工程材料力学性能各章节复习知识点

合集下载

安徽工业大学 工程材料力学性能复习提纲整理(1)

安徽工业大学 工程材料力学性能复习提纲整理(1)

1.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%~2%),卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象,称为包申格效应。

2.用低密度可动位错理论解释屈服现象产生的原因金属材料3.答:塑性变形的应变速率与可动位错密度、位错运动速率及柏氏矢量成正比欲提高v就需要有较高应力τ这就是我们在实验中看到的上屈服点。

一旦塑性形变产生,位错大量增值,ρ增加,则位错运动速率下降,相应的应力也就突然降低,从而产生了屈服现象。

(回答不完整,尤其是上屈服点产生的原因回答的不好)3.塑性:材料受力,应力超过屈服点后,仍能继续变形而不发生断裂的性质。

强度:金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。

韧性:表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力脆性:材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。

4.韧性断裂与脆性断裂的区别,为什么脆性断裂最危险?答:韧性断裂是材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量,韧性断裂的断裂面的断口呈纤维状,灰暗色。

脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性极大,脆性断裂面的断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。

5.试指出剪切断裂与解理断裂哪一个是穿晶断裂,哪一个是沿晶断裂?哪一个属于韧性断裂,哪一个属于脆性断裂?为什么?答:都是穿晶断裂,剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面发生滑移分离而造成的断裂,断裂面为穿晶型,在断裂前会发生明显的塑性变形,为韧性断裂;而解理断裂是材料在正应力作用下沿一定的晶体学平面产生的断裂,也为穿晶断裂,但断裂面前无明显的塑性变形,为脆性断裂。

6.拉伸断口的三要素:纤维区、放射区、剪切唇7. 理论断裂强度的推导过程是否存在问题?为什么?为什么理论断裂强度与实际的断裂强度在数值上有数量级的差别?答:(1)虽然理论断裂强度与实际材料的断裂强度在数值上存在着数量级的差别,但是理论断裂强度的推导过程是没有问题的。

材料力学性能复习总结

材料力学性能复习总结

材料⼒学性能复习总结绪论弹性:指材料在外⼒作⽤下保持与恢复固有形状与尺⼨得能⼒。

塑性:材料在外⼒作⽤下发⽣不可逆得永久变形得能⼒。

刚度:材料在受⼒时抵抗弹性变形得能⼒。

强度:材料对变形与断裂得抗⼒。

韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形与断裂功得能⼒。

硬度:材料得软硬程度。

耐磨性:材料抵抗磨损得能⼒。

寿命:指材料在外⼒得长期或重复作⽤下抵抗损伤与失效得能。

材料得⼒学性能得取决因素:内因——化学成分、组织结构、残余应⼒、表⾯与内部得缺陷等;外因——载荷得性质、应⼒状态、⼯作温度、环境介质等条件得变化。

第⼀章材料在单向静拉伸载荷下得⼒学性能1、1 拉伸⼒—伸长曲线与应⼒—应变曲线应⼒—应变曲线退⽕低碳钢在拉伸⼒作⽤下得⼒学⾏为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形与不均匀集中塑性变形与断裂⼏个阶段。

弹性变形阶段:曲线得起始部分,图中得oa段。

多数情况下呈直线形式,符合虎克定律。

屈服阶段:超出弹性变形范围之后,有得材料在塑性变形初期产⽣明显得塑性流动。

此时,在外⼒不增加或增加很⼩或略有降低得情况下,变形继续产⽣,拉伸图上出现平台或呈锯齿状,如图中得ab段。

均匀塑性变形阶段:屈服后,欲继续变形,必须不断增加载荷,此阶段得变形就是均匀得,直到曲退⽕低碳钢应⼒—应变曲线线达到最⾼点,均匀变形结束,如图中得bc段。

不均匀塑性变形阶段:从试样承受得最⼤应⼒点开始直到断裂点为⽌,如图中得cd段。

在此阶段,随变形增⼤,载荷不断下降,产⽣⼤量不均匀变形,且集中在颈缩处,最后载荷达到断裂载荷时,试样断裂。

弹性模量E:应⼒—应变曲线与横轴夹⾓得⼤⼩表⽰材料对弹性变形得抗⼒,⽤弹性模量E表⽰。

塑性材料应⼒—应变曲线(a)弹性—弹塑性型:Oa为弹性变形阶段,在a点偏离直线关系,进⼊弹—塑性阶段,开始发⽣塑性变形,开始发⽣塑性变形得应⼒称为屈服点,屈服点以后得变形包括弹性变形与塑性变形。

在m点卸载,应⼒沿mn降⾄零,发⽣加⼯硬化。

工程材料力学性能复习资料

工程材料力学性能复习资料

⼯程材料⼒学性能复习资料个⼈资料 | 复习资料 - 1 - ⼯程材料⼒学性能复习资料个⼈复习资料严禁外传本重点以⽼师最终给的复习重点归纳⼀、名词解释。

1、缺⼝效应:绝⼤多数机件的平⾯不是均匀变化的光滑体,往往存在截⾯的急剧变化,由于缺⼝的存在,在静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”,从⽽影响⾦属材料的⼒学性能。

