材料的力学性能7

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1_第07章 材料性能学-课后习题-7-学生-答案

1_第07章 材料性能学-课后习题-7-学生-答案

第七章材料的高温力学性能1、解释下列名词[1]蠕变:材料在长时间的恒温、恒应力作用下,即使应力小于屈服强度,也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。

[2]蠕变曲线:通过应力、温度、时间、蠕变变形量和变形速率等参量描述蠕变变形规律的曲线。

[3]蠕变速度:通常指恒速(稳定)蠕变阶段的速度。

[4]持久塑性:持久塑性是指材料在一定温度及恒定试验力作用下的塑性变形。

用蠕变断裂后试样的延伸率和断面收缩率表示。

[5]持久强度:在给定温度T下,恰好使材料经过规定的时间发生断裂的应力值。

[6]蠕变脆性:由于蠕变而导致材料塑性降低以及在蠕变过程中发生的低应力蠕变断裂的现象。

[7]高温应力松弛:恒定应变下,材料内部的应力随时间降低的现象。

[8]等强温度:使晶粒与晶界两者强度相等的温度。

[9]蠕变极限:高温长期载荷作用下材料对塑性变形抗力的指标。

[10]应力松弛:零件或材料在总应变保持不变时,其中的应力随着时间延长而自行降低的现象。

[11]应力松弛曲线:给定温度和总应变条件下,应力随着时间的变化曲线。

[12]松弛稳定性:金属材料抵抗应力松弛的性能。

[13]高温疲劳:高于再结晶温度所发生的疲劳。

[14]热暴露(高温浸润):材料在高温下即使不受力,长时间处于高温条件下也可使其力学性能发生变化,通常导致室温和高温强度下降,脆性增加。

原因是材料的组织发生变化、环境中的氧化和腐蚀导致力学性能发生变化。

2、问答题[1]简述材料在高温下的力学性能的特点。

答:材料在高温下不仅强度降低,而且塑性也降低:载荷作用时间越长,引起变形的抗力越小;应变速率越低,作用时间越长,塑性降低越显著,甚至出现脆性断裂;变形速度的增加而等强温度升高。

[2]与常温下力学性能相比,金属材料在高温下的力学行为有哪些特点? 造成这种差别的原因何在?答:1 首先,材料在高温和恒定应力的持续作用下将发生蠕变现象;2材料在高温下不仅强度降低,而且塑性先增加后降低。

3 应变速率越低,载荷作用时间越长,塑性降低得越显著。

金属磨损和接触疲劳

金属磨损和接触疲劳
九江学院材料科学与工程学院 杜大明
材料力学性能 第7章 金属磨损和接触疲劳
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11三.4、.3 腐腐蚀蚀磨磨损损
腐蚀磨损是摩擦面和周围介质发生化学或电化学反应,形成 的腐蚀产物并在摩擦过程中被剥离出来而造成的磨损。实际上, 可以认为,它是同时发生了两个过程:腐蚀和机械磨损。
各类金属零件中经常见到的是氧化磨损。摩擦状态下氧化反 应速反比未受变形时的速度快。
第7章 金属磨损和接触疲劳
材料科学与工程学院 杜大明
材料力学性能 第7章 金属磨损和接触疲劳
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▪任何机器运转时,相互接触的零件之间都将因相对运动而 产生摩擦,而磨损正是由于摩擦产生的结果。由于磨损, 将造成表层材料的损耗,零件尺寸发生变化,直接影响了 零件的使用寿命。 本章主要内容: ▪摩擦磨损形式及磨损机理; ▪影响磨损速率的因素; ▪控制磨损的途径; ▪接触疲劳类型及破坏机理; ▪影响接触疲劳抗力的因素。
▪转移的碎屑脱落下来形成 磨屑。
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▪ 2.磨损量的估算
V KFlt KFlt
9 sc
H
K 磨屑形成几率
F 作用于表面的法向力
lt 总滑动距离
系数
H 材料硬度(较软的一方的硬度)
▪粘着磨损体积磨损量与法向力、滑动距离成正比,与软 方材料的压缩屈服强度(或硬度)成反比,而与表观接 触面积无关。
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§7.3 磨损实验方法
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金属材料的力学性能

金属材料的力学性能

金属材料的力学性能任何机械零件或工具,在使用过程中,往往要受到各种形式外力的作用。

如起重机上的钢索,受到悬吊物拉力的作用;柴油机上的连杆,在传递动力时,不仅受到拉力的作用,而且还受到冲击力的作用;轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。

这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。

这种能力就是材料的力学性能。

金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。

钢材力学性能是保证钢材最终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。

在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。

金属材料的机械性能1、弹性和塑性:弹性:金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。

力和变形同时存在、同时消失。

如弹簧:弹簧靠弹性工作。

塑性:金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。

(金属之间的连续性没破坏)塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。

塑性变形:在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。

2、强度:是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。

强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示,单位为MPa。

工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。

拉伸图:金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。

材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。

是确定各种工程设计参数的主要依据。

这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定,并可同时测定材料的应力-应变曲线。

对于韧性材料,有弹性和塑性两个阶段。

弹性阶段的力学性能有:比例极限:应力与应变保持成正比关系的应力最高限。

当应力小于或等于比例极限时,应力与应变满足胡克定律,即应力与应变成正比。

弹性极限:弹性阶段的应力最高限。

材料的力学性能

材料的力学性能

材料的力学性能
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能,主要包括强度、韧性、硬度、塑性等指标。

