材料性能學(xué)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、第一章SAKe nKAe nKe n dAKe ndAAF dAAdAASbKenbAdFn 'de 0KAnenKAe nde 0Fde 0ededendeebKnnSbAbKnn AbedllndedAA證明題A0L0ALi dl|S匚AFLL0L1e de In In1|0|I0ATL?L0顯然，真應(yīng)力總是大于工程應(yīng)力，真應(yīng)變總是小于工程應(yīng)變?？s頸的條件:產(chǎn)生縮頸的載荷為n nKn e影響材料彈性模數(shù)的因素:1鍵合方式和原子結(jié)構(gòu): a、以共價(jià)健、離子鍵、金屬鍵結(jié)合的材料有較高的彈性模量。b、以分子鍵結(jié)合的材料，彈性模量較低。C、原子結(jié)構(gòu)：a）非過渡金屬（b）過渡族金屬：原子半徑較

2、小，且d層電子引起較大的原子間結(jié) 合力，彈性模數(shù)較高。且當(dāng) d層電子等于6時(shí)，E有最大值 2、晶體結(jié)構(gòu): a、單晶體材料，由于在不同的方向上原子排列的密度不同，故呈各向異性。b、多晶體材料，E為各晶粒的統(tǒng)計(jì)平均值，偽各向同性。C、非晶態(tài)材料彈性模量各向同性。3、化學(xué)成分：（引起原子間距或鍵合方式的變化）(1)純金屬主要取決于原子間的相互作用力。固溶體合金：主要取決于溶劑元素的性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)，彈性模量變化不大兩相合金：與第二相的性質(zhì)、數(shù)量、尺寸及分布狀態(tài)有關(guān)。高分子：填料對(duì) E影響很大。4.微觀組織：金屬：微觀組織對(duì)彈性模量的影響較小晶粒大小對(duì)E無影響;陶瓷：工程陶瓷彈性模數(shù)與相的種類、粒度、分

3、布、比例、氣孔率等有關(guān)。其中，氣孔率的 影響較大。復(fù)合材料：增強(qiáng)相為顆粒狀，彈性模數(shù)隨增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)的增高而增大增大，結(jié)合力減弱，材料的5、溫度：a、溫度升高，原子振動(dòng)加劇，體積膨脹，原子間距彈性模量降低。如碳鋼，每升高100 C, E值下降35% （軟化）b、當(dāng)溫度變化引起材料的固態(tài)相變時(shí)，彈性模數(shù)顯著變化。 如碳鋼的奧氏體、馬氏體相變。6、加載條件和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間:a、加載方式（多向應(yīng)力），加載速率和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間對(duì)金屬、陶瓷類材料的彈性模數(shù)幾乎金屬不同）。沒有影響。陶瓷材料的壓縮彈性模數(shù)高于拉伸彈性模數(shù)（與b、高分子聚合物，隨負(fù)荷時(shí)間的延長(zhǎng)，E值逐漸下降（松弛）。滯彈性：材料在快速加載或卸載

4、后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生附加彈性變形的性能。即應(yīng)變與應(yīng) 力不同步（相位），應(yīng)變滯后。粘彈性：是指材料在外力作用下變形機(jī)理，既表現(xiàn)出粘性流體又表現(xiàn)出彈性固體兩者的特性,彈性和粘性兩種變形機(jī)理同時(shí)存在（時(shí)間效應(yīng)）。特征：應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)不是瞬時(shí)完成的, 應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系與時(shí)間有關(guān)，但卸載后，應(yīng)變恢復(fù)，無殘余變形。偽彈性：是指在一定的溫度條件下，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定水平后， 金屬或合金將產(chǎn)生應(yīng)力誘發(fā)馬 氏體相變從而產(chǎn)生大幅度的彈性變形的現(xiàn)象。應(yīng)用：形狀記憶合金。包申格效應(yīng)：是指金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形（殘余應(yīng)變小于4%）,然后再同向加載規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力（eo.oi）增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力