简⾔之,缺⼝材料在静载荷作⽤下,缺⼝截⾯上的应⼒状态发⽣的变化。

2、韧脆转变温度:中、低强度钢在试验温度低于某⼀温度t k 时,会由韧性状态转变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型,断⼝特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性,转变温度t k 称为韧脆转变温度(或者说在试验温度低于某⼀温度t k 时,会由韧性状态转变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断⼝特征由纤维状转变为结晶状,这就是低温脆性。

t k 称为韧脆转变温度)。

3、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,常⽤标准试样的冲击吸收功A K 表⽰。

4、应⼒腐蚀:⾦属在拉应⼒和特定的化学介质共同作⽤下,经过⼀段时间后所产⽣的低应⼒脆断现象。

5、接触疲劳:是机件两接触⾯作滚动或滚动加滑动摩擦时,在交变接触压应⼒作⽤下,材料表⾯应疲劳损伤,导致局部区域产⽣⼩⽚或⼩块状⾦属剥落⽽使材料流失的现象。

6、弹性⽐功:⼜称弹性⽐能,应变⽐能。

表⽰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,即:A e =12σεεε=σε22E7、缺⼝敏感度:⽤缺⼝试样的抗拉强度bn σ与等截⾯尺⼨光滑试样的抗拉强度b σ的⽐值表⽰,即:n bn NSR σσ= 8、氢致延滞断裂:⾼强钢或钛合⾦中,含有适量的处于固溶状态的氢,在低于屈服强度的应⼒持续作⽤下,经过⼀段孕育期后,在⾦属内部,特别是在三向拉应⼒状态区形成裂纹,裂纹逐渐扩展,最后突然发⽣脆性断裂。

工程材料力学性能

工程材料力学性能

工程材料力学性能工程材料力学性能第一章、金属在单向静拉伸载荷下的力学性能一、名词解释?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功能。

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。

?循环韧性:金属材料在交变载荷(震动)下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性,也叫金属的内耗。

?包申格效应:金属材料经过预先加载产生多少塑性变形(残余应力为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,称为包申格效应。

?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。

金属材料断裂前所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。

?韧性:指金属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。

?脆性:脆性相对于塑性而言,一般指材料未发生塑性变形而断裂的趋势。

?解理面:因解理断裂与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。

?解理刻面:实际的解理断裂断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的,这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

?解理台阶:解理裂纹与螺型位错相交而形成的具有一定高度的台阶称为解理台阶。

?河流花样解理台阶沿裂纹前段滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大。

当汇合台阶高度足够大时,便成为了河流花样。

?穿晶断裂与沿晶断裂:多晶体金属断裂时,裂纹扩展的路径可能是不同的。

裂纹穿过晶内的断裂为穿晶断裂;裂纹沿晶界扩展的断裂为沿晶断裂。

穿晶断裂和沿晶断裂有时候可以同时发生。

二、下列力学性能指标的的意义?E(G):弹性模量,表示的是材料在弹性范围内应力和应变之比;?σr:规定残余伸长应力,表示试样卸除拉伸力后,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;常用σ0.2表示材料的规定残余延伸率为0.2%时的应力,称为屈服强度;σs:屈服点,表示呈屈服现象的金属材料拉伸时,试样在外力不断增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力称为屈服点。

材料力学性能总复习-知识归纳整理

材料力学性能总复习-知识归纳整理

知识归纳整理《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、挑选题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求知若饥,虚心若愚。

C.应力腐蚀破碎门槛值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()。

工程材料学-1材料的力学性能

工程材料学-1材料的力学性能

比强度 30~37 23~36 90~111
3. 塑性指标:
塑性变形: 不可恢复的永久变形。塑性是表征材料断
裂前具有塑性变形的能力。
断后伸长率δ(δ5、δ10):
断后试样标距伸长量与原始标距之比的百分率,
即: LKL010% 0
L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科
δ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
材料的静载力学性能指标:
主要有强度、塑性、硬度等。
1.2.1 拉伸试验
1.2.1 拉伸试验
GB/T228-2002
标准拉伸试样
1.2.1 拉伸试验
拉伸曲线
应力-应变曲线
应力σ=F / S0
应变ε=Δl / l0
1.2.1 拉伸试验
试样在拉伸时的伸长和断裂过程 a)试样 b)伸长 c)产生缩颈 d)断裂
1.2.1 拉伸试验
2.屈服阶段(曲线cd段)
其实,试样在超过弹性极限的外力作用下,即 在bc段.就已开始产生塑性变形。不过,此时 所产生的塑性变形量甚微,不易觉察罢了。而 当达到屈服阶段时,则塑性变形突然增加。因 此,可以把这种拉力不增加而变形仍能继续增 加的现象,表观上看作是金属从弹性变形阶段 到塑性变形阶段的—个明显标志。
适用范围:
➢ 测量薄板类 ➢ HV≈HBS
维氏硬度的特点
HV值不随载荷变化,即不同载荷下的HV可 相互比较;
测量精度高,测量范围广; 特别适用于测定工件表面硬化层、金属镀 层及薄片金属的硬度。
4. 显微硬度
测试原理:
与维氏硬度完 全相同,只是所用 载荷要小得多。常 用于测定材料中某 个相的硬度。
培训目的
工程材料学-1材料的力学性能

