力学性能

第一章

比例极限是应力与应变成正比关系的最大应力，即在应力——应变曲线上开始偏离直线时的应力。

弹性极限是定义材料有弹性变形过渡到塑性变形的应力。

抗拉强度是试件拉断以前的最高载荷除以试件原始横断面积。

断裂强度是试件断裂时的载荷除以端口处的横断面积。

伸长率是试件断裂后试件标距度的伸长值。

断面收缩率是断裂后试件工作部分截面积的相对收缩值。

图解法确定见书P5

布氏硬度：用一规定的载荷，把规定直径的淬火钢球。硬质合金球压入金属表层，保持一定规定时间，测定球冠形压痕的面积。缺点：布氏硬度打太硬的材料不实用，HBW在650以内，再硬不行。优点：布氏硬度压痕较大，具有代表性，测得稳定，而且与强度之间有稳定的换算关系。

洛氏硬度：初载Po和主载P1，组合成总载P把金刚石压头或钢球压头压入金属表层，卸去主载P1，在初载条件下测得主载P1的压入深度，计算硬度值。优点：洛氏硬度压痕小，不损坏工件，操作简便适合于批量检验。缺点：洛氏硬度易于引起操作误差，压痕小，试验值较分散。

维氏硬度：在载荷P作用下，试样表面上压出一个四方锥形的压痕，测量压痕对角线长度d，借以计算压痕表面积F，以P/F的数值表示试样的硬度值。优点：维氏硬度从软到硬不受限制，d测量在显微镜下进行，比较精确。缺点：维氏硬度不适合批量检验。

第二章

1. 金属变形：金属发生形状或尺寸的改变。

2. 塑性变形、弹性变形：金属的变形分为塑性变形和弹性变形，能够恢复的变形叫做弹性变形，不能够恢复的变形叫做塑性变形。

3. 弹性模数：弹性变形时应力和应变的比值，或比例常数。

4. 影响弹性模数的因素：

⑴：金属的本质、点阵间距、晶格类型的影响式中k、m为材料常数，他们与金属的额本质有关；r为点阵常数亦取决于金属本质，金属又决定于自身的晶构类型。

⑵：弹性模数与周期表的关系同一周期，金属原子序数增加，弹性模数增加。同一族，金属原子序数增加，弹性模数E减小。

⑶：合金元素的影响

⑷：组织的影响

⑸：冷变形的影响

⑹：温度及载荷速度的影响

5. 包申格效应：试件预加载产生微量的塑性变形，然后再同向加载升高，反向加载下降，我们把这种现象

6. 影响屈服强度的因素：

⑴：金属的本性对屈服强度的影响⑵晶粒大小的影响⑶固溶强化⑷第二相的影响⑸形变强化⑹温度及变形速度

7. 影响形变强化的因素

⑴金属本性及晶格类型的影响⑵晶粒大小的影响⑶合金化⑷温度

第三章

1. 解理断裂：裂纹沿解理面形核，扩散而导致的脆性断裂。

2. 金属的沿晶断裂：多晶体中裂纹沿晶界形核，扩展所导致的脆性断裂。

3. 沿晶断的本质：沿晶断裂多为晶界被弱化造成的断裂。这些弱化晶界的原因有，相变时产生的领先相沿晶界分布。领先相可以是脆性的碳化物，也可以是很软的铁素体。再有结晶时或回火时低熔点合金向晶界富集。沿晶断裂的裂纹多是在集中应力的作用在弱相处形成，可以以脆断形式形成，也可以是以韧断形式形成。由于晶内与晶界强度差异，很容易在晶界处造成应力集中，所以裂纹通常沿这个应力集中和薄弱的晶界扩展。当裂纹汇集到一起时便造成断裂。