这些性能对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。

下面将分别对材料的强度、韧性、硬度和塑性进行介绍。

首先,强度是材料抵抗破坏的能力,通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等
指标来表示。

强度高的材料具有较好的抗破坏能力,适用于承受大外力的场合。

例如,建筑结构中常使用高强度钢材,以保证结构的安全稳定。

其次,韧性是材料抵抗断裂的能力,也可以理解为材料的延展性。

韧性高的材
料在受到外力作用时能够延展变形而不断裂,具有较好的抗震抗冲击能力。

例如,汽车碰撞安全设计中常使用高韧性的材料,以保护乘车人员的安全。

再次,硬度是材料抵抗划伤和压痕的能力,通常用洛氏硬度、巴氏硬度等指标
来表示。

硬度高的材料具有较好的耐磨损性能,适用于制造耐磨损零部件。

例如,机械设备中常使用高硬度的合金材料来制造齿轮、轴承等零部件。

最后,塑性是材料在受力作用下发生塑性变形的能力,通常用延伸率、收缩率
等指标来表示。

具有良好塑性的材料能够在加工过程中较容易地进行成型和加工,适用于复杂零部件的制造。

例如,塑料制品的生产常使用具有良好塑性的材料,以满足复杂形状的加工需求。

综上所述,材料的力学性能是材料工程领域中的重要指标,对于材料的选择、
设计和应用具有重要意义。

强度、韧性、硬度和塑性是衡量材料力学性能的重要指标,不同的应用场合需要选择具有不同力学性能的材料,以满足工程需求。

因此,深入了解和掌握材料的力学性能,对于材料工程师和设计师来说是非常重要的。

7 复合材料的力学性能

7  复合材料的力学性能

(5) 可设计性强
通过改变纤维、基体的种类和相对含量,纤维集合形式及排 布方式等可满足复合材料结构和性能的设计要求。 复合材料的高比强度、高模量的特点,是由于这种材料受力 时高强度、高模量的增强纤维承受了大部分载荷,基体只是 作为传递和分散载荷给纤维的媒介引起的。

第二节 单向复合材料的力学性能


(2) 钢的冲击断裂机理是穿晶解理或微孔聚集断裂,复合 材料的冲击断裂是各类损伤的积累或非积累破坏。 (3) 高弹性模量复合材料往往比低弹性模量复合材料的冲 击韧性差,如碳纤维-环氧复合材料与玻璃纤维-环氧复 合材料的冲击韧性。 前者以纤维断裂为主要损伤模式,断裂扩展能低,后者 以纤维拔出和分层裂纹为损伤模式,断裂扩展能高。

是垂直于裂纹扩展方向的纤维,当其应变达到断裂应变时发生的。 在复合材料受载早期就有个别纤维产生这种损伤,随着载荷增加, 断裂纤维数也增加。
(2) 基体变形和开裂

复合材料中,基体因强度低,所以在材料受载时先于纤维变形, 到复合材料完全断裂时,纤维周围的基体也随之断裂。
(3) 纤维脱胶

若裂纹穿过基体扩展遇到纤维时,裂纹可能分叉,转向平行于纤 维方向扩展。裂纹可在基体内,也可沿界面扩展,取决于界面与 基体的相对强度。如果界面结合较弱,就将使纤维与基体脱胶。
Vf>Vfmin时,复合材料的抗拉强度才按此式计算:
(二)纵向抗压强度

屈曲的形式有两种: (1)挤压型 纤维彼此间反向弯曲,使基 体产生横向拉伸或压缩应变; 当纤维间距离相当大,即纤 维体积分数很小时,这种屈 曲模式才可能发生。 (2)剪切型 纤维之间同向弯曲,基体主 要产生剪切变形,这种屈曲 模式较为常见。
一、基体与纤维间的应力传递

材料力学性能复习重点

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。

材料力学性能习题及解答库

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第一章习题答案一、解释下列名词1、弹性比功:又称为弹性比能、应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

2、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。

3、循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性。

4、包申格效应:先加载致少量塑变,卸载,然后在再次加载时,出现σe升高或降低的现象。

5、解理刻面:大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6、塑性、脆性和韧性:塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。

韧性:指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力,或指材料抵抗裂纹扩展的能力7、解理台阶:高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶;8、河流花样:当一些小的台阶汇聚为在的台阶时,其表现为河流状花样。

9、解理面:晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂,这些平面称为解理面。

10、穿晶断裂和沿晶断裂:沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,一定是脆断,且较为严重,为最低级。

穿晶断裂裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可能是脆性断裂。

11、韧脆转变:指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态,在一定条件下,它们是可以互相转化的,这样的转化称为韧脆转变。