材料力学性能-考前复习总结(前三章)

材料力学性能-考前复习总结(前三章)

材料力学性能-考前复习总结(前三章)金属材料的力学性能指标是表示其在力或能量载荷作用下(环境)变形和断裂的某些力学参量的临界值或规定值。

材料的安全性指标:韧脆转变温度Tk;延伸率;断面收缩率;冲击功Ak;缺口敏感性NSR材料常规力学性能的五大指标:屈服强度;抗拉强度;延伸率;断面收缩率;冲击功Ak;硬度;断裂韧性第一章单向静拉伸力学性能应力和应变:条件应力条件应变 =真应力真应变应力应变状态:可在受力机件任一点选一六面体,有九组应力,其中六个独立分量。

其中必有一主平面,切应力为零,只有主应力,且,满足胡克定律。

应力软性系数:最大切应力与最大正应力的相对大小。

1 弹变1)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。

ae=1/2σeεe=σe2/2E。

取决于E和弹性极限,弹簧用于减震和储能驱动,应有较高的弹性比功和良好弹性。

需通过合金强化及组织控制提高弹性极限。

2)弹性不完整性:纯弹性体的弹性变形只与载荷大小有关,而与加载方向及加载时间无关,但对实际金属而言,与这些因素均有关系。

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。

与材料成分、组织及试验条件有关,组织约不均匀,温度升高,切应力越大,滞弹性越明显。

金属中点缺陷的移动,长时间回火消除。

弹性滞后环:由于实际金属有滞弹性,因此在弹性区内单向快速加载、卸载时,加载线与卸载线不重合,形成一封闭回路。

吸收变形功循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力(塑性区加载,塑性滞后环),也叫内耗(弹性区加载),或消震性。

②包申格效应:定义: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。

(反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。

特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零,这说明在反向加载时塑性变形立即开始了)解释:与位错运动所受阻力有关,在某滑移面上运动位错遇位错林而使其弯曲,密度增大,形成位错缠结或胞状组织,相对稳定。

工程材料力学性能各章节复习知识点

工程材料力学性能各章节复习知识点

工程材料力学性能各个章节主要复习知识点第一章弹性比功: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。

滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。

包申格效应:金属材料经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(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。

塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。

脆性:材料在外力作用下(如拉伸,冲击等)仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。

韧性:是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力,也指材料抵抗裂纹扩展的能力。

应力、应变;真应力,真应变概念。

穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。

拉伸断口形貌特征?①韧性断裂:断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。

用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。

纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。

其断口宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。

②脆性断裂:断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。

板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。

人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行,但其尖端指向裂纹源。

韧、脆性断裂区别?韧性断裂产生前会有明显的塑性变形,过程比较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生,突然发生,难以发现征兆拉伸断口三要素?纤维区,放射区和剪切唇。

缺口试样静拉伸试验种类?轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪几种形式?磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。

材料的形变强化规律是什么?层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。

在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。

材料的晶粒变粗,增强效果提高。

第二章应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmaxσmax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的比值表示缺口敏感度,即为NSR=σbnσb第三章低温脆性:在实验温度低于某一温度t2时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显降低,断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。

