工程材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)全

1、第一章1、彈性比功：表示金屬材料吸收彈性變形功的能力。一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。2、滯彈性：在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象。3、循環(huán)韌性：金屬材料在交變載荷作用下吸收不可逆變形功的能力。4、包申格效應(yīng)：材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，再同向加載強(qiáng)度升高，反向加載強(qiáng)度降低。5、解理刻面：大致以晶粒大小為單位的解理面.6、塑性：指金屬材料斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。脆性：指金屬材料受力時(shí)沒有發(fā)生塑性變形而直接斷裂的能力。韌性：指金屬材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，或指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。7、解理臺(tái)階：解理斷裂的裂紋要跨越若干

2、相互平行的而且位于不同高度的解理面，從而在同一刻面內(nèi)部出現(xiàn)了解理臺(tái)階與和河流花樣。8、河流花樣：解理臺(tái)階沿裂紋前端滑動(dòng)兒相互匯合，同號(hào)臺(tái)階相互匯合長(zhǎng)大，當(dāng)匯合臺(tái)階高度足夠大時(shí)，便成為河流花樣。9、解理面：金屬材料在一定條件下，當(dāng)外加正應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生穿晶斷裂，此種晶體學(xué)平面即為解理面。10、穿晶斷裂：裂紋穿過晶粒擴(kuò)展，可以是韌性，也可以是脆性。沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴(kuò)展，多為脆性，是由于晶界上有夾雜，第二相以及雜志偏聚引起晶界弱化。11、韌性轉(zhuǎn)變：某些金屬材料在低于某一溫度時(shí)由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，即低溫脆性。12、彈性模量E：被稱為材料的剛度，表征金屬材料對(duì)

3、彈性變形的抗力。13、彈性模量：鋼210GPa，鋁72GPa，氧化鋁：380GPa。第二章1、應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：max與max的比值。2、缺口效應(yīng)：由于缺口的存在，在靜載荷作用下，缺口界面上的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生變化。3、缺口敏感度：缺口式樣抗拉強(qiáng)度bn與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度b的比值，記NSR。4、布氏硬度：此試驗(yàn)的原理是用一定直徑D的硬質(zhì)合金球?yàn)閴侯^，施以一定的試驗(yàn)力F，將其壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時(shí)間t后卸除試驗(yàn)力，試樣表面將殘留壓痕，布氏硬度值就是試驗(yàn)力F除以壓痕球形表面積A。5、洛氏硬度：試驗(yàn)測(cè)量壓痕深度h表示材料的硬度值，壓頭有兩種：圓錐角120的金剛石圓錐體；一定直徑的小淬火鋼球或硬

4、質(zhì)合金球。6、維氏硬度：試驗(yàn)原理與布氏硬度相同，也是根據(jù)壓痕單位面積所承受的試驗(yàn)力計(jì)算硬度值。壓頭：兩相對(duì)面間夾角為136的金剛石四棱錐體。7、努氏硬度：試驗(yàn)也是一種顯微硬度試驗(yàn)方法，與顯微維氏硬度相比有兩點(diǎn)不同：1壓頭形狀不同，使用的是兩個(gè)對(duì)面角不等的四角棱錐金剛石。2硬度值不是試驗(yàn)力除以壓痕表面積之值，而是除以壓痕投影面積只商值。8、肖氏硬度：試驗(yàn)是一種動(dòng)載荷試驗(yàn)法，其原理是將一定質(zhì)量的帶有金剛石圓頭或鋼球的重錘，從一定高度落于金屬試樣表面，根據(jù)重錘回跳的高度來表征金屬硬度值大小。9、里氏硬度：試驗(yàn)也是動(dòng)載荷試驗(yàn)法，它是用規(guī)定質(zhì)量的沖頭在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表面，用沖頭的回彈速度表

5、征金屬的硬度值。第三章1、沖擊韌度：帶缺口的試件在沖擊破壞時(shí)斷裂面上所吸收的能量。2、沖擊吸收功：指規(guī)定形狀和尺寸的試樣在沖擊試驗(yàn)力一次作用下折斷時(shí)所吸收的功。3、低溫脆性：在試驗(yàn)溫度低于某一溫度tk時(shí)，會(huì)有韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫硇停瑪嗫谔卣饔衫w維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀。4、韌脆轉(zhuǎn)變溫度：當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某一溫度tk時(shí)，發(fā)生低溫脆性，轉(zhuǎn)變溫度tk為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。5、韌性溫度儲(chǔ)備：為韌性溫度儲(chǔ)備，to為材料使用溫度，tk為韌脆轉(zhuǎn)變溫度，=to-tk。6、FATT50：斷口橫截面結(jié)晶區(qū)面積占整個(gè)斷口面積50%時(shí)的溫度。7、NDT：當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟?，金屬材料吸?/p>

6、的沖擊能量基本不隨溫度而變化，形成一平臺(tái)，該能量稱為低階能，以低階能開始上升的溫度即為NDT。8、FTE：以低階能和高階能平均值對(duì)應(yīng)的溫度。9、FTP：高于某一溫度，材料吸收的能量也基本不變，出現(xiàn)一個(gè)上平臺(tái)，稱為高階能，以高階能對(duì)應(yīng)的溫度記為FTP。第四章1、低應(yīng)力脆斷：材料斷裂時(shí)的應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度s，也往往低于許用應(yīng)力，斷裂形式為脆性斷裂，塑性材料也是這樣，這都被稱為低應(yīng)力脆斷。2、張開型（I）裂紋：裂紋拉應(yīng)力垂直作用于裂紋擴(kuò)展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴(kuò)展。3、應(yīng)力場(chǎng)：應(yīng)力在空間的分布情況。應(yīng)變場(chǎng)：應(yīng)變?cè)诳臻g的分布情況。4、應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子K1：表示I型應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度。5、小

7、范圍屈服：塑性區(qū)尺寸較裂紋尺寸a及凈截面尺寸為?。ㄐ∫粋€(gè)數(shù)量級(jí)以上）6、塑性區(qū)：金屬材料在裂紋擴(kuò)展前，其尖端附近總要先出現(xiàn)一個(gè)或大或小的塑性變形區(qū)，塑性區(qū)內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變之間就不再是線性關(guān)系。7、有效屈服應(yīng)力：在y方向發(fā)生屈服時(shí)的應(yīng)力，記ys。8、有效裂紋長(zhǎng)度：采用虛擬有效裂紋代替實(shí)際裂紋。9、裂紋擴(kuò)展K判據(jù)：K1=K1c發(fā)生斷裂。10、裂紋擴(kuò)展能量釋放率G1：裂紋擴(kuò)展單位面積時(shí)系統(tǒng)釋放勢(shì)能的數(shù)值。11、裂紋擴(kuò)展G判據(jù)：G1=G1c發(fā)生斷裂。12、J積分：由G1延伸而來的一種斷裂能量判據(jù)，其值反映了裂紋尖端區(qū)的應(yīng)變能，即應(yīng)力應(yīng)變集中程度。13、裂紋擴(kuò)展J判據(jù)：J1=J1c開裂。14、COD：由K1延