二、说明下列力学指标的意义1、E(G):E(G)分别为拉伸杨氏模量和切变模量,统称为弹性模量,表示产生100%弹性变形所需的应力。

2、σr、σ0.2、σs: σr :表示规定残余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

σ0.2:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。

σs:表征材料的屈服点。

3、σb:韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。

4、n:应变硬化指数,它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。

5、δ、δgt、ψ:δ是断后伸长率,它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。

材料的力学性能

材料的力学性能

材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外力作用下的力学行为和性能表现。

力学性能是材料工程中非常重要的一个指标,它直接关系到材料的使用寿命、安全性和可靠性。

材料的力学性能主要包括强度、韧性、硬度、塑性、蠕变等指标。

首先,强度是材料抵抗外力破坏的能力。

常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。

抗拉强度是材料在拉伸状态下抵抗断裂的能力,抗压强度是材料在受压状态下抵抗破坏的能力,抗弯强度是材料在受弯曲状态下抵抗破坏的能力。

强度指标直接反映了材料的抗破坏能力,是衡量材料力学性能的重要参数。

其次,韧性是材料抵抗断裂的能力。

韧性是指材料在受外力作用下能够吸收大量的变形能量而不断裂的能力。

韧性好的材料具有良好的抗冲击性能和抗疲劳性能,能够在外力作用下保持良好的形状和结构完整性。

再次,硬度是材料抵抗划痕和穿刺的能力。

硬度是材料抵抗外界硬物划破或穿透的能力,是材料抵抗局部破坏的重要指标。

硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐磨损性能,能够在恶劣环境下保持较长时间的使用寿命。

此外,塑性是材料在受力作用下发生形变的能力。

塑性好的材料能够在外力作用下产生较大的变形,具有良好的加工性能和成形性能。

材料的塑性直接影响到材料的加工工艺和成型工艺,是材料加工和成形的重要指标。

最后,蠕变是材料在长期受力作用下发生变形和破坏的现象。

蠕变是材料在高温、高压、长期受力作用下产生的一种渐进性变形和破坏,是材料在高温高应力环境下的重要性能指标。

综上所述,材料的力学性能是衡量材料质量和可靠性的重要指标,强度、韧性、硬度、塑性和蠕变是材料力学性能的重要方面。

在材料设计、选材和工程应用中,需要充分考虑材料的力学性能,选择合适的材料以满足工程需求。

同时,通过合理的材料处理和改性,可以改善材料的力学性能,提高材料的使用寿命和安全可靠性。

材料力学性能-课后答案-(时海芳-任鑫)

材料力学性能-课后答案-(时海芳-任鑫)

材料力学性能-课后答案-(时海芳-任鑫)第一章1.解释下列名词①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。

②弹性比功: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。

③循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

④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,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。

⑤塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。

⑥韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

脆性:指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力⑦加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移, 出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。

⑧解理断裂:解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离。

2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量);(2)ζ p(规定非比例伸长应力)、ζ e(弹性极限)、ζ s(屈服强度)、ζ 0.2(屈服强度);(3)ζ b(抗拉强度);(4)n(加工硬化指数); (5)δ (断后伸长率)、ψ (断面收缩率)4.常用的标准试样有5 倍和10倍,其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示,说明为什么δ 5>δ 10。

答:对于韧性金属材料,它的塑性变形量大于均匀塑性变形量,所以对于它的式样的比例,尺寸越短,它的断后伸长率越大。

5.某汽车弹簧,在未装满时已变形到最大位置,卸载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧,使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。

试分析这两种故障的本质及改变措施。

答:(1)未装满载时已变形到最大位置:弹簧弹性极限不够导致弹性比功小;(2)使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,这是构件材料的弹性比功不足引起的故障,可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限(或屈服极限),或者更换屈服强度更高的材料。

材料力学性能第七章金属的磨损ppt课件

材料力学性能第七章金属的磨损ppt课件
➢形态特征:小针状或痘状凹坑, 45 贝壳状
➢ 根据剥落裂纹起始位置及形态不同,分为:
➢ (1) 麻点剥落(点蚀)
➢ (2) 浅层剥落

(3) 深层剥落(表面压碎)
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2. 接触应力
➢ 两物体相互接触时,在表面上产生的局部压入应力称 为接触应力,也称为赫兹应力。
➢ 线接触(齿轮)与点接触(滚珠轴承)
上图为温度对胶合磨损的影响,可以看出, 当表面温度达到临界值(约80℃)时, 磨损量 和摩擦系数都急剧增加。
17
润滑油、润滑脂的影响
在润滑油、润滑脂中加人油性或极压添加剂能提高润 滑油膜吸附能力及油膜强度,能成倍地提高抗粘着磨 损能力。
油性添加剂是由极性非常强的分子组成,在常温条件 下,吸附在金属表面上形成边界润滑膜,防止金属表 面的直接接触,保持摩擦面的良好润滑状态。
磨损是一个复杂的系统工程
6
机件正常运行的磨损过程
(a)磨损量与 时间或行程关系曲线;
(b)磨损速率与 时间或行程关系曲线
7
3. 磨损的分类方法
粘着磨损 磨粒磨损
冲蚀磨损 疲劳磨损 微动磨损 腐蚀磨损
8
§7.2 磨损模型
一、粘着磨损 1. 磨损机理 ➢定义:在滑动摩擦条件下,当摩擦副相对滑动速 度较小(钢小于1m/s)时发生的, ➢原因:缺乏润滑油,摩擦副表面无氧化膜,且单 位法向载荷很大,σ接触>σs又称咬合磨损
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主轴转速 : 60r/min ~ 12000r/min
主轴转速示值准确度: ± 2r/min
高温炉温度范围: 室温~ 800℃;
高温炉密封性能: 在连续充入氮气(纯度
99.9%以上)的条件下,炉内 氧气含量应能达到1%以下。 最大负荷:

材料的力学性能

材料的力学性能

材料的力学性能材料是机械产品制造所必须的物质基础,材料的力学性能包括使用性能和工艺性能。

使用性能:是指材料在使用过程中表现出来的性能,它包括力学性能和物理、化学性能等。

工艺性能:是指材料对各种加工工艺适应的能力,它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。

切削加工的过程一般在常温下,在不改变材料物理、化学性能的前提下,去除材料上多余金属,使之成为成品的过程。

材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现的抵抗能力。

材料的力学性能是确定材料切削加工方案的主要依据。

1.1材料的强度强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。

强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示,符号为σ,单位为MPa。

工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度是指金属材料在外力作用下,产生屈服现象时的应力,或开始出现塑性变形时的最低应力值,用σs 表示。

抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下,被拉断前所能承受的最大应力值,用σb表示。

对于大多数机械零件,工作时不允许产生塑性变形,所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件,而用抗拉强度作为其强度设计的依据。

低碳钢拉伸试验铸铁拉伸试验结论一:在切削加工中,假定其他条件不变,则随着被加工材料强度极限(或弹性模量)的增大,切削力也随之增大,机床负荷增加。

而且在工件安装方面,注意要有足够的夹紧力。

2材料的塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。

工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。

(1)伸长率AA= (L1-L0)/L0 ×100%式中: L0—试样原标距的长度(mm)L1—试样拉断后的标距长度(mm)(2) 断面收缩率φ断面收缩率是指试样拉断后断面处横截面积的相对收缩值。

φ= (A0-A1)/A0 ×100%式中:A0—试样的原始截面积(mm2)A1—试样断面处的最小截面积(mm2)伸长率和断面收缩率越大,其塑性越好;反之,塑性越差。

材料性能学课件第七章 材料的高温力学性能

材料性能学课件第七章 材料的高温力学性能

蠕变极限,记作
T /t
,其中T表示测试温度,
ε/t 表示在给定的时间t内产生的蠕变应变为ε。
在蠕变时间短而蠕变速率又较大的情况下,
一般采用这种定义方法。
2.持久强度
某些在高温下工作的机件,蠕变变形很小或对 变形要求不严格,只要求机件在使用期内不发生断 裂。在这种情况下,要用持久强度作为评价材料、 设计机件的主要依据。
⑷ 粘弹性机理 高分子材料在恒定应力作用下,分子链由卷
曲状态逐渐伸展,发生蠕变变形,这是体系熵值 减小的过程。当外力减小或去除后,体系自发地 趋向熵值增大的状态,分子链由伸展状态向卷曲 状态回复,表现为高分子材料的蠕变回复特性。
2.蠕变断裂机理
蠕变断裂有两种情况: 一种情况是对于那些不含裂纹的高温机件,
低温下由空位扩散导致的这种断裂过程 十分缓慢,实际上观察不到断裂的发生。
金属材料蠕变断裂断口的宏观特征为: 一是在断口附近产生塑性变形,有很多裂纹,使断 裂机件表面出现龟裂现象; 另一个特征是由于高温氧化,一层氧化膜所覆盖。
微观特征主要是冰糖状花样的沿晶断裂。
三、蠕变性能指标
蠕变极限、持久强度、松弛稳定性等 1.蠕变极限
在高应力高应变速率下,温度低时,金属材 料通常发生滑移引起的解理断裂或晶间断裂,这 属于一种脆性断裂方式,其断裂应变小。温度高 于韧脆转变温度时,断裂方式从脆性解理和晶间 断裂转变为韧性穿晶断裂。
在较低应力和较高温度下,通过在晶界 空位聚集形成空洞和空洞长大的方式发生晶 界蠕变断裂,这种断裂是由扩散控制的。
1. 蠕变变形机理 位错滑移、原子扩散和晶界滑动
高分子材料:分子 链段沿外力的舒展
⑴ 位错滑移蠕变机理
材料的塑性变形主要是由于位错的滑移引起 的。在一定的载荷作用下,滑移面上的位错运动 到一定程度后,位错运动受阻发生塞积,就不能 继续滑移,也就是只能产生一定的塑性变形。

7系铝合金的动态力学性能

7系铝合金的动态力学性能

7系铝合⾦的动态⼒学性能摘要材料在复杂的服役环境中可能受到各种不同载荷的作⽤,对材料在不同加载条件下⼒学⾏为的研究是完善材料开发、应⽤以及进⾏新材料及结构设计的基础。

⽬前,国内对7005 铝合⾦的研究尚处于初级阶段,对于这类新型⾼性能铝合⾦在动态加载条件下的⼒学⾏为研究仍然⼗分匮乏。

另外,作为⽬前研究材料动态⼒学⾏为最为常⽤的实验设备——分离式霍普⾦森压杆(SHPB)和分离式霍普⾦森拉杆(SHTB)。

本实验研究热处理之后的七系铝合⾦的动态⼒学性能。

⾸先对7005铝合⾦分别进⾏固溶,时效,回归,再时效等不同的热处理⼯艺在动态应变下⼒学⾏为和响应,采⽤分离式Hopkinson 压杆装置对7005铝合⾦试件分别进⾏动态压缩,利⽤光学显微镜对压缩后试件进⾏了微观组织观察。