5、（60.01）降低的現(xiàn)象。消除或減弱方法：再結(jié)晶退火 滑移變形具有以下特點(diǎn)：（1）滑移在切應(yīng)力作用下產(chǎn)生（2 ）滑移沿原子密度最大的晶面和 晶向發(fā)生（3）滑移時(shí)兩部分晶體的相對(duì)位移是原子間距的整數(shù)倍滑移系數(shù)目與材料塑性的關(guān)系：1. 一般滑移系越多，塑性越好；2.與滑移面密排程度和滑移方向個(gè)數(shù)有關(guān)；3.與同時(shí)開動(dòng)滑移系數(shù)目有關(guān)（k）。多晶體金屬材料的塑性變形的特點(diǎn):（1）各晶粒變形的不同時(shí)性和不均勻性（2）各晶粒變形的相互制約與協(xié)調(diào)性陶瓷材料的塑性變形：（1）鍵和方式：彈性模量大（2）晶體的滑移系少（3）位錯(cuò)寬度小,柏氏矢量大固溶合金中，溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑不同，隨著溶質(zhì)原子的進(jìn)入，晶格產(chǎn)生畸

6、變，使得位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，屈服強(qiáng)度升高（6 S體心立方晶格金屬，屈服強(qiáng)度具有強(qiáng)烈的溫度效應(yīng)，面心立方晶格的金屬，屈服強(qiáng)度溫度效應(yīng)較小。應(yīng)變硬化的意義： 應(yīng)變硬化與塑性變形相配合，保證了金屬材料在截面上的均勻變形,得到均勻一致的冷變形產(chǎn)品應(yīng)變硬化可以降低碳鋼的塑性，改善切削加工性能。應(yīng)變強(qiáng)化是金屬強(qiáng)化的一種重要手段（不能熱處理強(qiáng)化的金屬）。應(yīng)變硬化性能使金屬制件在工作中具有適當(dāng)?shù)目古既贿^載的能力，保證了機(jī)件的安全工作。韌性斷裂:斷裂前材料有明顯宏觀塑性變形。裂紋擴(kuò)展過程較慢.（晶粒變形7拉斷）斷口呈暗灰色,纖維狀韌性斷裂斷口（低碳鋼）斷口呈杯錐狀：由纖維區(qū)、放射區(qū)、剪切唇三個(gè)區(qū)組成。脆性斷裂：斷裂前

7、材料沒有明顯的宏觀塑性變形。裂紋擴(kuò)展速度極快（沒有預(yù)兆）。斷口平齊，光亮（呈放射狀或結(jié)晶狀）穿晶斷裂：可以韌性斷裂，也可以脆性斷裂；沿晶斷裂：斷裂沿晶界發(fā)生，多為脆性斷裂。解理臺(tái)階，河流花樣，舌狀花樣是解理斷口的基本微觀特征。韌度：靜力韌度、沖擊韌度、斷裂韌度。第二章 正應(yīng)力容易導(dǎo)致脆性的解理斷裂；切應(yīng)力容易導(dǎo)致材料的塑性變形和韌性斷裂。扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)：可用來測(cè)定那些在拉伸時(shí)呈現(xiàn)脆性 的材料（T f/c胡.50.8）的強(qiáng)度和塑性。截面應(yīng)力分布表面最大， 心部最低，因此扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)對(duì)材料表面強(qiáng)化和表面缺陷的反映十分敏感，適用于表面強(qiáng)化材料的性能檢驗(yàn)。扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)正應(yīng)力與切應(yīng)力大致相等，而生產(chǎn)所使用的大

8、部分金屬結(jié)構(gòu)材料的oC>T，所以，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是測(cè)定金屬材料切斷強(qiáng)度的最可靠方法。彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)：彎曲試驗(yàn)常用于測(cè)量硬度很高， 難以加工成拉伸試樣的脆性材料的斷裂強(qiáng)度，并能顯示出塑性差別。常用來比較、評(píng)定材料表面處理層的質(zhì)量。不適合塑性材料壓縮試驗(yàn)的特點(diǎn)：壓縮試驗(yàn)主要用于脆性材料，以顯示靜拉伸不能反映的韌性行為。壓縮試驗(yàn)不能使塑性材料斷裂。故多向不等壓縮試驗(yàn)適用于脆性更大的材料,以反映塑性的微小差別J。缺口三效應(yīng)：缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中， 這是缺口第一效應(yīng)。 由于缺口的存在，改變了平板中缺口截面的應(yīng)力狀態(tài)。 使單向拉伸變?yōu)閮上蚧蛉蚶欤@是缺口的第二效應(yīng)。 缺口使塑性材料得到 強(qiáng)化”一缺口的