8、伸而來的斷裂應(yīng)變判據(jù)，裂紋尖端張開位移稱為COD。15、COD判據(jù)：=c。第五章1、疲勞源：是疲勞裂紋萌生的策源地。2、疲勞貝紋線：由變動(dòng)載荷引起的，使裂紋前沿線留下弧狀臺(tái)階痕跡，疲勞區(qū)的最大特征（宏觀）。3、疲勞條帶：疲勞裂紋擴(kuò)展第二階段的斷口特征是具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣。4、駐留滑移帶：用電解拋光的方法也很難將已產(chǎn)生的表面循環(huán)滑移帶去除，即使去除，當(dāng)對(duì)試樣重新循環(huán)加載時(shí)，則循環(huán)滑移帶又會(huì)在原處再現(xiàn)，這種永留或再現(xiàn)的循環(huán)滑移帶稱為駐留滑移帶。5、擠出脊和侵入溝：在拉應(yīng)力作用下，位錯(cuò)源被激活，使其增殖的位錯(cuò)滑移到表面，形成滑移臺(tái)階，應(yīng)力不斷循環(huán)，多個(gè)位錯(cuò)源引起交互滑移，形成“擠出”和

9、“侵入”的臺(tái)階。6、疲勞壽命：疲勞失效時(shí)材料所經(jīng)受的應(yīng)力或應(yīng)變循環(huán)次數(shù)。7、過渡壽命：彈性應(yīng)變幅-壽命線和塑性應(yīng)變幅-壽命線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壽命。8、熱疲勞：機(jī)件在由溫度循環(huán)變化時(shí)產(chǎn)生的循環(huán)熱應(yīng)力及熱應(yīng)變作用下的疲勞。9、過載損傷：倘若金屬在高于疲勞極限的應(yīng)力水平下運(yùn)轉(zhuǎn)一定周次后，其疲勞極限或疲勞壽命減小，這就造成了過載損傷。10、疲勞缺口敏感度qf：金屬在交變載荷下的缺口敏感性。11、過載損傷界：在不同過載應(yīng)力下，損傷累積造成的裂紋尺寸達(dá)到或超過-1應(yīng)力的“非擴(kuò)展裂紋”尺寸的循環(huán)次數(shù)。12、疲勞門檻值Kth：疲勞裂紋不擴(kuò)展的K臨界值，表示材料阻止疲勞裂紋開始擴(kuò)展的性能。第六章1、應(yīng)力腐蝕：金屬在

10、拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。2、氫蝕：由于氫與金屬的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界結(jié)合力減弱而導(dǎo)致金屬脆化。斷口宏觀形貌呈氧化色，顆粒狀；微觀斷口上晶界明顯加寬，呈沿晶斷裂。3、白點(diǎn)：當(dāng)鋼中有過量的氫時(shí)，隨著溫度降低氫在鋼中的溶解減小，如果過飽和的氫未能擴(kuò)散逸出，便聚集在某些缺陷處而形成氫分子，此時(shí)，氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)壓力很大足以將金屬局部撕裂，而形成微裂紋，這種微裂紋的斷面呈圓形或橢圓形，顏色為銀白色，故稱白點(diǎn)。4、氫化物致脆：對(duì)于B或B族金屬，由于它們與氫有較大的親和力，極易生成脆性氫化物，使金屬脆化。5、氫致延滯斷裂：高強(qiáng)度鋼或+

11、鈦合金中，含有適量的處于固溶狀態(tài)的氫，在低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力持續(xù)作用下，經(jīng)一段孕育期后，在金屬內(nèi)部三向拉應(yīng)力區(qū)形成裂紋，裂紋逐步擴(kuò)展，最后突然發(fā)生脆性斷裂。解釋下列名詞第一章1、彈性比功：又稱為彈性比能、應(yīng)變比能，表示金屬材料吸收彈性變形功的能力。2、滯彈性：在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象。3、循環(huán)韌性：金屬材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性。4、包申格效應(yīng)：先加載致少量塑變，卸載，然后在再次加載時(shí)，出現(xiàn)e升高或降低的現(xiàn)象。5、解理刻面：大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。6、塑性、脆性和韌性：塑性是指材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性

12、）變形的能力。韌性：指材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，或指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力7、解理臺(tái)階：高度不同的相互平行的解理平面之間出現(xiàn)的臺(tái)階叫解理臺(tái)階；8、河流花樣：當(dāng)一些小的臺(tái)階匯聚為在的臺(tái)階時(shí)，其表現(xiàn)為河流狀花樣。9、解理面：晶體在外力作用下嚴(yán)格沿著一定晶體學(xué)平面破裂，這些平面稱為解理面。10、穿晶斷裂和沿晶斷裂：沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴(kuò)展，一定是脆斷，且較為嚴(yán)重，為最低級(jí)。穿晶斷裂裂紋穿過晶內(nèi)，可以是韌性斷裂，也可能是脆性斷裂。11、韌脆轉(zhuǎn)變：指金屬材料的脆性和韌性是金屬材料在不同條件下表現(xiàn)的力學(xué)行為或力學(xué)狀態(tài)，在一定條件下，它們是可以互相轉(zhuǎn)化的，這樣的轉(zhuǎn)化稱為韌脆轉(zhuǎn)變。12、形變強(qiáng)化

13、：指材料在外力作用下發(fā)生塑性變形后，如欲繼續(xù)增加其塑性變形量，所需外力也必須增加的現(xiàn)象。表征材料在發(fā)生塑性變形后強(qiáng)度提高。13、屈服極限：表征在外力作用下材料不發(fā)生明顯塑性變形的最大抗力。14、解理斷裂：指裂紋沿著特定的晶體學(xué)平面分離的斷裂方式。斷口平整、光亮，由許多相當(dāng)于晶粒尺寸大小的小的解理平面組成，微觀表現(xiàn)為解理臺(tái)階或河流狀花樣。斷裂前沒有明顯的塑性變形，是典型的脆性斷裂方式。15、脆性斷裂：指斷裂前沒有明顯的塑性變形的斷裂方式，一般以5%的變形量作為區(qū)分塑性斷裂的標(biāo)準(zhǔn)。斷口平整、光亮，呈放射狀，或有閃爍狀光澤而呈結(jié)晶狀。16、塑性斷裂（韌性斷裂）：指斷裂前產(chǎn)生明顯塑性變形的斷裂方式，一

14、般以塑性變形量5%而作為區(qū)分塑性斷裂的標(biāo)準(zhǔn)。斷口粗糙、暗灰色，呈纖維狀。第二章（1）應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：表征最大切應(yīng)力與的比值。（2）缺口效應(yīng)：由于缺口的存在，在靜載作用下，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生變化，這稱為“缺口效應(yīng)”。（3）缺口敏感度：表征缺口試樣的抗拉強(qiáng)度與光滑試樣的抗拉強(qiáng)度的比值。（4）布氏硬度：用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力（F）壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2(MPa)。其計(jì)算公式為： 式中：F-壓入金屬試樣表面的試驗(yàn)力，N； D-試驗(yàn)用鋼球

15、直徑，mm； d-壓痕平均直徑，mm。 （5）洛氏硬度：在規(guī)定的外加載荷下，將鋼球或金剛石壓頭垂直壓入試件表面，產(chǎn)生壓痕，測(cè)試壓痕深度，利用洛氏硬度計(jì)算公式HR=（K-H)/C便可計(jì)算出洛氏硬度。簡(jiǎn)單說就是壓痕越淺，HR值越大，材料硬度越高。（6）維氏硬度：是根據(jù)壓痕單位面積所承受的試驗(yàn)力計(jì)算硬度值。所采用的壓頭是兩相對(duì)面間夾角為136的金剛石四棱錐體，壓頭的試驗(yàn)力作用下將試樣表面壓出一個(gè)四方錐形的壓痕，經(jīng)一定保持時(shí)間后擔(dān)卸除試驗(yàn)力，測(cè)量壓痕對(duì)角線平均長(zhǎng)度d，用以計(jì)算壓痕表面積。維氏硬度的值為試驗(yàn)力除以壓痕表面積A所得的商。第三章（1）沖擊韌度：批材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能