最后结论发现试件在固溶时效。

回归温度180℃升温10min保温30min 时在应变为0.013 时才到达应⼒123.6MPa。

(应⼒随应变变化的最快,但是达到的最⼤应⼒在所有试验中时最⼩的)。

关键词动态加载; 分离式霍普⾦森压杆; 七系铝合⾦; 微观组织AbstractMaterials will be subjected by various loads in complicated application environment; so,studying the mechanical properties of the materials under different loading conditions is the basis for application and design of the materials. At present, the research on 7005 aluminum alloy is just at the starting stage in China, and the research on the mechanical behaviors of 7005 aluminum alloy under different loading conditions is still very scarce. Meanwhile, the split Hopkinson pressure bar (SHPB) and the split Hopkinson tensile bar (SHTB) are the most commonly used test equipments of dynamic mechanics. The dynamic mechanical properties of the seven-series aluminum alloy after heat treatment were studied. Firstly, 7005 aluminum alloy was subjected to different heat treatment processes, such as solid solution, aging, regression and re-aging, respectively. Under dynamic strain, the 7005 aluminum alloy specimens were dynamically compressed by separate Hopkinson bar, The microstructures were observed after compression. Finally, the specimen in solid solution, and the regression temperature 180 ℃(Warming up for ten minutes Hold for ten minutes)shows that the stress reaches 123.6MPa when the strain is 0.013 . (Stress is the fastest change with strain, but the maximum stress reached is the smallest in all trials).Key words dynamic loading; separate Hopkinson pressure bar; 7××× aluminum alloy; microstructure⽬录摘要 ........................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... II 1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 铝元素简介 (3)1.2.1 ⼀系到六系铝合⾦简介 (3)1.2.2 七系铝合⾦发展概述 (4)1.3 铝合⾦的热处理⼯艺 (4)1.3.1 铝合⾦固溶⼯艺 (5)1.3.2 铝合⾦时效⼯艺 (5)1.3.3 热处理时的沉淀顺序 (7)1.4 铝合⾦显微组织 (7)1.4.1 7xxx系铝合⾦显微表征技术 (7)1.4.2 7 xxx系铝合⾦缺陷及研究⽅向 (8)1.5 霍普⾦森杆技术综述 (8)1.5.1 霍普⾦森杆装置的构造 (8)1.5.2 霍普⾦森杆装置实验的原理 (9)1.5.3 霍普⾦森杆实验的要求 (9)1.5.4 霍普⾦森杆的国内外研究现状 (10)1.6 7xxx系铝合⾦动态⼒学性能研究的意义 (11)2 实验部分 (12)2.1实验材料的准备 (12)2.2 7005铝合⾦的热处理 (12)2.2.1固溶处理 (13)2.2.2回归再时效处理 (13)2.3 试件霍普⾦森杆实验 (14)2.3.1 实验材料的准备 (14)2.3.2 实验装置的连接 (14)2.3.3 应变⽚的粘贴与连接 (14)2.3.4 计算机上调试软件 (16)2.3.5 冲击试样和操作时注意事项 (18)2.4 波形分析的计算机操作 (18)2.4.1 波形的预处理 (18)2.4.2 软件分析波形 (19)2.5 切试件磨⾦相 (20)3 分析与讨论 (21)3.1 流动应⼒分析 (21)3.1.1 固溶和时效对动态⼒学性能的影响 (21)3.1.4回归180℃对动态⼒学性能的影响 (24)3.2 微观组织分析 (25)4 结论 (29)5 致谢 (30)参考⽂献 (31)附录A (33)附录B (40)1 绪论1.1 课题研究背景材料的⼒学性能是⼗分复杂的,它依赖于许多因素。

第一章 材料的力学性能

第一章  材料的力学性能

第一章材料的力学性能一、名词解释1、力学性能:材料抵抗各种外加载荷的能力,称为材料的力学性能。

2、弹性极限:试样产生弹性变形所承受的最大外力,与试样原始横截面积的比值,称为弹性极限,用符号σe表示。

3、弹性变形:材料受到外加载荷作用产生变形,当载荷去除,变形消失,试样恢复原状,这种变形称为弹性变形。

4、刚度:材料在弹性变形范围内,应力与应变的比值,称为刚度,用符号E表示。

5、塑性:材料在外加载荷作用下,产生永久变形而不破坏的性能,称为塑性。

6、塑性变形:材料受到外力作用产生变形,当外力去除,一部分变形消失,一部分变形没有消失,这部分没有消失的变形称为塑性变形。

7、强度:材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力,称为强度。

8、抗拉强度:材料在断裂前所承受的最大外加拉力与试样原始横截面积的比值,称为抗拉强度,用符号σb表示。

9、屈服:材料受到外加载荷作用产生变形,当外力不增加而试样继续发生变形的现象,称为屈服。

10、屈服强度:表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力,即材料抵抗微量塑性变形的能力,用符号σs表示。

11、σ0.2:表示条件屈服强度,规定试样残留变形量为0.2%时所承受的应力值。

用于测定没有明显屈服现象的材料的屈服强度。

12、硬度:金属表面抵抗其它更硬物体压入的能力,即材料抵抗局部塑性变形的能力,称为硬度。

13、冲击韧度:材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力,称为冲击韧度,用符号αk表示。

14、疲劳:在交变载荷作用下,材料所受的应力值虽然远远低于其屈服强度,但在较长时间的作用下,材料会产生裂纹或突然的断裂,这种现象称为疲劳。

15、疲劳强度:材料经无数次应力循环而不发生断裂,这一应力值称为疲劳强度或疲劳极限,用符号σ-1表示。

16、蠕变:材料在高温长时间应力作用下,即使所加应力值小于该温度下的屈服极限,也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂,这种现象称为蠕变。