4. 解释奥氏体不锈钢敏化处理会导致沿晶断裂

钢中的碳与铬结合，经过敏化处理其在晶界析出，形成的碳化物使晶界出现贫铬，造成奥氏体不锈钢的晶界腐蚀敏感性，使晶界强度低于晶内强度导致沿晶断裂。

第四章

断裂韧性：就是断裂力学认为能反映材料抵抗裂纹失稳扩张能力的性能指标。

裂纹的三种扩展方式：张开型；滑开型；撕开型。

断裂韧性与材料内部组织的关系：

影响断裂韧性的组织因素主要是晶粒尺寸、杂质及第二相的含量与分布，组织组成物的种类与形态等。

1. 晶粒尺寸对KIc的影响晶粒越细，屈服强度越高

2. 杂质及第二相对KIc的影响由于脆性相的存在，均降低KIc值

3. 组织组成物类型对KIc的影响

第五章、

冷脆：钢在低温冲击时其冲击功极低，这种现象称为钢的冷脆。

冲击试验的应用？

（1）评定原材料的冶金质量及热加工后的产品质量

（2）评定材料在不同温度下的脆性转化趋势

（3）确定应变时效的敏感性

（4）作为材料承受大能量冲击时的抗力指标或作为评定某些构件寿命与可靠性的结构性能指标

蓝脆：当钢铁材料试验温度升高到200-400度时，Ak值开始下降的温度升高，但都在500-600度范围内下降至最低点，然后随温度升高，Ak值又开始重新增加，这种Ak值下降的现象称为蓝脆。

钢铁材料，尤其是低碳钢板经冷加工后长期处于室温或较高温度下工作，其塑性和韧性会明显降低，而屈服强度升高，这种现象称为应变时效。

影响冷脆材料的因素？

一、材料方面的因素

1. 金属的晶体结构和强度等级的影响

2. 合金元素及杂质的影响

3. 晶粒尺寸的影响

第六章

金属的疲劳：机件在这种变动载荷下，经过较长时间工作而发生断裂的现象

变动载荷:指载荷的大小，方向，波形，频率和应力幅随时间发生周期性变化的一类载荷

疲劳极限：当应力低于某值时，应力交变到无数次也不会发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳极限

影响疲劳抗力的因素：

内因材料本质：1.化学成分2.金相组织3,。纤维方向4.内部缺陷

低周疲劳：高应力低频率低寿命的疲劳，其交变应力接近或超过材料的屈服强度

循环硬化：指金属材料在应变保持一定的情况下，形变抗力在循环过程中不断增高的现象

循环软化：材料的形变抗力在循环过程中下降，即产生该应变所需的应力逐渐减小的现象

第七章

应力腐蚀：由拉伸应力和腐蚀介质外加敏感的材料组织联合作用而引起的漫长而滞后的低应力脆性断裂

应力腐蚀三断裂要素：

1）只有在拉伸应力作用下才能引起应力腐蚀开裂

2）产生应力腐蚀的环境总是存在腐蚀介质，这种腐蚀介质一般都很弱，如果没有拉应力的同时作用，材料在这种介质中腐蚀素的很慢

3）一般只有合金才产生应力腐蚀，纯金属不会长生这种现象

保护膜破坏机理：当应力腐蚀敏感的材料置于腐蚀介质中，首先在金属的表面形成一层保护膜，它阻止了腐蚀进行，即所谓“钝化”。由于拉应力和保护膜增厚，膜与基体间作用力加大使局部地区的保护膜破裂，，破裂处基体金属直接暴露在腐蚀介质中，该处的电极电位比保护膜完整的部分低，而形成微电池的阳极，产生阳极溶解。因为阳极小阴极大，所以溶解速度加快，腐蚀到一定程度又形成新的保护膜，新保护膜加厚与基体间作用力加大，变脆，在拉应力的作用下，又可能重新破坏，发生新的阳极溶解，这种保护膜反复形成和反复溶解的过程，周而复始，就会使某些局部地区腐蚀加深，最后形成孔洞。而孔洞的存在又造成应力集中，更加速了孔洞表面附近的塑性变形和保护膜破裂。这种拉应力和腐蚀介质共同作用形成应力腐蚀裂纹，即保护膜破坏机理

预防应力腐蚀断裂措施：