16、力。（2）沖擊吸引功：然后將具有一定質(zhì)量m的擺錘興到一定高度H1，使其獲得一定位能mgH1。釋放擺錘沖斷試樣，擺錘的剩余能量為mgH2，則擺錘沖斷試樣失去的位能mgH1mgH2，即為試樣變形和斷裂所消耗的功，稱為沖擊吸收功，以Ak表示，單位為J。（3）低溫脆性：體心立方晶體金屬及合金或某些密排六方晶體金屬及其合金，特別是工程上常用的中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)（鐵素體珠光體鋼），在試驗(yàn)溫度低于某一溫度tk時(shí)，會(huì)由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機(jī)理由微孔聚焦型變?yōu)榇┚Ы饫?，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀，這就是低溫脆性。（4）韌脆轉(zhuǎn)變溫度：上述低溫脆性中的tk稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。（5）韌性溫度儲(chǔ)備：

17、指材料的使用溫度和材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度之間的差值。第四章（1）低應(yīng)力脆斷：當(dāng)容器或構(gòu)件采用強(qiáng)度高而韌性差的材料時(shí)，在應(yīng)力水平不高，甚至低于材料屈服極限的情況下所發(fā)生的突然斷裂現(xiàn)象稱為低應(yīng)力脆斷。（2）張開型（1型）裂紋：拉應(yīng)力垂直作用于裂紋擴(kuò)展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴(kuò)展的裂紋稱為張開型（1型）裂紋。（3）應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)：指在工件上應(yīng)力分布或應(yīng)變分布的情況。（4）應(yīng)力強(qiáng)度因子K1：表征應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度。（5）小范圍屈服：指在裂紋尖端一定范圍內(nèi)發(fā)生的屈服的現(xiàn)象。（6）塑性區(qū)：指在裂紋尖端一定范圍內(nèi)發(fā)生塑性變形區(qū)域。（7）有效屈服應(yīng)力：（8）有效裂紋長(zhǎng)度：（9）裂紋擴(kuò)展K判斷：（10）裂紋擴(kuò)

18、展能量釋放率G1：把裂紋單位面積時(shí)系統(tǒng)釋放勢(shì)能的數(shù)值稱為裂紋擴(kuò)展能量釋放率G1。（11）裂紋擴(kuò)展G判斷；（12）J積分：J積分的斷裂判據(jù)就是G判據(jù)的延伸，或者是更廣義地將線彈性條件下的G延伸到彈塑性斷裂時(shí)的J，J的表達(dá)式或定義類似于G。（13）J積分的守恒性：小應(yīng)變條件下，J積分JI與積分路徑無關(guān)。即：積分回路很小時(shí)，其包圍區(qū)域可僅為裂紋尖端，此時(shí)J積分僅描述了裂紋尖端聚集的能量，也即該裂紋尖端的應(yīng)力應(yīng)變的集中程度，可表征該裂紋的擴(kuò)展能力，即JI也可看成裂紋擴(kuò)展的動(dòng)力；積分回路很大時(shí)，積分回路可擴(kuò)展至裂紋尖端屈服區(qū)之外而進(jìn)入完全的線彈性變形區(qū)，此時(shí)可在完全的線彈性狀態(tài)下求解該J積分，解決彈塑性

19、變形條件下的裂紋擴(kuò)展問題。第五章（1）應(yīng)力范圍：在循環(huán)應(yīng)力作用下，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之間的差值。（2）應(yīng)變范圍：在循環(huán)應(yīng)力作用下，最大應(yīng)變與最小應(yīng)變之間的差值。（3）應(yīng)力幅a:在循環(huán)應(yīng)力作用下，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之間的差值的一半。（4）應(yīng)力幅（t/2，e/2, p/2）：（5）平均應(yīng)力m：在循環(huán)應(yīng)力作用下，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之間的和的一半。（6）應(yīng)力比r：在循環(huán)應(yīng)力作用下，最小應(yīng)力與最大應(yīng)力之間的比值。（7）疲勞源：是疲勞裂紋萌生的策源地，在斷口上，疲勞源一般在機(jī)件表面，常和缺口、裂紋、刀痕、蝕坑等缺陷相連，因?yàn)檫@里的應(yīng)力集中會(huì)引發(fā)疲勞裂紋。（8）疲勞貝紋線：由載荷變動(dòng)引起的，如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的開

20、動(dòng)和停歇，偶然過載引起的載荷變動(dòng)，使裂紋前沿線留下了弧狀臺(tái)階痕跡。（9）疲勞條帶；是疲勞亞穩(wěn)擴(kuò)展的斷口特征,它是具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣。（10）駐留滑移帶：在疲勞多次循環(huán)后拋光，可發(fā)現(xiàn)該滑移帶會(huì)因已經(jīng)相當(dāng)深入而未被拋掉，將成為嵌入材料表面的微小裂紋源，該滑移帶被稱為“駐留滑移帶”。（11）擠出脊和侵入溝；（12）K：疲勞的應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍。（13）da/dN：每循環(huán)一次擴(kuò)展的距離，稱為疲勞裂紋擴(kuò)展速率。（14）疲勞壽命：（15）過渡壽命；（16）熱疲勞：是由于溫度周期變化引起零件或構(gòu)件的自由膨脹和收縮，而又因這種膨脹和收縮受到約束，產(chǎn)生了交變熱應(yīng)力，由這種交變熱應(yīng)力引起的破壞。（17

21、）過載損傷:由金屬機(jī)件偶然經(jīng)受短期過載，造成疲勞壽命或疲勞極限減小的現(xiàn)象。第六章（1）應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象，則稱為應(yīng)力腐蝕。（2）氫蝕：由于氫與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界結(jié)合力減弱而導(dǎo)致金屬脆化的現(xiàn)象。（3）白點(diǎn)：當(dāng)鋼中含有過量的氫時(shí)，隨溫度的降低，氫在鋼中的溶解度逐漸減小，如果過飽和的未擴(kuò)散逸出，便聚集在某些缺陷處形成氫分子。此時(shí)氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)壓力很大足以將金屬局部撕裂，而形成微裂紋。這種微裂紋的斷面呈圓形和橢圓形，顏色呈銀白色，故稱為白點(diǎn)。（4）氫化物致脆：對(duì)于B或B族金屬（如純鈦、-鈦合金、釩

22、、鋯、鈮及合金），由于它們與氫有較大的親和力，極易生成氫化物，使金屬脆化。這種脆化稱為氫化物致脆。（5）氫致延滯斷裂：高強(qiáng)度鋼或+鈦合金中，含有適量的處于固溶狀態(tài)的氫（原來存在的或從環(huán)境介質(zhì)中吸收的），在低于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力持續(xù)作用下，經(jīng)過一段孕育期后，在金屬內(nèi)部，特別是在三向拉應(yīng)力區(qū)形成裂紋，裂紋逐步擴(kuò)展，最后突然發(fā)生脆性斷裂。這種由于氫的作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象稱為氫致延滯斷裂。第七章（1）磨損：機(jī)械表面相接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑，使表面材料逐漸損失、造成表面損傷的現(xiàn)象。（2）粘著：實(shí)際上就是原子間的鍵合作用。（3）磨屑：松散的尺寸與形狀均不相同的碎屑。（4）跑