17、磨损:由两种材料因摩擦而引起的表面材料的损伤现象称为磨损。

工程材料的力学性能

工程材料的力学性能

弹性后效
总结词
弹性后效是指材料在卸载后,弹性变形部分不能完全恢复的现象。
详细描述
当材料在弹性范围内受到外力作用时,会发生弹性变形。当外力卸载后,材料 的弹性变形部分不能完全恢复,这种现象称为弹性后效。弹性后效的程度取决 于材料的种类和加载条件。
03
塑性性能
屈服强度
定义
屈服强度是材料在受到外力作用时,开始发生屈服现 象的应力极限。
工程材料的力学性能
目录
• 引言 • 弹性性能 • 塑性性能 • 强度性能 • 韧性性能 • 工程材料的选用01引言定义与重要性定义
工程材料的力学性能是指材料在 受到外力作用时表现出的性质, 如强度、硬度、韧性、弹性等。
重要性
力学性能是评价材料性能的重要 指标,对于工程结构的稳定性、 安全性和使用寿命具有至关重要 的作用。
影响因素
材料的延伸率与材料的成分、组织结构和温度等因素有关。
弯曲强度
定义
01
弯曲强度是材料在受到弯曲应力作用时,发生弯曲破坏的应力
极限。
意义
02
弯曲强度是衡量材料抵抗弯曲变形和破坏的能力,对于材料的
弯曲性能有重要意义。
影响因素
03
材料的弯曲强度与材料的成分、组织结构、温度和受力状态等
因素有关。
04
材料选择的原则
适用性原则
材料应满足工程要求,具有所需的力学性能、 耐久性和稳定性。
可行性原则
材料应易于加工、制造和安装,能够实现工 程结构的制造和施工。
经济性原则
在满足性能要求的前提下,优先选择价格低 廉、易于加工和采购的材料。
环保性原则
优先选择可再生、可回收、低污染的材料, 减少对环境的负面影响。

材料的力学性能

材料的力学性能

材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性,包括弹性模量、屈服强度、断裂强度等。

这些性能对于材料的工程应用具有重要意义,影响着材料的可靠性和安全性。

下面将从几个方面对材料的力学性能进行介绍。

首先,弹性模量是衡量材料刚度的重要指标。

弹性模量越大,材料的刚度越高,它能够反映材料在受力时的变形能力。

一般来说,金属材料的弹性模量较高,而塑料和橡胶等弹性体的弹性模量较低。

弹性模量的大小直接影响着材料的应力应变关系,对于材料的设计和选用具有重要的指导意义。

其次,屈服强度是材料在受力过程中发生塑性变形的临界点。

当材料受到外力作用时,首先会出现线性弹性变形,当达到一定应力值时,材料会发生塑性变形,这个应力值就是屈服强度。

屈服强度的大小决定了材料的抗塑性变形能力,也是衡量材料抗拉伸、抗压性能的重要参数。

另外,断裂强度是材料在受力过程中发生断裂的临界点。

当材料受到外力作用时,当应力达到一定值时,材料会发生断裂。

断裂强度是衡量材料抗断裂能力的重要参数,也是材料设计和选用的重要参考。

除了以上几个重要的力学性能参数外,材料的硬度、韧性、疲劳性能等也是影响材料力学性能的重要因素。

硬度是材料抵抗划痕和压痕的能力,韧性是材料抗冲击和断裂的能力,疲劳性能是材料在交变应力作用下的抗疲劳能力。

这些性能参数综合影响着材料在不同工程应用中的使用性能。

总的来说,材料的力学性能直接关系着材料的可靠性和安全性,对于材料的设计、选用和应用具有重要的指导意义。

因此,我们在工程实践中需要充分了解材料的力学性能参数,合理选择材料,确保工程的安全可靠。

同时,也需要不断开展材料力学性能的研究,提高材料的性能,推动工程材料的发展和应用。

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为____________和。

2、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点,即。

3、碳素钢可分为、和。

随着含碳量的增加,钢筋的强度、塑性。

在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素,变成为。

4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、、。

5、钢筋和混凝土是不同的材料,两者能够共同工作是因为、、6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。

7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度,钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越,则钢筋的锚固长度就越长。