《材料的力学性能》课程笔记

《材料的力学性能》课程笔记

《材料的力学性能》课程笔记第一章:材料在拉伸下的力学性能1.1 拉伸试验与应力应变曲线拉伸试验是评估材料在拉伸载荷下的力学性能的基本方法。

在拉伸试验中,将材料试样固定在拉伸试验机上,然后对试样施加拉伸载荷,直至试样断裂。

通过记录拉伸过程中载荷与试样长度变化的关系,可以得到应力应变曲线。

应力应变曲线是描述材料在拉伸过程中应力与应变之间关系的曲线。

它通常包括弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂阶段。

通过应力应变曲线,可以获得材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等力学性能参数。

在弹性变形阶段,应力与应变呈线性关系,符合胡克定律。

弹性模量是描述材料在弹性变形阶段刚度的指标,它定义为应力与应变的比值。

弹性模量越大,材料的刚度越高。

在塑性变形阶段,应力与应变不再呈线性关系,材料发生永久形变。

屈服强度是描述材料开始发生塑性变形的应力水平。

屈服强度越大,材料的抗变形能力越强。

在断裂阶段,应力达到最大值,材料发生断裂。

断裂强度是描述材料在断裂时的应力水平。

断裂强度越大,材料的抗断裂能力越强。

1.2 工程应力指标工程应力是描述材料在拉伸过程中承受的应力的一种指标。

它定义为拉伸载荷与原始横截面积的比值。

工程应力的单位通常是Pa(帕斯卡)或MPa(兆帕斯卡)。

工程应力可以用来评估材料在拉伸过程中的承载能力。

在工程设计中,通常使用工程应力来计算和确定材料的尺寸和结构的安全性。

1.3 工程应变指标与典型的拉伸应力-应变曲线工程应变是描述材料在拉伸过程中发生的形变的一种指标。

它定义为试样长度变化与原始长度的比值。

工程应变的无量纲,通常以百分比表示。

典型的拉伸应力-应变曲线展示了材料在拉伸过程中的力学行为。

在弹性变形阶段,应力与应变呈线性关系,符合胡克定律。

在塑性变形阶段,应力与应变不再呈线性关系,材料发生永久形变。

在断裂阶段,应力达到最大值,材料发生断裂。

通过分析拉伸应力-应变曲线,可以获得材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等重要力学性能参数,为材料的选择和应用提供依据。

《工程材料力学性能》期末复习笔记-2

《工程材料力学性能》期末复习笔记-2

《工程材料力学性能》期末复习笔记弹性滞后环:实际金属材料在弹性区内单向快速加载、;6、包申格效应:包申格效应:金属材料经预先加载产;消除包申格效应的方法是预先进行较大的塑性变形,或;包辛格效应可以用位错理论解释;实际意义:在工程应用上,首先是材料加工成型工艺需;可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源;解理断裂是典型的脆性断裂的代表,微孔聚集断裂是典;7、弹性极限:试样加载后再卸裁,以不弹性滞后环:实际金属材料在弹性区内单向快速加载、卸载时,加载线和卸载线不重合形成的一封闭回线。

金属的内耗:又称金属的循环韧性,指金属材料在交变载荷(振动)下吸收不可逆变形功的能力。

循环韧性越高,材料的消震性越好。

6、包申格效应:包申格效应:金属材料经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(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。

消除包申格效应的方法是预先进行较大的塑性变形,或在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。

包辛格效应可以用位错理论解释。

第一,在原先加载变形时,位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍,塞积后便产生了背应力,这背应力反作用于位错源,当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时,可使位错源停止开动。

背应力是一种长程(晶粒或位错胞尺寸范围)内应力,是金属基体平均内应力的度量。

因为预变形时位错运动的方向和背应力的方向相反,而当反向加载时位错运动的方向与原来的方向相反了,和背应力方向一致,背应力帮助位错运动,塑性变形容易了,于是,经过预变形再反向加载,其屈服强度就降低了。

这一般被认为是产生包辛格效应的主要原因。

其次,在反向加载时,在滑移面上产生的位错与预变形的位错异号,要引起异号位错消毁,这也会引起材料的软化,屈服强度的降低。

实际意义:在工程应用上,首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应。

其次,包辛格效应大的材料,内应力较大。

《材料的力学性能》西北工业大学出版社--复习资料

《材料的力学性能》西北工业大学出版社--复习资料

《材料的力学性能》第一章 材料的拉伸性能名词解释:比例极限P σ,弹性极限e σ,屈服极限s σ,屈服强度0.2σ,抗拉强度b σ,延伸率k δ,断面收缩率k ψ(P7-8),断裂强度f σ(k σ),韧度(P10)1、拉伸试验可以测定那些力学性能?对拉伸试件有什么基本要求? 答:拉伸试验可以测定的力学性能为:弹性模量E ,屈服强度σs ,抗拉强度σb ,延伸率δ,断面收缩率ψ。

2、拉伸图和工程应力-应变曲线有什么区别?试验机上记录的是拉伸图还是工程应力-应变曲线?答:拉伸图和工程应力—应变曲线具有相似的形状,但坐标物理含义不同,单位也不同。

拉伸图横坐标为伸长量(单位mm ),纵坐标为载荷(单位N );工程应力-应变曲线横坐标为工程应力(单位MPa ),纵坐标为工程应变(单位无)。

试验机记录的是拉伸图。

3、脆性材料与塑性材料的应力-应变曲线有什么区别?脆性材料的力学性能可以用哪两个指标表征?答:如下图所示,左图近似为一直线,只有弹性变形阶段,没有塑性变形阶段,在弹性变形阶段断裂,说明是脆性材料。

右图为弯钩形曲线,既有弹性变形阶段,又有塑性变形阶段,在塑性变形阶段断裂,说明是塑性材料。

脆性材料力学性能用“弹性模量“和”脆性断裂强度”来描述。

4、塑性材料的应力-应变曲线有哪两种基本形式?如何根据应力-应变曲线确定拉伸性能?答:分为低塑性和高塑性两种,如下图所示。

左图曲线有弹性变形阶段与均匀塑性变形阶段,没有颈缩现象,曲线在最高点处中断,即在均匀塑性变形阶段断裂,且塑性变形量小,说明是低塑性材料。

右图曲线有弹性变形阶段,均匀塑性变形阶段,颈缩后的局集塑性变形阶段,曲线在经过最高点后向下延伸一段再中断,即在颈缩后的局集塑性变形阶段断裂,且塑性变形量大,说明是高塑性材料。