23、合：在穩(wěn)定磨損階段前，摩擦副雙方表面逐漸被磨平，實(shí)際接觸面積增大的過程。（5）咬死：在粘著磨損的過程中，常在較軟一方本體內(nèi)產(chǎn)生剪斷，其碎片則轉(zhuǎn)較硬一方的表面上，軟方金屬在硬方表面逐步積累最終使不同金屬的摩擦副滑動(dòng)成為相同金屬間的滑動(dòng)，故磨損量較大，表面較粗糙，發(fā)生卡死的現(xiàn)象。（6）犁皺：韌性金屬材料在磨粒磨損后表面的形貌。（7）耐磨性：材料抵抗磨損的性能。（8）接觸疲勞：機(jī)件兩接觸而作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，材料表面因疲勞損傷，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊狀金屬剝落而使物質(zhì)損失的現(xiàn)象，又稱表面疲勞磨損或疲勞磨損。第八章（1）等強(qiáng)溫度：晶粒與晶界兩者強(qiáng)度相等的溫度。（2

24、）約比溫度：表征試驗(yàn)溫度與金屬熔點(diǎn)之間的比值。（3）蠕變：金屬在長(zhǎng)時(shí)間的恒溫、恒載作用下緩慢產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。（4）穩(wěn)態(tài)蠕變：蠕變速度幾乎保持不變的現(xiàn)象。（5）擴(kuò)散蠕變：在高溫條件下，大量原子和空位定向移動(dòng)造成的蠕變現(xiàn)象。（6）持久伸長(zhǎng)率：在高溫持久試驗(yàn)后，試樣斷裂后的伸長(zhǎng)率。（7）蠕變脆性：材料在高溫下發(fā)生蠕變后，塑性下降的現(xiàn)象；（8）松弛穩(wěn)定性：金屬材料抵抗應(yīng)力松弛的性能。名詞綜合：解理斷裂；形變硬化；冷脆轉(zhuǎn)變；應(yīng)力柔性系數(shù)；缺口效應(yīng)；平面應(yīng)變；過載持久值；過載損傷界；疲勞輝紋；等效裂紋長(zhǎng)度；裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子；低溫脆性；應(yīng)力腐蝕；粘著磨損；切削磨損；磨粒磨損；高溫蠕變。第二章 作業(yè)

25、題1應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：按“最大切應(yīng)力理論”計(jì)算的最大切應(yīng)力與按“相當(dāng)最大正應(yīng)力理論”計(jì)算的最大正應(yīng)力的比值。2缺口效應(yīng)：截面的急劇變化產(chǎn)生缺口，在靜載荷作用下，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生變化，產(chǎn)生缺口效應(yīng)，影響金屬材料的力學(xué)性能。3 布氏硬度：用一定直徑的硬質(zhì)合金球做壓頭，施以一定的試驗(yàn)力，將其壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除，試樣表面殘留壓痕。HBW通過壓痕平均直徑求得。4 洛氏硬度：洛氏硬度以測(cè)量壓痕深度標(biāo)識(shí)材料的硬度。HR(k-h)/0.002.二、脆性材料的抗壓強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)缺口試樣的抗拉強(qiáng)度NSR：缺口敏感度，為缺口試樣的抗拉強(qiáng)度與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度的比值。HBS:用鋼球

26、材料的球壓頭表示洛氏硬度。HRC:用金剛石圓錐壓頭表示的洛氏硬度。三、試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍1單向拉伸試驗(yàn)特點(diǎn)：溫度、應(yīng)力狀態(tài)和加載速率是確定的，且常用標(biāo)準(zhǔn)的光滑圓柱試樣進(jìn)行試驗(yàn)。應(yīng)用范圍：一般是用于那些塑性變形抗力與切斷強(qiáng)度較低的所謂塑性材料試驗(yàn)。2壓縮試驗(yàn)特點(diǎn)：?jiǎn)蜗驂嚎s試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)2，比拉伸，彎曲，扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)都軟，拉伸時(shí)塑性很好的材料在壓縮時(shí)只發(fā)生壓縮變形而不會(huì)斷裂。應(yīng)用范圍：拉伸時(shí)呈脆性的金屬材料的力學(xué)性能測(cè)定。如果產(chǎn)生明顯屈服，還可以測(cè)定壓縮屈服點(diǎn)。3彎曲試驗(yàn)特點(diǎn)：試樣形狀簡(jiǎn)單，操作方便，彎曲試樣應(yīng)力分布不均勻，表面最大，中心為零。可較靈敏的

27、反映材料表面缺陷。應(yīng)用范圍：對(duì)于承受彎曲載荷的機(jī)件，測(cè)定其力學(xué)性能。4扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)特點(diǎn)：1扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)0.8，比拉伸時(shí)大，易于顯示金屬的塑性行為。2圓柱形試樣扭轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)長(zhǎng)度上塑性變形是均勻的，沒有頸縮現(xiàn)象，所以能實(shí)現(xiàn)大塑性變形量下的試驗(yàn)。3能較敏感的反映出金屬表面缺陷及硬化層的性能。4扭轉(zhuǎn)時(shí)試樣中的最大正應(yīng)力與最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等，而生產(chǎn)上所使用的大部分金屬材料的正斷強(qiáng)度大于切斷強(qiáng)度，所以，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是測(cè)定這些材料切斷最可靠的辦法。 應(yīng)用范圍：研究金屬在熱加工條件下的流變性能與斷裂性能，評(píng)定材料的熱壓力加工性；研究或檢驗(yàn)工件熱處理的表面質(zhì)量和各種表面強(qiáng)化工藝的效果。四、缺口拉伸時(shí)應(yīng)

28、力分布有何特點(diǎn)缺口截面上的應(yīng)力分布是不均勻的，軸向應(yīng)力在缺口根部最大，隨著離開根部的距離增大，應(yīng)力不斷減小，即在根部產(chǎn)生應(yīng)力集中。第三章 作業(yè)題沖擊韌性:材料在沖擊載荷的作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力低溫脆性：在試驗(yàn)溫度低于某一溫度時(shí)，會(huì)由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫硇?，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀韌脆轉(zhuǎn)變溫度：導(dǎo)致低溫脆性的轉(zhuǎn)變溫度斷裂分析圖：表示許用應(yīng)力、缺陷和溫度之間關(guān)系的綜合圖2、Ak 沖擊韌度 NDT 無塑性或零塑性轉(zhuǎn)變溫度試說明低溫脆性的物理本質(zhì)及其影響3、低溫脆性本質(zhì)是材料屈服強(qiáng)度隨溫度降低急劇增加。其影響因素包括晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分

29、、顯微組織（晶粒大小、金相組織）等試述焊接船舶比鉚接船舶容易發(fā)生脆性斷裂的原因4、因?yàn)楹附咏涌谥g會(huì)從在裂紋，氣孔，而且連接體之間不是同一種材料，導(dǎo)致焊口脆性大，同時(shí)焊接時(shí)鋼鐵內(nèi)部發(fā)生了組織變化，但鉚接就不一樣了，它的抗拉能力很強(qiáng)，不易發(fā)生脆性斷裂。第四章 作業(yè)題1、由宏觀裂紋擴(kuò)展引起。表示應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度。 裂紋體在受力時(shí)，只要滿足Ki=Kic,就會(huì)發(fā)生脆性斷裂。2、平面應(yīng)變斷裂韌度，表示在平面應(yīng)變條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。 平面應(yīng)力斷裂韌度，表示在平面應(yīng)力條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。 平面應(yīng)變斷裂韌度，表示材料阻止裂紋失穩(wěn)擴(kuò)散時(shí)單位面積所消耗的能量。試述低應(yīng)力脆斷的原因及方法

