂强度表示。
8）材料的韧性指断裂前单位体积材料所吸收的变形能和断裂能，即外力所做的功。
包括三部分能量：弹性变形能、塑性变形能、断裂变形能。
玻璃态9）高分子高弹态粘流态高分子拉伸曲线：<< Tg——>应力与应变成正比直至断裂。
[Tb （脆化温度），Tg（玻璃化温度）]——>出现屈服点后应力下降。
略低Tg，应变增加，直至断裂> T,无屈服点，应变很大。
g5.2材料的其他力学试验1）弯曲试验三点弯曲试验时：试样总在最大弯矩附近处断裂。
四点弯曲试验时：在两加载点间，试样受到等弯矩的作用，试样通常在该长度内的组织缺陷处发生断裂，因此能较好地反映材料的性质，结果较准确。
指标：挠度、抗弯强度。
陶瓷材料拉伸试验困难，通常采用弯曲试验，用抗弯强度表征力学性能弯曲试验不能测试高塑性材料，可测脆性材料、陶瓷、灰铸铁及硬质合金。
2）压缩试验常用于测定脆性材料。
塑性材料压缩时只发生压缩变形而不断裂，压缩曲线一直上升。
指标：抗压强度、相对压缩率、相对断面扩张率。
试样高径比越大，抗压强度越低。
端面需光滑平整，相互平行，减小摩擦。
3）扭转试验○1可用于测定在拉伸时表现为脆性的材料，如淬火低温回火钢的塑性。
○2扭转曲线不出现拉伸时的颈缩现象，因此可用此测定高塑性材料的变形抗力和变形能力。
○3可明确区分材料的断裂方式，正断或切断：对于塑性材料，断口与试样轴线垂直，断口平整并有回旋状塑性变形痕迹，这是由切应力造成的切断。
材料力学性能复习大纲
材料力学性能复习大纲一、名词解释10个×3分=30分二、单项选择12个×2分=24分三、简答题5个×6分=30分四、论述题1个×16分=16分————————————————————————————————————————————————第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能基本概念工程应力-应变曲线：将拉伸力-伸长曲线的纵、横坐标分别用拉伸试样的原始截面积A0和原始标距长度L0去除，则得到应力-应变曲线。
因均以一常数相除，故曲线形状不变，这样的曲线称为工程应力-应变曲线。
真应力-真应变曲线：用拉伸过程中每一瞬间的真实应力和真实应变绘制曲线，则得到真实应力-应变曲线。
比例极限：保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力。
弹性极限：材料由弹性变形过渡到弹塑性变形时的应力，是表征开始塑性变形的抗力。
弹性比功：表示材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，又称弹性比能、应变比能。
屈服强度、抗拉强度、屈服现象：拉伸试验中，材料由弹性变形转变为弹塑性变形状态的现象。
应变硬化指数：应变硬化指数反映金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属应变硬化的性能指标。
强度、塑性、韧度滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，弹性应变落后于外加应力，并随时间延长产生附加弹性应变的现象，称为滞弹性（弹性后效）。
内耗：加载时消耗的变形功大于卸载时释放的变形功，这部分被金属吸收的功，称为内耗。
包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变。
卸载后，若再同向加载，则规定残余伸长应力增加；若反向加载，则规定残余伸长应力降低的现象。
韧性断裂：金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂。
脆性断裂：材料断裂前基本上不发生明显的宏观塑性变形的断裂。
穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，大部分是脆性断裂。
解理断裂：解理断裂是金属材料在一定条件下（如低温），当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂。
材料力学性能复习提纲（答案）
材料⼒学性能复习提纲（答案）⼀、名词解释弹性：指物体在外⼒作⽤下发⽣形变，当外⼒撤消后能恢复原来⼤⼩和形状的性质塑性：指⾦属材料断裂前发⽣塑性变形（不可逆永久变形）的能⼒。