5、何谓工程应力和工程应变?何谓真应力和真应变?两者之间有什么定量关系?答:6、如何测定板材的断面收缩率?答:断面收缩率是材料本身的性质,与试件的几何形状无关,其测试方法见P8。

材料的力学性能重点总结

材料的力学性能重点总结

名词解释:1加工硬化:试样发生均匀塑性变形,欲继续变形则必须不断增加载荷,这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。

2弹性比功:表示金属材料吸收塑性变形功的能力。

3滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随着时间延长产生附加弹性应变的现象。

4包申格效应:金属材料通过预先加载产生少来塑性变形,卸载后再同向加载,规定参与伸长应力增加;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塑性变形的能力。

常见塑性变形方式:滑移和孪生6应力状态软性系数:最大切应力最大正应力应力状态软性系数α越大,最大切应力分量越大,表示应力状态越软,材料越易产生塑性变形α越小,表示应力状态越硬,则材料越容易产生脆性断裂7缺口效应:由于缺口的存在,在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态发生拜年话,产生所谓―缺口效应―①缺口引起应力集中,并改变了缺口应力状态,使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。

②缺口使得材料的强度提高,塑性降低,增大材料产生脆断的倾向。

8缺口敏感度:有缺口强度的抗拉强度ζbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度ζb的比值. NSR=ζbn / ζs NSR越大缺口敏感度越小9冲击韧性:Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商10冲击吸收功:式样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功以Ak表示,单位J11低温脆性:一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属,当温度降低到、某一温度时,会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,这种现象称为低温脆性12 脆性转变温度:当温度降低时,材料屈服强度急剧增加,而塑形和冲击吸收功急剧减小。

材料屈服强度急剧升高的温度,或断后延伸率,断后收缩率,冲击吸收功急剧减小的温度就是韧脆转变温度tk,tk是一个温度区间13疲劳贝纹线:以疲劳源为中心的近于平行的一簇同心圆.是疲劳源裂纹扩展时前沿的痕迹14疲劳条带:具有略显弯曲并相互平行的沟槽花样,是疲劳断口最典型的微观特征15驻留滑移带:金属在循环应力长期作用下,形成永久留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带,具有持久驻留性.16应力场强度因子KI :表示应力场的强弱程度,对于某一确定的点的大小直接影响应力场的大小,KI 越大,则应力场各应力分量也越大17应力腐蚀:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后产生的低应力脆断现象18氢致延滞断裂:高强度钢或α+β钛合金中,含有适量的处于固溶状态的氢,在低于屈服强度的应力持续作用下经过一段时间的孕育期后在金属内部,特别是在三向拉应力区形成裂纹,裂纹的逐步扩展,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第一章2.力学性能指标的意义(1)δ0.2 对于拉伸曲线上没有屈服平台的材料,塑性变形硬化过程是连续的,产生0.2%残余伸长应力时刻的屈服强度。

工程材料力学性能每章重要知识点

工程材料力学性能每章重要知识点

第一章1.应力-应变曲线(拉伸力-伸长曲线)。

拉伸力在Fe以下阶段,为弹性变形阶段,到达Fa后,试样开始发生塑性变形,最初试样局部区域产生不均匀屈服塑形变形,曲线上出现平台或锯齿,直至C点结束。

继而进入均匀塑形变形阶段。

达到最大拉伸Fb时,试样在此产生不均匀塑形变形,在局部区域产生缩颈。

最终,在拉伸力Fk处,试样断裂。

2.弹性变形现象及指标弹性变形:是可逆性变形,是金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。

弹性变形指标:①弹性模量,是产生100%弹性变形所需应力。

②弹性比功(弹性比能、应变比能),表示金属吸收弹性变形功的能力。

③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。

④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。

3.塑性变形现象及指标金属材料常见塑性变形方式主要为滑移和孪生。

滑移:金属材料在切应力作用下位错沿滑移面和滑移方向运动而进行切变得过程。

孪生:金属材料在切应力作用下沿特定晶面和特性晶向进行的塑性变形。

塑性变形特点:①各晶粒变形的不同时性和均匀性;②各晶粒变形的相互协调性。

塑性变形指标:⑴屈服强度,屈服强度及金属材料拉伸时,试样在外力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力。