30、3、原因：與材料內(nèi)部一定尺寸的裂紋相關(guān)，當(dāng)裂紋在給定的作用應(yīng)力下擴(kuò)展臨界尺寸時(shí)，就會(huì)突然破壞。 防止方法：添加細(xì)化晶粒的合金元素 細(xì)化晶粒 形成板條馬氏體及殘留奧氏體薄膜增強(qiáng)塑性 溫度越低，脆性一般越大，增加應(yīng)變速率也會(huì)降低塑性，因此要降低應(yīng)變速率。試述K判據(jù)的意義及用途4、裂紋在受力時(shí)，只要滿足Ki=Kic,就會(huì)發(fā)生脆性斷裂。它將材料斷裂韌度同機(jī)件的工作應(yīng)力和裂紋尺寸的關(guān)系定量地聯(lián)系起來，因此可以直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算，如估算裂紋體的最大承載能力、允許的裂紋尺寸，以及用于正確選擇機(jī)件材料、優(yōu)化工藝等有一大型板件，材料的0.2=1200MPa。Kic=115MPa.m.探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長(zhǎng)的橫向穿透

31、裂紋，若在平均軸向拉應(yīng)力900MPa下工作，試計(jì)算KI及塑性區(qū)寬度RO，并判斷該件是否安全。5、Ki=159.5MPa R=2r=()=6.75m KiKic,會(huì)斷，不安全。第五章 作業(yè)題疲勞斷裂：金屬機(jī)件或構(gòu)件在變動(dòng)應(yīng)力和應(yīng)變長(zhǎng)期作用下，由于積累損傷而引起的斷裂疲勞源：疲勞裂紋萌生的策源地疲勞條帶：具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣疲勞壽命：在給定循環(huán)載荷條件下，試件或結(jié)構(gòu)由開始加載至出現(xiàn)可檢裂紋時(shí)的載荷循環(huán)數(shù);疲勞極限：疲勞缺口敏感度:疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值疲勞裂紋門檻值 影響 實(shí)用價(jià)值1、疲勞裂紋不擴(kuò)展的臨界值，其影響因素包括材料成分和組織、載荷條件及環(huán)境因素。其表示材料阻止疲勞裂紋開始擴(kuò)展的

32、性能，也是材料的力學(xué)指標(biāo)，其值越大，阻止疲勞裂紋開始擴(kuò)展的能力就越大，材料就越好。它可以作為裂紋件的設(shè)計(jì)和校核指標(biāo)。2、提高零件的疲勞壽命的方法主要有：（1）只要能降低第二相或夾雜物的脆性，提高相界面強(qiáng)度，控制第二相或夾雜物的數(shù)量、形態(tài)、大小和分布，均可抑制或延緩疲勞裂紋的萌生，應(yīng)用實(shí)例有真空冶煉和真空澆注。（2）晶界強(qiáng)化、凈化和晶粒細(xì)化，可以提高材料疲勞壽命，細(xì)化晶粒既能阻止疲勞裂紋在晶界處萌生，又因晶界阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展，故能提高疲勞強(qiáng)度。應(yīng)用實(shí)例包括低碳鋼和鈦合金的強(qiáng)化。（3）表面強(qiáng)化處理可在機(jī)件表面產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力，同時(shí)還能提高機(jī)件表面的強(qiáng)度和硬度。應(yīng)用實(shí)例有表面噴丸和滾壓，其在阻

33、礙疲勞裂紋擴(kuò)展中有良好的效果。試說明疲勞裂紋擴(kuò)展曲線的三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)和影響因素3、I區(qū)是疲勞裂紋初始擴(kuò)展的階段，擴(kuò)展速率很小。隨K增加，擴(kuò)展速率快速提高，但變化范圍很小，提高有限，擴(kuò)展壽命長(zhǎng)。II區(qū)是疲勞擴(kuò)展的主要階段，占據(jù)亞穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的絕大部分，是決定疲勞壽命的主要組成部分，擴(kuò)展速率較大，K變化范圍大，擴(kuò)展壽命長(zhǎng)。III區(qū)是疲勞裂紋擴(kuò)展的最后階段，擴(kuò)展速率很大，并隨K增加而很快的增大，只需擴(kuò)展很少的周次即會(huì)導(dǎo)致材料失穩(wěn)斷裂。影響因素有：材料的成分、組織、載荷條件及環(huán)境因素等。第六章 作業(yè)題名詞解釋：應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后所產(chǎn)生的地應(yīng)力脆段現(xiàn)象。氫蝕：氫

34、與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬境界結(jié)合力減弱而導(dǎo)致金屬脆化。指標(biāo)意義：scc：材料不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力KIscc：應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子da/dt：應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率如何判斷某一零件的破壞是由應(yīng)力腐蝕引起的1、應(yīng)力腐蝕顯微裂紋常有分叉現(xiàn)象，呈枯樹枝狀，即：有一主裂紋擴(kuò)展較快，其他分支裂紋擴(kuò)展較慢。根據(jù)這一特征即可區(qū)分。、如何識(shí)別氫脆與應(yīng)力腐蝕2、采用極化試驗(yàn)方法：當(dāng)外加小的陽極電流而縮短產(chǎn)生裂紋時(shí)間的是應(yīng)力腐蝕，當(dāng)外加小的陰極電流而縮短產(chǎn)生裂紋時(shí)間的是氫致延滯斷裂。3、 Ki=(1.1)/=代入數(shù)據(jù)得a=1.91mm第二階段結(jié)束時(shí)da/dt=0.00002利用積分公式t

35、=580000s第七章 作業(yè)題磨損：機(jī)件表面接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑，使表面材料逐漸流失、造成表面磨損的現(xiàn)象。粘著磨損：粘著磨損又稱咬合磨損，是在滑動(dòng)摩擦條件下，當(dāng)摩擦副相對(duì)滑動(dòng)速率較?。ㄤ撔∮?m/s）時(shí)發(fā)生的，它是因?yàn)槿狈?rùn)滑油，摩擦副表面無氧化膜，且單位法向載荷很大，以致材料承受的接觸應(yīng)力超過實(shí)際接觸點(diǎn)處屈服強(qiáng)度而產(chǎn)生的一種磨損。 耐磨性：材料在一定的摩擦條件下抵抗磨損的能力。接觸疲勞：兩接觸體表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)以滾動(dòng)為主時(shí)，在接觸區(qū)形成的循環(huán)應(yīng)力超過材料的疲勞強(qiáng)度的情況下，表層引發(fā)裂紋并逐步擴(kuò)展，最后使裂紋以上的材料斷裂剝落下來，導(dǎo)致材料損耗的現(xiàn)象。粘著磨損是如

36、何產(chǎn)生的？如何提高材料或零件的抗粘著磨損的能力？1、摩擦副實(shí)際表面上總存在局部凸起，當(dāng)摩擦副雙方接觸時(shí)，即使施加較小載荷，在真實(shí)接觸面上的局部應(yīng)力就足以引起塑性變形。倘若接觸面上潔凈而未受到腐蝕，則局部塑性變形會(huì)使兩個(gè)接觸面的原子彼此十分接近而產(chǎn)生強(qiáng)烈粘著。提高材料抗磨損能力的方式有：選擇的配對(duì)材料粘著傾向應(yīng)比較小、采用表面化學(xué)熱處理改變材料表面狀態(tài)、控制摩擦滑動(dòng)速度和接觸壓應(yīng)力，如：改善潤(rùn)滑條件，提高表面氧化膜與基體金屬的結(jié)合能力，降低表面粗糙度等。磨粒磨損分類 提高零件的磨損抗力2、磨粒磨損可分為鑿削式磨粒磨損、高應(yīng)力碾碎性磨粒磨損和低應(yīng)力擦傷性磨粒磨損。鑿削式磨粒磨損 實(shí)例如挖掘機(jī)斗齒，