弹性模量：单纯弹性变形过程中应⼒与应变的⽐值，表⽰材料对弹性变形的抗⼒。
（⼯程上弹性模量被称为材料的刚度，表征⾦属材料对弹性变形的抗⼒，其值越⼤，则在相同应⼒下产⽣的弹性变形就越⼩）包申格效应：⾦属材料经过预先加载产⽣少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余延伸强度（或屈服强度）增加；反向加载，规定残余延伸强度降低的现象。
滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产⽣附加弹性应变的现象。
河流花样：是判断是否为解理断裂的重要微观证据。
解理⾯：指⾦属材料在⼀定条件下（如低温），当外加正应⼒达到⼀定数值后，以极快速率沿⼀定晶体学平⾯产⽣的穿晶断裂；因与⼤理⽯的断裂相似，所以称这种晶体学平⾯为解理⾯。
断裂韧度：在弹塑性条件下，当应⼒场强度因⼦增⼤到某⼀临界值，裂纹便失稳扩展⽽导致材料断裂，这个临界或失稳扩展的应⼒场强度因⼦即断裂韧度。
韧脆转变：（体⼼⽴⽅合⾦随着温度的降低表现出从延性到脆性⾏为的转变。
该转变发⽣的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。
【材科定义】）当温度低于某⼀数值时，某些⾦属的塑性（特别是冲击韧性）会显著降低⽽呈现脆性的现象。
缺⼝敏感度：⾦属材料的缺⼝敏感性指标⽤缺⼝试样的抗拉强度σbn与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度σb的⽐值表⽰，称为缺⼝敏感度，记为NSR。
冲击韧性：指材料在冲击载荷作⽤下吸收塑性变形功和断裂功的能⼒，⽤标准试样的冲击吸收功A k表⽰。
应⼒松弛：在⾼温保证总应变不变的情况下，会发⽣应⼒随着时间延长逐渐降低的现象．该现象叫应⼒松弛。
疲劳贝纹线：贝纹线是疲劳区的最⼤特征，⼀般是由载荷变动引起的。
⾼周疲劳：指材料在低于其屈服强度的循环应⼒作⽤下，经10000-100000 以上循环次数⽽产⽣的疲劳。
材料力学性能考前复习资料
材料⼒学性能考前复习资料⼀、填空：1.提供材料弹性⽐功的途径有⼆，提⾼材料的，或降低。
2.退⽕态和⾼温回⽕态的⾦属都有包申格效应，因此包申格效应是具有的普遍现象。
3.材料的断裂过程⼤都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为与；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为和；按照微观断裂机理分为和；按作⽤⼒的性质可分为和。
4.滞弹性是指材料在范围内快速加载或卸载后，随时间延长产⽣附加的现象，滞弹性应变量与材料、有关。
5.包申格效应：⾦属材料经过预先加载产⽣少量的塑性变形,⽽后再同向加载,规定残余伸长应⼒；反向加载，规定残余伸长应⼒的现象。
消除包申格效应的⽅法有和。
6.单向静拉伸时实验⽅法的特征是、、必须确定的。
7.过载损伤界越，过载损伤区越，说明材料的抗过载能⼒越强。
8. 依据磨粒受的应⼒⼤⼩，磨粒磨损可分为、、三类。
9．解理断⼝的基本微观特征为、和。
10．韧性断裂的断⼝⼀般呈杯锥状，由、和三个区域组成。
11．韧度是衡量材料韧性⼤⼩的⼒学性能指标，其中⼜分为、和。
12.在α值的试验⽅法中，正应⼒分量较⼤，切应⼒分量较⼩，应⼒状态较硬。
⼀般⽤于塑性变形抗⼒与切断抗⼒较低的所谓塑性材料试验；在α值的试验⽅法中，应⼒状态较软，材料易产⽣塑性变形，适⽤于在单向拉伸时容易发⽣脆断⽽不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料；13.材料的硬度试验应⼒状态软性系数，在这样的应⼒状态下，⼏乎所有⾦属材料都能产⽣。
14. 硬度是衡量材料软硬程度的⼀种⼒学性能，⼤体上可以分为、和三⼤类；在压⼊法中，根据测量⽅式不同⼜分为、和。
15. 国家标准规定冲击弯曲试验⽤标准试样分别为试样和试样，所测得的冲击吸收功分别⽤、标记。
16. 根据外加压⼒的类型及其与裂纹扩展⾯的取向关系，裂纹扩展的基本⽅式有、和。
17. 机件的失效形式主要有、、三种。
18.低碳钢的⼒伸长曲线包括、、、、断裂等五个阶段。
19.内耗⼜称为，可⽤⾯积度量。
材料力学性能复习要点