屈服现象:金属材料开始产生宏观塑形变形的标志。

屈服现象相关因素:①材料变形前可动位错密度很小;②随塑性变形的发生,位错能快速增殖;③位错的运动速率与外加应力有强烈的依存关系。

屈服现象指标:规定非比例伸长应力;规定残余伸长应力;规定总伸长应力。

影响屈服强度因素:①内在因素:金属本性和晶格类型;晶粒的大小和亚结构;溶质元素;第二相。

②外在因素:温度、应变速率、应力状态。

⑵应变硬化:金属材料阻止继续塑形变形的能力,塑性变形是硬化的原因,硬化是结果。

⑶缩颈:韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象,是应变硬化与截面减小共同作用的结果。

抗拉强度:韧性金属试样拉断过程中最大力所对应的应力。

工程材料笔记整理重点

工程材料笔记整理重点

工程材料复习笔记整理(重点中的重点)名词解释:1.强度:抵抗塑性变形和破坏屈服强度:抵抗产生塑性变形抗拉强度:抵抗产生断裂前硬度:抵抗局部塑性变形塑性:产生塑性变形而不破坏的能力韧度:材料抵抗冲击载荷作用而不致破坏的极限能力称为冲击韧度疲劳强度:材料在规定的重复次数或交变应力作用下不致发生断裂的能力2.再结晶:升高温度,形成新的晶粒,使原来被拉大的晶粒转变为等轴晶粒,完全消除冷变形强化,力学性能恢复到塑性变形前的状态3.冷变形与热变形:再结晶温度以上进行的塑性变形为热变形,以下的为冷变形4.巴氏合金:铅基轴承合金5.下贝氏体,强度、韧度高,有最佳的综合机械性能,理想的强韧化组织,生产中常采用等温淬火获得下贝氏体组组织6. 一次渗碳体:由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。

二次渗碳体:指从奥氏体中析出的渗碳体三次渗碳体:从中析出的称为三次渗碳体共晶渗碳体:莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体共析渗碳体:珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体7.纤维组织:热变形使铸态金属的偏析、分布在晶界上的夹杂物和第二相逐渐沿变形方向延展拉长、拉细而形成锻造流线;难以用热处理来消除8.变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。

9.索氏体:在650〜600℃温度范围内形成层片较细的珠光体10.屈氏体:在600〜550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。

11.马氏体:碳在a-Fe中的过饱和固溶体。

12.过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度13.玻璃钢:玻璃纤维增强塑料称为玻璃钢。

玻璃钢具有成本低,工艺简单;强度低,绝缘等特点,它可制造壳体、管道、容器等14.加工硬化:随变形量的增加,金属的强度大为提高,塑性却有较大降低产生原因:位错密度升高为了继续变形,退火可消除加工硬化15.调质:调质处理后钢获得回火索氏体组织,其性能特点是具有较高的综合力学性能16.铁素体:(a或F )碳原子溶于a-Fe形成的间隙固溶体性能:固溶强化不明显,强度,硬度低,塑性韧性高17.奥氏体:(Y或A)碳原子溶于丫-Fe形成的间隙固溶体性能:高塑性,是理想的锻造组织18.渗碳体:(Fe3C )由12个铁原子和4个碳原子组成的具有复杂晶体结构间隙化合物性能:高硬度、高脆性、低强度19.珠光体:(P )铁素体和渗碳体的混合物称为珠光体,它具有较高的综合力学性能的特点20.莱氏体Ld 或Ld':组织:Ld : Fe3C ( Fe3C+Fe3CH) + Y Ld‘: Fe3C ( Fe3C+Fe3c口)+ P 机械化合物,性能:高硬度、高脆性。

工程材料力学性能

工程材料力学性能

第一章单向静拉伸力学性能1. 弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力。

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。

3 .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。

4. 解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

5. 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?答:主要决定于原子本性和晶格类型。

合金化、热处理、冷塑性变形等对弹性模量影响较小,所以它是一个对组织不敏感的力学性能指标。

5. 解理断裂;金属材料在一定条件下,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。

6. 决定金属屈服强度的因素有哪些?答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。

外在因素:温度、应变速率和应力状态。

7. 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。

8. 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。

上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。

9. 试述多晶体金属产生明显屈服的条件,并解释bcc金属及其合金与fee金属及其合金屈服行为不同的原因。

10. 试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。

答:固溶强化、形变硬化、细晶强化11. 断裂强度S c与抗拉强度S b有何区别?12. 裂纹扩展受哪些因素支配?答:裂纹形核前均需有塑性变形;位错运动受阻,在一定条件下便会形成裂纹。

工程材料力学性能知识点总结

工程材料力学性能知识点总结

第五章,金属疲劳
1,变动载荷是引起疲劳破坏的外力,它是指载荷大小,甚至方向随时间变化的载荷。

2,按照断裂寿命和应力高低不同,可分为高周疲劳,低周疲劳,这是最基本的分类方法。

3,典型疲劳断口具有三种形貌不同的区域,疲劳源,疲劳区,瞬断区。

4,疲劳极限是材料抵抗无限次应力循环也不疲劳断裂的强度指标。

5,金属材料抵抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界或过载损伤区表示。

1,观察并记录疲劳长度a随N循环扩展增长的情况,便可作出疲劳裂纹扩展曲线。

2,疲劳裂纹不扩展的临界值称为疲劳裂纹扩展门槛值。

3,。

材料力学性能复习提纲(答案)

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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

工程材料力学性能各个章节主要复习知识点第一章弹性比功: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。

滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。

包申格效应:金属材料经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(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。

塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。

脆性:材料在外力作用下(如拉伸,冲击等)仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。

韧性:是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力,也指材料抵抗裂纹扩展的能力。

应力、应变;真应力,真应变概念。

穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。

拉伸断口形貌特征?①韧性断裂:断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。

用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。

纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。

其断口宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。

②脆性断裂:断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。

板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。

人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行,但其尖端指向裂纹源。

韧、脆性断裂区别?韧性断裂产生前会有明显的塑性变形,过程比较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生,突然发生,难以发现征兆拉伸断口三要素?纤维区,放射区和剪切唇。

缺口试样静拉伸试验种类?轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪几种形式?磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。

材料的形变强化规律是什么?层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。

在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。

材料的晶粒变粗,增强效果提高。

第二章应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmaxσmax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的比值表示缺口敏感度,即为NSR=σbnσb第三章低温脆性:在实验温度低于某一温度t2时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显降低,断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。

韧脆转变温度:材料表现出低温的脆性的临界温度称为韧脆转变温度。

韧脆转变的含义,影响因素?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和力学状态,两者是相对的并且相互转化。

影响因素:①冶金因素:a晶体结构体心立方金属及其合金存在低温脆性。

b化学成分1)间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑2)置换型溶质元素一般也能提高韧脆转变温度,但Ni和一定量Mn例外。

3)杂质元素S、P、As、Sn、Sb等使钢的韧性下降c晶粒大小,细化晶粒提高韧性的原因有:晶界是裂纹扩展的阻力;晶界前塞积的位错数减少,有利于降低应力集中;晶界总面积增加,使晶界上杂质浓度减少,避免产生沿晶脆性断裂。

d纤维组织1)对低强度钢:按tk由高到低的顺序:珠光体→上贝氏体→铁素体→下贝氏体→回火马氏体2)对中碳合金钢且强度相同,tk:下贝氏体<回火马氏体;贝氏体马氏体混合组织>回火马氏体3)低碳合金钢的韧性:贝氏体马氏体混合组织>单一马氏体或单一贝氏体4)马氏体钢的韧性:奥氏体的存在将显著改善韧性钢中夹杂物、碳化物等第二相质点对钢的韧性有重要影响,影响的程度与第二相质点的大小、形状、分布、第二相的性质及其与基体的结合力等性质有关。

第四章低应力脆断:当容器或构件存在宏观裂纹时,在应力水平不高,甚至低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象称为低应力脆断。

应力场强度因子:应力场强度因子KI是表示应力场强度的力学参量。

裂纹体变形有哪几种形式?张开型(I型)、滑开型(II)、撕开型(III)第五章挤出脊和侵入沟疲劳寿命:裂纹尺寸从ao 扩展到ac所需的循环周次,即疲劳剩余寿命。

疲劳断口三大区域?疲劳源、疲劳区、瞬断区高周疲劳和低周疲劳如何区分?以过渡寿命为界限划分高周疲劳和低周疲劳,以102~105周次分界要严密科学得多。

第六章应力腐蚀:金属在拉应力和特定化学介质共同作用下,经过一段时间后所产生的低应力脆断现象,称为低应力腐蚀。

氢脆:由于氢和应力共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象称为氢脆。

应力腐蚀裂纹扩展分那几个阶段,这几个阶段特征?较平缓的是那个阶段?第I阶段:当KI 刚超过KI SCC时,裂纹经过一段孕育期后突然加速扩展,当da/dt-K曲线几乎与纵坐标平行。

第II阶段:曲线出现水平线段,da/dt与KI几乎无关。

因为这时裂纹尖端发生分叉现象,裂纹扩展主要受电化学过程控制,故与材料和环境密切相关。

第III阶段:裂纹长度已接近临界尺寸,da/dt又明显依赖于KI ,da/dt随KI而急剧增大,这时材料进入失稳扩展的过渡区。

当KI 达到KIc失稳扩展而断裂。

较平缓的是第二阶段。

第七章磨损:机件表面相接触并作相对运动时,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑(松散的尺寸与形状均不想通过的碎屑),使表面材料逐渐流失(导致机件尺寸变化和质量损失),造成表面损伤的现象即为磨损。

粘着:是原子间的键合作用。

耐磨性:表征抵抗磨损能力大小的参量。

磨损几阶段?跑合阶段(磨合阶段)、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段磨损分为哪几个类型?按磨损机理分类,磨损可分为:粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、皮料磨损(接触磨损)、腐蚀磨损和微动磨损。

粘着磨损特点?提高耐磨性的措施有?粘着磨损过程中有材料转移,并伴随化学成分变化,这就是粘着磨损的重要特征。

提高耐粘着磨性的措施:(1)首要要注意摩擦副配对材料的选择其基本原则是配对材料的粘着倾向应比较小,如选用互溶性小的材料配对;选用表面易形成化合物的材料配对;金属与非金属配对,如金属与高分子配对,以及选用淬硬钢或淬硬钢与灰铸铁配对等都有明显效果。