37、提高其磨損抗力的方法是增加材料硬度;高應(yīng)力碾碎性磨粒磨損 實(shí)例如球磨機(jī)襯板與鋼球機(jī)件表面的破壞，在高應(yīng)力沖擊載荷下，應(yīng)選用高硬度材料，利用其高韌性和高加工硬化能力，可得到高耐磨性。低應(yīng)力碾碎性磨粒磨損 實(shí)例如運(yùn)輸槽板的摩擦表面，在這一磨損場(chǎng)合，用中碳低合金鋼并作淬火回火處理，可提高材料磨損抗力。接觸疲勞破壞有幾種形式？如何產(chǎn)生的？如何提高零件的接觸疲勞抗力3、接觸疲勞破壞有麻點(diǎn)剝落、淺層破落和深層剝落三類。麻點(diǎn)剝落：在滾動(dòng)接觸過程中,由于表面最大綜合應(yīng)力反復(fù)作用，在表層局部區(qū)域，由于損傷逐步累積，直到表面最大綜合切應(yīng)力超過材料抗剪強(qiáng)度時(shí)，就在表面形成裂紋，接著初始裂紋擴(kuò)展 ，二次裂紋形成到二次

38、裂紋擴(kuò)展 ，形成磨屑最終形成鋸齒形表面。淺層剝落：在接觸應(yīng)力反復(fù)作用下，塑性變形反復(fù)進(jìn)行，使材料局部弱化，遂在該處形成裂紋。而后裂紋進(jìn)行擴(kuò)展，在滾動(dòng)及摩擦力作用下又與表面生成一傾角的二次裂紋。二次裂紋擴(kuò)展到表面，反復(fù)彎曲發(fā)生彎斷，從而形成淺層剝落。深層剝落：壓碎性剝落的裂紋形成后先平行于表面擴(kuò)展，而后再垂直于表面擴(kuò)展，最后形成較深的剝落。提高表面硬度和心部硬度，加大表面硬化層深度，滲碳層的有利殘余壓應(yīng)力，降低表面粗糙度，提高接觸精度都能提高零件的接觸疲勞抗力。第八章作業(yè)題等強(qiáng)溫度：晶粒與晶界兩者強(qiáng)度相等的溫度。約比溫度：試驗(yàn)溫度與金屬熔點(diǎn)的比值。蠕變：金屬在長(zhǎng)時(shí)間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生

39、塑性變形的現(xiàn)象。持久強(qiáng)度：在規(guī)定溫度下，達(dá)到規(guī)定的持續(xù)時(shí)間而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。應(yīng)力松弛：在規(guī)定溫度和初始應(yīng)力條件下，金屬材料中的應(yīng)力隨時(shí)間增加而減小的現(xiàn)象。用穩(wěn)態(tài)蠕變速率表示的蠕變極限。用蠕變總伸長(zhǎng)率表示的蠕變極限。金屬材料的持久強(qiáng)度極限。松弛應(yīng)力。和常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點(diǎn)？造成這種差別的原因何在1、高溫下，金屬的斷裂由常溫下常見的穿晶斷裂過渡到沿晶斷裂。一個(gè)重要特點(diǎn)就是產(chǎn)生蠕變。這是因?yàn)椋瑴囟壬邥r(shí)晶粒強(qiáng)度和晶界強(qiáng)度都要降低，但晶界強(qiáng)度下降較快所致。金屬材料在高溫下的變形機(jī)制與斷裂機(jī)制，和常溫比較有什么不同2、變形機(jī)制：高溫下的蠕變變形主要是通過位錯(cuò)滑移

40、、原子擴(kuò)散等機(jī)理進(jìn)行的。常溫下，若滑移面上的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻產(chǎn)生塞積，滑移便不能繼續(xù)進(jìn)行，只有在更大的切應(yīng)力作用下，才能使位錯(cuò)重新運(yùn)動(dòng)和增殖。但在高溫下，位錯(cuò)可借助外界提供的熱激活能和空位擴(kuò)散來克服某些短程阻礙。擴(kuò)散蠕變，是由于在高溫條件下大量原子和空位定向移動(dòng)。此外，高溫下，由于晶界上的原子容易擴(kuò)散，受力后易產(chǎn)生滑動(dòng)，促進(jìn)蠕變變形，這就是晶界滑動(dòng)蠕變。 斷裂機(jī)制：金屬材料在長(zhǎng)時(shí)高溫下的斷裂，大多為沿晶斷裂，這是由于晶界滑動(dòng)在晶界上形成裂紋并逐漸擴(kuò)展而引起的。高溫下，裂紋出現(xiàn)在晶界上的突起部位和細(xì)小的第二相質(zhì)點(diǎn)附近，由于晶界滑動(dòng)而產(chǎn)生空洞，最終導(dǎo)致沿晶斷裂。提高材料的蠕變抗力有哪些途徑3、合金化學(xué)

41、成分：在基體金屬中加入合金元素形成單相固溶體。加入能形成彌散相的合金元素。添加能增加晶界擴(kuò)散激活能的元素。 冶煉工藝：珠光體耐熱鋼一般采用正火加高溫回火工藝。奧氏體耐熱鋼或合金一般進(jìn)行固溶處理和時(shí)效。采用形變熱處理改變晶界形狀并在晶內(nèi)形成多邊化的亞晶界。 晶粒度：使用溫度低于等強(qiáng)溫度時(shí)，晶粒細(xì)化。奧氏體耐熱鋼及鎳基合金，一般以2到4級(jí)晶粒度較好。第九章作業(yè)題粘性變形：溫度高于粘流溫度時(shí)，聚合物分子鏈在外力作用下可進(jìn)行整體相對(duì)滑動(dòng)，呈粘性流動(dòng)，產(chǎn)生不可逆永久變形。粘彈性：高聚物慢性的粘性流變銀紋：在拉應(yīng)力作用下，非晶態(tài)聚合物的某些薄弱地區(qū)，因應(yīng)力集中產(chǎn)生局部塑性變形，結(jié)果在其表面或內(nèi)部、或在裂紋

42、尖端附近出現(xiàn)閃亮的、細(xì)長(zhǎng)的類裂紋。熱震斷裂：由熱震引起的瞬時(shí)斷裂熱震損傷：在熱沖擊循環(huán)作用下，材料先出現(xiàn)開裂，隨之裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低，最終整體破壞。試述聚合物材料的性能特點(diǎn)1、聚合物主要的物理、力學(xué)性能有：密度小、高彈性、彈性模量小、粘彈性明顯試述銀紋與裂紋的區(qū)別2、銀紋和裂紋不同：前者除其中有孔洞外，孔洞之間還有稱為銀紋質(zhì)的聚合物；后者則不含聚合物。試述陶瓷材料耐磨性的特點(diǎn)3、陶瓷材料耐磨性（1）表面接觸特性：一般為彈性接觸，滑動(dòng)時(shí)有塑性流動(dòng)的跡象（2）摩擦磨損：陶瓷材料的摩擦學(xué)特性，與對(duì)磨件的材料種類和性能、摩擦條件、環(huán)境，以及陶瓷材料自身的性能和表面狀態(tài)等因素有關(guān)陶瓷材料與金屬材

43、料在彈性變形、塑性變形和斷裂方面的區(qū)別4、陶瓷材料和金屬材料相比，其彈性變形有如下特點(diǎn)：（1）彈性模量大，這是由其共價(jià)鍵和離子鍵的鍵合結(jié)構(gòu)所決定的。（2）陶瓷材料的彈性模量不僅和結(jié)合鍵有關(guān)，還與其他組成相的種類、分布比例及氣孔率有關(guān)（3）通常，陶瓷材料的壓縮彈性模量高于拉伸彈性模量。在塑性變形方面，陶瓷材料和金屬材料的區(qū)別有，常溫下，大多數(shù)陶瓷材料均不產(chǎn)生塑性變形，而且陶瓷材料在具有一定條件時(shí)，在高溫下還可顯示超塑性。斷裂方面,，陶瓷材料的斷裂過程都是以其內(nèi)部或表面的缺陷為起點(diǎn)發(fā)生的，以各種缺陷為裂紋源，在一定拉伸應(yīng)力作用下，其最薄弱環(huán)節(jié)處的微小裂紋擴(kuò)展，當(dāng)裂紋尺寸達(dá)到臨界值時(shí)陶瓷材料瞬時(shí)斷裂