材料力学性能复习要点材料力学性能一、名词解释1. 内耗：加载时，有一部分变形功被材料所吸收，这部分被吸收的功成为内耗。
2. 塑性：是指材料断裂前产生塑性变形的能力3. 韧性：是材料的力学性能。
是指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
4. 脆性断裂：是材料断裂前，基本不产生明显的宏观塑性变形，无明显预兆，突然发生的快速断裂过程。
5. 韧性断裂：是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
6. 解理断裂：在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶现象。
7. 剪切断裂：剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
8. 应力状态软性系数：在一定加载方式下τmax和σmax的比值称为应力状态软性系数。
9. 缺口效应：①缺口造成应力应变集中②使材料所受的应力由原来单向拉伸改变为两向或三向拉伸③使塑性材料得到强化。
10. 缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值作为材料的缺口敏感性指标，并称为缺口敏感度。
11. 压入法硬度：是材料表面抵抗另一物体局部压入时所引起的塑性变形能力①动载压入法：超声波硬度、肖氏硬度、锤击、布氏硬度。
②静载压入法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度。
12. 低温脆性：当试验温度低于某一温度tk时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理。
断口特征由纤维状变为结晶状。
13. 韧脆转变温度：当试验温度低于某一温度tk时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理。
转变温度tk称为韧脆转变温度。
14. 冲击韧性：单位A吸收冲击功的能力。
15. 低应力脆断：高强度钢超高强度钢的机件，中低强度钢的大型机件常常在工作应力低于屈服极限的情况下，发生脆性断裂现象。
16. 应力场强度因子：反映了裂纹尖端区域应力场的强度KI17. 断裂韧性：KI随a或σ单独或共同增加而增加，当KI达到一定值时，裂纹失稳扩展断裂。
《材料力学性能》复习提纲
材料力学性能》复习提纲第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1. 拉伸变形过程；可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形和断裂几个阶段。
2. 弹性不完整性（滞弹性，包申格效应），循环韧性；弹性不完整性：金属的弹性变形与载荷方向和加载时间有关而表现出的非弹性性质。
金属在弹性变形中存在滞弹性（弹性后效）和包申格效应等弹性不完整现象。
一、滞弹性（弹性后效）定义：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变，即应变落后于应力的现象。
二包申格效应定义：材料经预先加载并产生少量塑性变形（残余应变为1%~4%），卸载后，再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载规定残余伸长应力降低的现象，称为包申格效应。
循环韧性：金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，叫做循环韧性，也称为内耗3. 塑性变形方式，滑移，均匀屈服产生机制，影响屈服强度的因素；一•塑性变形的主要方式：滑移，孪生滑移：指的是金属在切应力作用下沿一定晶面（滑移面）和一定晶向（滑移方向）进行的切变过程。
二•均匀屈服1、均匀屈服曲线的特点有上、下屈服点，没有屈服平台。
2、均匀屈服的机制低密度可动位错理论，柯氏气团钉扎理论，位错塞积群理论三•影响屈服强度的因素一阻碍位错运动1、影响屈服强度的内因（1）基体金属的本性及晶格类型（P12）塑性变形主要沿基体相进行。
（2）溶质原子固溶强化：在纯金属中加入溶质原子形成固溶体合金，将显著提高屈服强度，称为固溶强化。