(2)采用表面化学热处理改变材料表面状态可有效地减轻粘着磨损。

如果沿接触面上产生粘着磨损,可进行渗碳、磷化、碳氮共渗处理或涂覆镍-磷合金等。

表面化学热处理在金属表面形成一层化合物层或非金属层,既避免摩擦副直接直接接触,又减少摩擦因数,故可防止粘着。

如果粘着磨损发生在较软的一方材料机件内部,则采用渗碳、渗氮碳氮共渗及碳氮硼三元共渗等工艺有一定效果。

(3)控制摩擦滑动速度和接触压应力改善润滑条件,提高表面膜与基体金属的结合能力,以增强氧化膜的稳定性,阻止金属之间直接接触,以及降低表面粗糙度等也都可以减轻粘着磨损。

提高材料疲劳强度的措施?(1)表面强化,如表面喷丸、滚压、表面淬火及表面化学热处理等。

(2)采取合适加工措施,降低表面粗糙度表面粗糙度越低,材料的疲劳极限越高。

(3)合金化,强化基体,形成弥散强化,提高材料的形变抗力阻止循环滑移带的形成和开裂,从而阻止疲劳裂纹的萌生和提高疲劳强度。

(4)细化晶粒或使用正火组织、淬火回火等热处理组织。

(5)减少夹杂物的数量、尺寸都能有效得提高疲劳强度。

还可以通过改变夹杂物与基体之间的界面结合性质来改变疲劳强度。

第八章蠕变:就是金属在长时间的高温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。

应力松弛:在规定温度和初始应力条件下,金属材料的应力随时间增加而减小的现象称为应力松弛。

蠕变过程有那几个阶段?减速蠕变阶段、恒速蠕变阶段、加速蠕变阶段蠕变断裂机理(1)在三晶粒交会处形成楔形裂纹(2)在晶界上由空洞形成晶界裂纹金属的蠕变机理?蠕变变形机理:(1)位错滑移蠕变(2)扩散蠕变金属在高温下力学性能特点?在高温短载荷的作用下,金属材料的塑性增加,但是在高温长时载荷作用下,塑性切显著降低,缺口敏感性增加,往往呈现脆性断裂现象。

第九章高分子的近程结构,远程结构?近程结构:是指由化学键所固定的几何形状——高分子构型,即指高分子链的化学组成、键接方式和立体构型等。

第十章陶瓷的主要力学性能特点,断裂机理?功能陶瓷的力学性能特点是:耐高温、硬度高、弹性模量高、耐蚀、抗蠕变性能好。

断裂机理:解理是陶瓷材料的主要断裂机理,而且很容易从穿晶断裂转变为沿晶断裂。

计算题:第四章例题。

1,有一大型圆筒式容器由高强度钢焊接而成,如图所示。

钢板厚度t=5mm,圆筒内径D=1500mm;所用材料的σ0.2 =1800MPa, KIC =62MPaㆍm1/2 。

焊接后发现焊缝中有纵向半椭圆裂纹,尺寸为2c=6mm,a=0.9mm,试问该容器能否在p=6MPa的压力下正常工作?解:σ=pD/2t=6*1.5/(2*0.005)MPa=900MPa由于σ/σ0.2=900/1800=0.5,所以不需要对KI进行修正σc=(1/Y)*KIC/(a^0.5) Y=1.1(π^0.5)/φ,当a/c=0.9/3=0.3时,查附录得:Φ=1.10,所以Y=π^0.5 σc=[1/(π^0.5)]*[62/(0.0009^0.5)]=1166MPa显然,σc>σ,不会发生爆炸,可以正常工作2,有一高压壳体承受很高的工作压力,其周向工作拉应力σ=1400MPa,采用超高强度钢制造,探伤时有漏检小裂纹,为纵向表面半椭圆(a=1mm,a/c=0.6)。

现对材料进行两种不同工艺热处理,一种是淬火高温回火的A工艺,其性能是σ0.2=1700MPa, KIC =78 MPaㆍm1/2 ;另一种是淬火中低温回火的B工艺,其性能是σ0.2 =2100MPa , KIC =47 MPaㆍm1/2。

从断裂力学角度看,为保证安全应选用哪种工艺为妥?解:对于A工艺的材料:σ/σs=1400/1700=0.82,须修正。

以KIC代KI σc=ΦKIC/{[3.8a*0.001+0.212(78/1700)^2]^0.5}MPa=1532MPaσ>σcB,会发生脆断,不安全3,有一筒式容器由高强钢45CrNiMoV制成,厚度t=2.6mm,筒径D=300mm。

材料经调质热处理后,力学性能σ0.2 =1510MPa,σb =1720MPa,δ=8.2%, KIC=68 MPaㆍm1/2 。

在水压p=22.5MPa试验时发生爆破,断口如图,左图a为爆破断裂全貌,右图b 是断口裂源的电镜放大断口形貌。

试用断口分析和断裂力学分析该容器的水爆断裂。

解:σ=(pD/2t)=(22.5*0.3)/(2*0.0026)MPa=1298MPaσ/σs=0.86,须修正。

当a/c=0.74/2.7=.274时,Φ^2=1.165σc=1289MPa 容器水压应力σ略高于脆断应力σc,会发生脆性爆炸。

相关文档
最新文档