44、第一章1、金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說他是一個(gè)隊(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？主要取決于金屬原子本性和晶格類型合金化，熱處理，冷塑性變形對(duì)彈性模量的影響較小，所以。2、現(xiàn)有45、40Cr、35 CrMo鋼和灰鑄鐵幾種材料，你選擇哪種材料作為機(jī)床起身，為什么？選灰鑄鐵，因?yàn)槠浜剂扛?，有良好的吸震減震作用，并且機(jī)床床身一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)精度要求不高，使用灰鑄鐵可降低成本，提高生產(chǎn)效率。3、試述多晶體金屬產(chǎn)生明顯屈服的條件，并解釋bcc金屬及其合金與fcc金屬及其合金屈服行為不同的原因？條件：材料變形前可動(dòng)位錯(cuò)密度很小隨塑性變形發(fā)生，位錯(cuò)能快速增殖位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速率與外加應(yīng)力有強(qiáng)烈依存關(guān)系fcc

45、金屬的滑移系雖比bcc金屬的少，但因前者晶格阻力低，位錯(cuò)容易運(yùn)動(dòng)，塑性優(yōu)于后者？4、決定金屬屈服強(qiáng)度的因素有哪些？?jī)?nèi)因：金屬本性與晶格類型：一般多相合金的塑性變形主要沿集體相進(jìn)行，表明位錯(cuò)主要分布在基體中，而屈服強(qiáng)度由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所受的各種阻力決定，不同金屬及晶格類型，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所受的各種阻力并不相同。晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)：晶界是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的大障礙，要使鄰近晶粒的位錯(cuò)源開動(dòng)，在晶粒內(nèi)必須有足夠的位錯(cuò)塞積才能提供必要的應(yīng)力，因而，晶界越多，屈服應(yīng)力越高。溶質(zhì)元素：在純金屬中加入間隙或置換原子形成固溶體提高屈服強(qiáng)度，稱為固溶強(qiáng)化。溶質(zhì)周圍形成了晶格畸變應(yīng)力場(chǎng)，該應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)相互作用，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，使屈

46、服強(qiáng)度增加。間隙固溶產(chǎn)生的畸變大，因而強(qiáng)化效果優(yōu)于置換固溶。 第二相：含有不可變形第二相質(zhì)點(diǎn)的金屬材料，其屈服強(qiáng)度與流變應(yīng)力就決定于第二相質(zhì)點(diǎn)之間的距離，質(zhì)點(diǎn)的間距減小，流變應(yīng)力就增大，對(duì)于可變第二相質(zhì)點(diǎn)，位錯(cuò)可以切過，使之同基體一起產(chǎn)生變形，從而提高屈服強(qiáng)度。內(nèi)因：1、升高溫度，金屬材料的屈服強(qiáng)度降低。2、應(yīng)變速率增大，金屬材料的強(qiáng)度增加，且屈服強(qiáng)度隨應(yīng)變速率的變化較抗拉強(qiáng)度的變化要明顯得多。3、應(yīng)力狀態(tài)，切應(yīng)力分量越大，越有利于塑性變形，屈服強(qiáng)度則越低，所以扭轉(zhuǎn)比拉伸的屈服強(qiáng)度低，拉伸要比彎曲的屈服強(qiáng)度低。5、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別，為什么脆性斷裂最危險(xiǎn)？韌性斷裂：是金屬材料斷裂前產(chǎn)

47、生明顯宏觀塑性變形的斷裂，其有一個(gè)緩慢的撕裂過程，在裂紋擴(kuò)展中不斷消耗能量，其斷面一般平行于最大切應(yīng)力并與主應(yīng)力成45角，斷口成纖維狀，灰暗色。脆性斷裂：是突然發(fā)生的斷裂，斷裂前基本不發(fā)生塑性變形，沒有明顯征兆，因而危害性很大，其斷面一般與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。6、剪切斷裂與解理斷裂都是穿晶斷裂，為什么斷裂性質(zhì)完全不同？剪切斷裂：是金屬材料在切應(yīng)力作用下沿滑移面分離而造成的滑移面分離斷裂，為韌斷。解理斷裂：是金屬材料在一定條件下，當(dāng)外加正應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面的穿晶斷裂，為脆斷。7、何謂拉伸斷口三要素？影響宏觀拉伸斷口形態(tài)的因素有哪些？纖維區(qū)，

48、放射區(qū)，剪切唇（放射區(qū)越大，脆性越小，消耗能量越多，快速撕裂）試樣形狀，尺寸和金屬材料的性能以及試驗(yàn)溫度，加載速度和受力狀態(tài)不同而變化。8、板材宏觀脆性斷口的主要特征是什么？如何尋找斷裂源？斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀，板狀矩形拉伸試樣斷口中的人字紋花樣的放射方向也與裂紋擴(kuò)展方向平行，其尖端指向裂紋源。9、斷裂強(qiáng)度c與抗拉強(qiáng)度b有何區(qū)別？b為試樣拉斷過程中最大力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力c為試樣發(fā)生斷裂時(shí)所受的應(yīng)力當(dāng)試樣為脆性金屬材料時(shí)，b=c第二章1、試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特定及應(yīng)用。2、硬度試驗(yàn)選擇.滲碳層的硬度分布：努氏硬度HK/顯微HV淬火鋼：HRC灰鑄鐵：HBW鑒別鋼中的

49、隱晶馬氏體與殘留奧氏體：顯微HV/HK儀表小黃銅齒輪：顯微HV龍門刨床導(dǎo)軌：肖氏HS/里氏HL滲氮層：顯微HV/HK高速鋼刀具：HRC退火態(tài)低碳鋼：HBW硬質(zhì)合金：HRA3、試綜合比較光滑試樣軸向拉伸，缺口式樣軸向拉伸和偏斜拉伸試驗(yàn)的特點(diǎn)。光滑試樣軸向拉伸時(shí)，各截面上應(yīng)力分布均勻，如低碳鋼，它將依次發(fā)生彈性變形，塑性屈服，均勻塑性變形，不均勻塑性變形和斷裂。缺口試樣軸向拉伸時(shí)，在缺口根部會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，脆性材料如鑄鐵，高碳鋼在缺口根部尚未發(fā)生明顯塑性變形時(shí)就已斷裂，對(duì)缺口敏感。缺口試樣偏斜拉伸時(shí)，缺口根部產(chǎn)生應(yīng)力集中，除此之外，試樣同時(shí)承受拉伸和彎曲載荷復(fù)合作用，應(yīng)力狀態(tài)更“硬”，缺口截面上的

50、應(yīng)力分布更不均勻，因而更能表示材料對(duì)缺口的敏感性。4、60HRC表示用C標(biāo)尺測(cè)得的洛氏硬度為60。C標(biāo)尺 HRC 金剛石圓錐 1373N（主） 1471N（總） 淬火鋼，高硬度鑄件，珠光體可鍛鑄鐵640HV30表示在試驗(yàn)力為294.2N下保持1015s測(cè)得的維氏硬度值為640.維氏硬度 金剛石四棱錐體第三章1、W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V 鑄鐵 球鐵 工具鋼 （脆性材料）不要開缺口40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi要開缺口2、試說明低溫脆性的物理本質(zhì)及影響因素。低溫脆性是材料屈服強(qiáng)度隨溫度降低急劇增加的結(jié)果。內(nèi)因：1晶體結(jié)構(gòu)，體心立方金屬及其合金存在低溫脆性