（3）晶粒大小和亚结构晶界（亚晶界）是位错运动的障碍。
细晶强化：用细化晶粒提高金属屈服强度（同时可以提高其塑性）的方法称为细晶强化。
（4）第二相位错切过或绕过沉淀强化（时效强化）：依靠过饱和固溶体的脱溶产生的强化。
弥散强化：用粉末冶金的方法人为地加入第二相所造成的强化。
F b沉淀强化与弥散强化的相同点：第二相以细小颗粒形式分布于基体中 沉淀强化与弥散强化之间的不同点如下表：强化 类型强化机理 热稳定性 相图要求 高温使用情况沉淀 强化溶质原子偏聚一超过 固溶度—共格析出— 分散粒子一阻碍位错 运动。
材料力学性能总复习
《材料力学性能》课程期末总复习一、名词解释刚度、形变强化、弹性极限、应力腐蚀开裂、韧性、等温强度、缺口效应、磨损、腐蚀疲劳、脆性断裂、等强温度、应力松弛、Bauschinger效应、粘着磨损、缺口敏感度、冲击韧度、滞弹性、韧脆转变温度、应力腐蚀、抗拉强度、蠕变、高温疲劳、低应力脆断、氢脆、弹性变形、应力状态软性系数、应力幅、应力场强度因子、变动载荷、抗热震性、弹性比功、残余应力、比强度、高周疲劳、约比温度、滑移、应变时效、内耗、断面收缩率、腐蚀磨损二、选择题1、Bauschinger效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限（）的现象。
A．升高 B．降低 C．不变 D．无规律可循2、橡胶在室温下处于：（）A．硬玻璃态 B．软玻璃态 C．高弹态 D．粘流态3、下列金属中，拉伸曲线上有明显屈服平台的是：（）A．低碳钢 B．高碳钢 C．白口铸铁 D．陶瓷4、HBS所用压头为（）。
A．硬质合金球B．淬火钢球C．正四棱金刚石锥D．金刚石圆锥体5、对称循环交变应力的应力比r为（）。
A．-1 B．0 C．-∞ D．+∞6、Griffith强度理论适用于（）。
A．金属 B．陶瓷 C．有机高分子 D．晶须7、疲劳裂纹最易在材料的什么部位产生（）。
A．表面 B．次表面 C．内部 D．不一定8、⊿Kth表示材料的（）。
A．断裂韧性B．疲劳裂纹扩展门槛值C．应力腐蚀破裂门槛值D．应力场强度因子9、拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的断面收缩率会（）。
A．越高 B．越低 C．不变 D．无规律可循10、下述断口哪一种是延性断口（）。
A．穿晶断口 B．沿晶断口 C．河流花样 D．韧窝断口11、与维氏硬度可以相互比较的是（）。
A．布氏硬度 B．洛氏硬度 C．莫氏硬度 D．肖氏硬度12、为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施（）。
A．引入表面拉应力B．引入表面压应力C．引入内部压应力D．引入内部拉应力13、材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而（）。
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• 硬度检测方法的选择
– – – – – 不同材料：陶瓷、珠宝 不同硬度：软、硬 不同形状尺寸：大件、小件 不同部位：表面层、微观组织 不同环境：现场检测
第五章：材料的断裂
• • 裂纹的形成与扩展 脆性断裂
– 宏观：无塑性变形，断口平直，放射状或结晶状形貌 – 微观：河流花样、舌形花样 – 脆性断裂机理及理论断裂强度：Griffith理论
– 不要问答案 – 自己有答案，问是否正确
– 原因？
• 纳米材料的力学性能
– 有哪些特殊的力学现象？
• 超塑性、反Hall-Petch关系
– 原因？
• 生物材料的力学性能
– 牙、骨力学性能的测试 – 蜘蛛丝的力学性能特点，结构与力学性能关系 – 贝壳的力学性能特点，结构与力学性能关系
有疑问？到：
• 曹光彪226 • 87952648 • linggp@
•
韧性断裂
– 宏观：塑性变形，纤维状断口；微观：韧窝 – 韧性断裂机理
•
韧-脆转变
– 为什么会转变？ – 影响因素有哪些？举例说明
• • •
缺口冲击试验：冲击韧性ak 断裂韧性KIc
– 裂纹尖端应力分布、应力强度因子、断裂韧性
陶瓷增韧（机理及方法）
第六章：材料的疲劳
– 低于屈服强度的交变应力作用，断裂
– 材料在力作用下；会有哪些行为？为什么有此行为？
材料