8、混凝土的极限压应变包括和两部分。

部分越大,表明变形能力越,越好。

9、混凝土的延性随强度等级的提高而。

同一强度等级的混凝土,随着加荷速度的减小,延性有所,最大压应力值随加荷速度的减小而。

10、钢筋混凝土轴心受压构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。

11、混凝土轴心受拉构件,混凝土徐变,则混凝土的应力,钢筋的应力。

12、混凝土轴心受拉构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。

二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。

2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时,其换算系数是0.95。

3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。

4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。

5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。

6、强度与应力的概念完全一样。

7、含碳量越高的钢筋,屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。

8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。

9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。

10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。

11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。

12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。

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7.3 蠕变、持久强度极限
(1) 等温线外推法 在同一温度下,由较高的不同应力下的短期数据,用应力和 断裂时间(或蠕变速率)的既定关系,外推较小应力下的长期蠕变 极限或持久强度极限。实验温度一般选择部件的工作温度,在这 一实验温度下,选择一些实验应力,得到相应的蠕变速率或断裂 时间,以一定的坐标进行直线外推,得到蠕变极限或持久强度极 限。 (2) 时间-温度参数法 这种方法的出发点是提高试验温度,以缩短试验时间,即在一 定应力下,由较高温度下的短期蠕变试验数据来推断在较低温度下 的长期蠕变数据。
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7.2.1 蠕变变形机制
7.2 蠕变变形及断裂机制
从机制上,蠕变变形可分为位错滑移蠕变、扩散蠕变和晶界滑动蠕变三种。 (1) 位错滑移蠕变 蠕变变形过程中,位错滑移仍是一种重要的变形机制。高温蠕变中的滑 移变形与室温下基本相同。但在高温下,会出现新的滑移系,例如,高温下, 面心立方晶体中会出现{100}<110>和{211}<110>滑移, 锌和镁出现非基面的 滑移系,而且滑移系不像室温下那样均匀分布。 当位错因受到各种障碍阻滞产生塞积,滑移不能继续进行,只有施加更 大的外力,才能引起位错重新运动和继续变形,这就出现了硬化;受恒应力 作用的位错在高温下可借助外界提供的热激活能和空位扩散来克服某些障碍, 从而使变形不断产生,出现软化。 位错热激活方式有多种,如螺位错交滑移、刃位错攀移、带割阶位错靠 空位和原子扩散运动等。高温下,位错热激活主要是刃位错的攀移。刃位错 攀移克服障碍有几种模型 :
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7.10.2 氢脆
7.10 环境介质作用下的力学性能
由于氢和应力的联合作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象, 称为氢脆断裂。 (1) 氢蚀 这是由于氢与金属中的第二相作用,生成高压气体,使基体金属晶界结合力 减弱而导致金属脆化。 (2) 白点(发纹) 这是由于钢中含有过量的氢,随着温度降低,氢的溶解度减小,但过 饱和的氢未能扩散外逸,因而在某些缺陷处聚集成氢分子。此时,体积发生急剧 膨胀,内压力很大,足以把材料局部撕裂,而使钢中形成白点。 (3) 氢化物致脆 在纯钛、α-Ti合金、钒、锆、铌及其合金中,它们与氢有较大的亲和力, 极易形成氢化物,使塑性、韧性降低,产生脆化。 (4) 氢致延滞断裂 高强度钢或α+βTi合金中含有适量的处于固溶状态的氢(原来存在的或从环境 介质中吸收的),在低于屈服强度的应力持续作用下,经过一段孕育期后,在内部 特别是在三向拉应力区,形成裂纹,裂纹逐步扩展,最后突然发生脆性断裂。这 种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象,称为氢致延滞断裂。
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7.4 疲劳与蠕变的相互作用
高温下(通常指再结晶温度以上),材料的疲劳与室温下的疲劳相似, 也由裂纹萌生、扩展和最终断裂三个阶段组成。
裂纹尖端的非弹性应变对上述行为起着决定作用。但高温疲劳有其自 身特点,还必须考虑温度、时间、环境气氛和疲劳过程中金属组 织变化等因素的综合作用,因此,它比常温疲劳复杂得多。 无论是光滑试样,还是缺口试样,一般随温度升高,疲劳强度降低。 例如,钢在300℃以上,每升高100℃,疲劳抗力下降约15%~ 20%; 耐热合金下降5%~10%。但有些合金,因高温下的物理化 学过程,可能在某温度区域疲劳抗力回升, 如应变时效合金有时 会出现这种现象。
600 oC

总伸长率1%
600 1/105
100MP a
105h
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7.3 蠕变、持久强度极限
7.3.1 蠕变极限和持久强度极限
持久极限: 在规定温度(t)下, 达到规定的持续时间抵抗断裂的最大应力(不发生断裂)。
600 oC
600 10 200MP a
5