51、2化學(xué)成分，間隙溶質(zhì)元素溶入鐵素體基體中，偏聚于位錯(cuò)線附近，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，致s升高，鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度提高3顯微組織，晶粒大小，細(xì)化晶粒使材料韌性增加；金相組織，當(dāng)?shù)诙喑叽缭龃髸r(shí)，材料韌性下降，韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。外因：溫度，加載速率3、試從宏觀和微觀解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變，而另一些材料則沒有？微觀：1、派納力（p-n）是短程力，對(duì)溫度非常敏感，T下降，派納力上升。bcc中的派納力較fcc高很多，由于派納力在屈服強(qiáng)度中占的比例很大，故bcc的低溫脆性很明顯。（P14）2、bcc的低溫脆性還可能與遲屈服現(xiàn)象有關(guān)。遲屈服即對(duì)低碳鋼施加一高速載荷到高于s，材料并不立即產(chǎn)生屈服而是經(jīng)過一段孕

52、育期才開始塑性變形。在孕育期中只產(chǎn)生彈性變形，由于沒有塑性變形消耗能量，故有利于裂紋的擴(kuò)展，從而易表現(xiàn)為脆性破壞。宏觀：1、對(duì)于中低強(qiáng)度的fcc材料和大部分hcp材料，如銅等，在很低的溫度下沖擊值還是較高的，可以不考慮它的低溫脆性。2、對(duì)于高強(qiáng)材料，它們?cè)诤芸斓膹?qiáng)度范圍內(nèi)都是脆性的，如高強(qiáng)鋼，鈦合金等。3、低中強(qiáng)度鋼等bcc金屬及其合金，在低溫是脆性解理，在高溫為韌性斷裂，在一定的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生韌脆轉(zhuǎn)變。第四章1、試述低應(yīng)力脆斷的原因及防止方法。低應(yīng)力脆斷是由宏觀裂紋引起的為防止低應(yīng)力脆斷，根據(jù)材料的斷裂韌性，可對(duì)機(jī)件允許的工作應(yīng)力和裂紋尺寸進(jìn)行計(jì)算，提出明確的數(shù)據(jù)要求。2、試述K判據(jù)的意義及

53、用途。當(dāng)裂紋體在受力時(shí)，若K1=K1c，就會(huì)發(fā)生脆性斷裂，斷裂判據(jù)是工程上很有用的關(guān)系，它將材料斷裂韌度同機(jī)件的工作應(yīng)力及裂紋尺寸的關(guān)系定量的聯(lián)系起來了，因此可以直接用于設(shè)計(jì)計(jì)算，如用以計(jì)算裂紋體的最大承載能力，允許的裂紋尺寸a，以及用于正確選擇機(jī)件材料，優(yōu)化工藝等。3、試述裂紋尖端塑性區(qū)產(chǎn)生的原因及其影響因素。距離裂紋尖端距離r越小，各應(yīng)力分量越大，當(dāng)r趨于0時(shí)，各應(yīng)力分量趨于無窮大，這是不可能的，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度s時(shí)便會(huì)發(fā)生塑性屈服，故金屬材料在裂紋擴(kuò)展前，尖端附近總要出現(xiàn)一個(gè)或大或小的塑性區(qū)。影響因素：應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子K1，屈服強(qiáng)度s以及是平面應(yīng)力還是平面應(yīng)變狀態(tài)？4、試述塑性區(qū)對(duì)

54、K1的影響及K1的修正方法和結(jié)果。5、簡(jiǎn)述J積分意義及其表達(dá)式。6、試述K1c和Akv的異同及其相互之間的關(guān)系。相同點(diǎn)：斷裂韌性與沖擊韌性都反映了材料的韌性性能。不同點(diǎn)：K1c能滿足平面應(yīng)變的要求，Akv一般不能滿足，應(yīng)力狀態(tài)不同，應(yīng)變速率不同，沖擊是在應(yīng)變速率高的沖擊載荷下對(duì)材料的組織缺陷等因素反映更加靈敏，K1c反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力，而沖擊Akv則反映裂紋形成和擴(kuò)展過程所消耗的能量，應(yīng)用不同，Akv是安全性能指標(biāo)，K1c用于定量。關(guān)系：中高強(qiáng)鋼K1c與Akv及0.2的關(guān)系。第五章1、試述金屬疲勞斷裂的特點(diǎn)。1、疲勞斷裂是低應(yīng)力脆性斷裂，斷裂應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度，沒有先兆，沒有宏

55、觀塑性變形。2、疲勞是與時(shí)間有關(guān)的一種失效方式，是累積損傷過程，即變化逐漸發(fā)生，逐漸累積。3、疲勞斷裂對(duì)材料的微觀組織和材料的缺陷更為敏感，幾乎總是在材料表面的缺陷處產(chǎn)生。4、疲勞斷裂也是由裂紋形成和擴(kuò)展兩個(gè)階段組成，裂紋擴(kuò)展的亞臨界擴(kuò)展期很長(zhǎng)。2、試述疲勞宏觀斷口的特征及其形成過程。斷口分為疲勞源，疲勞區(qū)和瞬斷區(qū)三個(gè)。疲勞源：光亮度最大，平滑疲勞區(qū)：斷口比較光滑并分布有貝紋線，貝紋線好像一簇以疲勞源為圓心的平行弧線瞬斷區(qū)：斷口比較疲勞區(qū)粗糙，脆性材料為結(jié)晶狀斷口，韌性材料在中間平面應(yīng)變區(qū)為放射狀或人字紋斷口，在邊緣平面應(yīng)力區(qū)為剪切唇。形成過程：疲勞裂紋萌生，裂紋壓穩(wěn)擴(kuò)展，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展，斷裂3

56、、試述疲勞裂紋的形成機(jī)理及阻止疲勞裂紋萌生的一般方法。機(jī)理： 1、滑移帶開裂產(chǎn)生裂紋。金屬在循環(huán)應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，即使其應(yīng)力低于屈服應(yīng)力，也會(huì)發(fā)生循環(huán)滑移并形成循環(huán)滑移帶，這種循環(huán)滑移是極不均勻的，總分布在某些局部薄弱區(qū)，這種循環(huán)滑移帶具有持久駐留性，稱為駐留滑移帶，隨著加載循環(huán)次數(shù)增加，循環(huán)滑移帶會(huì)不斷地加寬，當(dāng)加寬到一定程度時(shí)，由于位錯(cuò)的塞積和交割作用，便在駐留滑移帶處形成微裂紋。2、相界面開裂產(chǎn)生裂紋。材料中的第二相或夾雜物易引發(fā)疲勞裂紋。3、晶界開裂產(chǎn)生裂紋。對(duì)晶體材料由于晶界的存在和相鄰晶粒的不同取向性，位錯(cuò)在某一晶粒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到晶界的阻礙作用，在晶界處發(fā)生位錯(cuò)塞積和應(yīng)力集中現(xiàn)象，在應(yīng)力不斷循環(huán)下，晶界處的應(yīng)力集中得不到松弛時(shí)，則應(yīng)力峰越來越高，當(dāng)超過晶界強(qiáng)度時(shí)就會(huì)在晶界處產(chǎn)生裂紋。阻止方法：1、固溶強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化，提高材料的滑移抗力，均可以阻止疲勞裂紋的萌生，提高疲勞強(qiáng)度。2、控制第二相或夾雜物的數(shù)量、形態(tài)、大小和分布，使之“少、圓、