– 金属、陶瓷、高分子、复合材料
力
– 拉、压、扭、弯、交变的力
力学性能
– 变形与断裂：弹性、塑性、韧性、脆性、硬度、断裂 – 力与其他因素的共同作用：疲劳、蠕变、应力腐蚀开裂、磨损 – 先进材料的力学性能（结构特点、性能特点等）
•
掌握内容
– – – – – 有哪些力学性能？ 含义是什么？如何测定？ 力学性能与什么因素有关？ 如何获得所需力学性能？ 什么情况下需要什么力学性能？ 基本概念 基本理论 研究成果及内容 研究内容 实用意义
• 蠕变极限（蠕变速率、蠕变伸长率） • 持久强度
– 抗蠕变方法？
• 应力腐蚀开裂与氢脆
– – – – 现象：特定材料与特定的腐蚀环境 断口特征： 机理： 氢脆
第八章：材料的磨损
• 现象
– 两固体表面、相互接触运动，材料损失
• 机理
– – – – – – 粘着 磨粒 冲蚀 疲劳 腐蚀 微动磨损
• 指标：重量的损失 • 试验方法： • 实例？如何降低磨损？
第九章：先进材料的力学性能
• 复合材料的力学性能
– 基体及强化相 – 何谓“混合定则”？
• 多孔材料的力学性能
– – – – 多孔材料的描述 压缩曲线：材料内部发生的变化 应用？吸震 为什么？
致密化区
压缩应力
线弹性区
应力平台
压缩应变
• 非晶材料的力学性能
– 力学性能的特点
• 高强度、高硬度、大的弹性变形量、高断裂韧性
• 断裂前吸收的功 • 面积
OE：弹性段 过E：塑性变形 A点：上屈服点 C点：下屈服点 CD：屈服 DB：形变强化 B点：抗拉强度 K点：断裂
第二章：弹性变形
• • • 两种弹性变形现象
– 应力与应变成正比、不成正比
为什么会有弹性？
– 弹性变形的机理
弹性大小
– E 和σe – 弹性比功We
• Байду номын сангаас •
E：最稳定的力学性能参数，组织不敏感 We=σe2/2E，要提高弹性可增大σe 弹性不完整性？
– 现象：弹性后效、内耗、包申格效应 – 弹性后效与内耗机理及应用：组织不均匀，吸震材料 – 包申格效应机理及应用：位错运动受阻，冷加工
•
超弹性
– 现象：力作用下产生远大于其弹性极限时的应变量，力去除恢复 – 机理：马氏体相变 – 应用：
lgσ a
• 现象 • 断口特征
– 疲劳条纹
短寿命区 长寿命区
• 机理
– 疲劳裂纹的起源及特殊的扩展方式
σ ac
无限寿命区
• 性能检测
– σ-N曲线
lgNf
• 性能指标
– 疲劳极限 – 疲劳寿命
• 影响因素：表面非常重要
有限寿命区
第七章：材料在不同环境下的力学性能
• 高温力学性能
– – – – 蠕变现象：与时间有关 蠕变变形机理 蠕变断裂特征与机理 蠕变指标
第一章：材料的拉伸性能
• 拉伸试验：最重要的力学性能试验
– – – – 拉伸曲线： 定义材料：脆性材料、塑性材料 拉伸性能：强度、弹性、塑性 何谓强度？
• 屈服强度 • 抗拉强度 • 断裂强度
– 何谓弹性变形？
• 弹性大小 • E 和σe
– 何谓塑性变形？
• 塑性大小 • δk与ψ k
– 何谓韧性？
第三章：材料的其他力学性能试验
• • • • 弯曲 压缩 扭转 不同试验方法的特点及选择---为什么？
– 塑性材料 – 脆性材料 – 扭转试验
第四章：材料的硬度
• • • • 何谓材料的硬度？ 定性 半定量 定量：压入法、回跳法
– 布氏、洛氏（表面）、维氏（显微）、努氏、肖氏、里氏 – HB、HRC、HRA、HRB、HV、HK、HS、HL
第三章：塑性变形
• 晶体塑性变形机理：位错运动
– 塑性变形难易：与位错运动的难易有关 – 滑移与孪生
• 高分子及非晶材料的塑性变形机理 • 金属材料的强化
– 机理：阻止位错运动、无位错 – 方法：固溶、相变、弥散、加工硬化、细晶、无缺陷 – 实例：
• 材料的超塑性
– 现象： – 机理：？
• 与位错运动不同的变形机理 • 纳米材料的超塑性？
材料力学性能 复 习
考试
• • • • 闭卷 时间：1月7日上午；10:30~12:30 地点：玉泉教7-104 三部分
– 名词解释（18分）－6题------概念 – 简 答 题（42分）－7题------基本理论 – 综 合 题（40分）－3题------理论及应用
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材料力学性能