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7.3.2 外推法
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7.1 材料的蠕变
7.1.1 蠕变现象和蠕变曲线
材料在高温和恒应力作用下,即使应力低于弹性极限,也会发生缓慢的 塑性变形,这种现象称为材料的蠕变。 由于这种变形而导致材料的断裂称为蠕变断裂。 材料不同,发生蠕变的温度也不同,如铅、锡等低熔点金属在室温就会 发生明显的蠕变现象,而碳钢要在400℃左右、高温合金在500℃以上才 出现蠕变现象。在工程上,一般都是指的高温蠕变,蠕变温度在 0.5Tm
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7 高温及环境下的 材料力学性能
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高温:是指机件的服役温度超过金属的再结晶温度。在这样的温度 下长时服役,材料的微观结构、形变和断裂机制都会发生变化。 室温下具有优良力学性能的材料不一定能满足机件在高温下长时 服役对力学性能的要求。因为材料的力学性能随温度变化规律各不相 同。形变金属在高温下要发生回复、再结晶,同时,在变形过程中引 入的大量缺陷(如空位、位错等)也随之发生变化,表现出残余内应力 的消除、多边形化和亚晶粒合并等现象。在性能上,一般随温度的升 高,强度降低,而塑性增加。材料在高温下的性能除与加载方式、载 荷大小有关外,还受载荷持续时间的影响。因此,考虑高温强度因素 对结构设计来说,也成为一个很重要的方面。另外,在高温作用下, 构件环境介质的腐蚀活性随温度升高而很快增加,这种腐蚀介质大大 加速了高温下的裂纹生成与扩展。 材料的高温力学性能指标有蠕变极限、持久强度、应力松弛稳定 性、高温短时拉伸及高温硬度、高温疲劳以及疲劳与蠕变交互作用性 能等。本章主要介绍和讨论高温蠕变现象、蠕变曲线、蠕变过程中材 料显微组织的变化、特性和断裂机制,以及材料的应力腐蚀与氢脆相 关的内容。
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7.1 材料的蠕变
7.1.2 蠕变过程组织结构变化
对于金属材料,在蠕变过程中,通常滑移仍是一个主要现象。在缓慢蠕变变 形的同时,有时还会出现回复现象。 第Ⅰ阶段就能观察到亚晶形成;第Ⅱ阶段,亚晶逐渐完整,尺寸增大到一定 程度后,一直到第Ⅲ阶段,保持不变。亚晶尺寸一般随应力下降和温度上升 而有所增大。 按蠕变期间是否发生回复再结晶,将蠕变分为两类:低温蠕变,完全不发生 回复和再结晶;高温蠕变,同时进行回复和再结晶,其再结晶温度比通常的 再结晶温度低,并且不一定回复完成后,才开始再结晶。 此外,金属材料的组织在蠕变过程中可能会出现一些复杂变化。如镍基高温 合金在高温下工作一段时间后,碳化物会沿滑移线聚集、γ′强化相粗化、在 基体内析出针状η相、σ相和μ相等。
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7.10 环境介质作用下的力学性能
应力、环境介质和金属材料三者是产生应力腐蚀断裂的条件:
① 应力 中起作用的是拉应力。焊接、热处理或装配过程中产
生的残余拉应力在应力腐蚀断裂中也有重要作用。 ② 环境介质 某种金属材料,只有在特定的介质中,才能产生 应力腐蚀。 ③ 材料 一般认为,纯金属不会产生应力腐蚀,所有合金对应力 腐蚀都有不同程度的敏感性。但在每一种合金系列中,都有对应力 腐蚀不敏感的合金成分。
第Ⅱ阶段-bc区,蠕变速率保持不 变,硬化与软化相平衡,蠕变速率 最小,通常称为稳态蠕变或恒速蠕 变阶段;
第Ⅲ阶段-cd区,蠕变速率又开始 增大,最后导致失稳断裂,该阶段 又被称为加速蠕变阶段。
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7.1 材料的蠕变
对同一种材料, 蠕变曲线形状随应力、温度变化而变化, 温度 升高或应力升高, 曲线第Ⅱ阶段缩短。在高温或高应力下,甚至没 有第Ⅰ或Ⅰ,Ⅱ阶段,只有第Ⅱ或Ⅱ,Ⅲ阶段,而在另一些情况, 如低应力低温度下,只有第Ⅰ,Ⅱ阶段,而没有第Ⅲ阶段。
冶炼工艺 晶粒度
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7.10 环境介质作用下的力学性能
金属机件(或构件)在服役过程中,经常要与周围环境中的各种介质相接 触。环境介质对金属材料力学性能的影响,称为环境效应。由于环境效应的 作用,金属所承受的应力即使低于其屈服强度,也会产生突然脆断的现象, 即为环境断裂。
7.10.1 应力腐蚀
金属在拉应力和特定的环境介质作用下,经过一段时间,所产生的 低应力脆断现象,称为应力腐蚀断裂。 在工业上,最常见的有:低碳钢和低合金钢在苛性碱溶液中的“碱 脆”和在含有硝酸根离子介质中的“硝脆”,奥氏体不锈钢在含有氯离 子介质中的“氯脆”,铜合金在氨气环境下的“氨脆”,以及高强度铝 合金在空气、蒸馏水中的脆裂现象等。上面所列举的金属材料无论是韧 性的或脆性的,都会在没有明显预兆的情况下产生脆断,常常造成灾难 性事故。所以,应力腐蚀断裂是一种较为普遍的而且是极为危险的断裂 形式。
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蠕变曲线解析式: 求导,有:
7.1 材料的蠕变
0 n
n n1

因为0<n<1,所以当t很小时,即开始蠕变时,第一项起主导作 用,它表示应变速率随时间t延长而下降,即第Ⅰ阶段蠕变;当t很大 时,第二项逐渐起主导作用,应变速率接近恒定值,即第Ⅱ阶段蠕变。 ε0,α,β和n值是与温度、应力及材料性质有关的常数,其中,α 的物理意义是第Ⅱ阶段的蠕变速率。
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7.8 应力松弛
材料抵抗应力松弛的性能称为松弛 稳定性,可用松弛曲线来评定。松弛曲 线第一阶段的晶粒间抵抗应力松弛的能 力用温度系数S0表示。S0=σ0′/σ0,式 中σ0为初始应力,σ0′为松弛曲线第二 阶段的初始应力。
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7.8 应力松弛
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化学成分
7.9 影响高温性能的因素
耐热钢及耐热合金的基体材料一般选用熔点高、自扩散激活能大或层错 能低的金属及合金。这是因为在一定温度下,熔点越高的金属,自扩散激活 能越大,因而自扩散越慢;层错能越低的材料,越容易形成扩展位错, 使位 错越难以产生割阶、交滑移及攀移,这将有利于降低蠕变速率。面心立方结 构金属(如Ni)层错能低,所以镍基合金高温性能稳定性比铁基合金高。 在基体金属中加入Cr,Mo,W,Co,Nb等合金元素,形成单相固溶体, 除产生固溶强化外,还将降低层错能。一般来说,溶质熔点越高,其原子半 径与溶剂金属原子相差越大,越有利于提高热强性。
以上。
材料蠕变可以发生于各种应力状态,可以在一种应力下发生,也可以在 复合应力作用下发生。但通常以拉伸条件下的指标表示其抗蠕变性能,
蠕变试验采用静力法,即在试验温度不变的前提下,载荷保持恒定。
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