9、第三效應(yīng)。布氏硬度值的表示方法：數(shù)字+硬度符號(hào)+數(shù)字/數(shù)字/數(shù)字硬度值鋼球直徑載荷量載荷保持時(shí)間當(dāng)保持時(shí)間為10-15S時(shí)，可不標(biāo)注。 HBW:硬質(zhì)合金鋼球， HBS:淬火鋼球。500HBW5/750表示用直徑為5mm的硬質(zhì)合金鋼球，在750kgf載荷作用下保持1015秒測(cè)得的布氏硬度為500。維氏硬度：維氏硬度只能測(cè)定450HB （或650HB硬質(zhì)合金頭）以下的材料。640HV30/20表示在載荷30kgf作用下，持續(xù)20秒測(cè)得的維氏硬度為640。Tb扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限；TS扭轉(zhuǎn)屈服強(qiáng)度；6 bN抗拉強(qiáng)度;6 bb抗彎強(qiáng)度；6 pC規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力6 be抗拉強(qiáng)度6 pb非比例彎曲應(yīng)力6 S睡g

10、余應(yīng)力6 SC松弛應(yīng)力qe缺口敏感度（脆性qe<1;塑性qe>1） 6p比限例極6e彈性極限6 s屈服強(qiáng)度6 b抗拉強(qiáng)度第三章材料對(duì)多次沖擊的抗力影響因素a、沖擊能量高時(shí)，材料的抗多次沖擊能力主要取決于塑性；沖擊能量低時(shí)，材料抗多次沖擊能力則主要取決于強(qiáng)度。強(qiáng)度是影響零件壽命的主要因素。b、不同的沖擊能量要求不同的強(qiáng)度與塑性配合C、ak值對(duì)沖擊疲勞抗力的影響：材料強(qiáng)度不同，塑性和沖擊韌性對(duì)沖擊疲勞抗力的影響不同。高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)鋼，塑性和沖擊韌性作用大。tk冷脆性轉(zhuǎn)變溫度NDT:當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟葧r(shí)材料吸收的沖擊能量基本不隨溫度而變化,形成一平臺(tái)（低階能），以低階能開始上升的溫度定義t

11、k。，以高FTP:當(dāng)溫度高于某一溫度時(shí)，材料吸收的能量基本不變，形成一個(gè)平臺(tái)（高階能）階能對(duì)應(yīng)的度定義為tk。FTE以高階能和低階能的平均值對(duì)應(yīng)的溫度定義tk ,V15TT:以Akv=15呎磅（20.3N m）對(duì)應(yīng)的溫度定義 tk50%FATT或FATT50溫度下降到某一臨界值時(shí)，纖維區(qū)面積突然減少，結(jié)晶區(qū)面積突然增大7材料由韌變脆，當(dāng)結(jié)晶區(qū)面積占整個(gè)斷口面積50%時(shí)的溫度定義為tk。影響材料低溫脆性的因素：1、晶體結(jié)構(gòu)的影響： 體心立方、密排六方金屬及其合金存在低溫脆性，面心立方金屬及其合金一般不存在低溫脆性。2、化學(xué)成分的影響： 間隙溶質(zhì)元素含量增加，晶格畸變程度加大，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力提高，屈

12、服強(qiáng)度升高，脆性增大，韌脆轉(zhuǎn)變溫度提高。置換型溶質(zhì)元素影響較小（也提高冷脆性轉(zhuǎn)變溫度）。雜質(zhì)元素S P、Pb、Sn As偏聚于晶界，產(chǎn)生 沿晶脆性斷裂，提搞了冷脆性轉(zhuǎn)變溫度。3、顯微組織的影響:細(xì)化晶粒，可提高材料的韌性，冷脆性轉(zhuǎn)變溫度下降。晶界是裂紋擴(kuò)展的阻力；晶界增。金相組織:多有利于降低應(yīng)力集中，降低晶界上雜質(zhì)度，避免產(chǎn)生沿晶界脆性斷裂較低強(qiáng)度水平（低碳鋼），回火索氏體最好 tk ,下貝氏體組織次之tk層片狀珠光體最差tk t。b、中、高碳鋼，等溫淬火7下貝氏體組織tk ,優(yōu)于淬火+回火7回火馬氏體 組織。c相同強(qiáng)度水平，上貝氏體的 tk高于下貝氏體組織（低碳鋼低溫上貝氏體的韌性高于回火

13、馬氏體的韌性）。d、低溫合金鋼，經(jīng)不完全等溫處理獲得貝氏體和馬氏體的混合組織,其韌性比單一貝氏體或單一馬氏體組織好。e、馬氏體鋼中存在穩(wěn)定的殘余奧氏體，可抑制解理斷裂，從而顯著改善鋼的韌性。f、第二相的影響取決于第二相的形狀、尺寸、分布狀態(tài)、第二相本身的性質(zhì)以及與基體的結(jié)合力。4、溫度的影響；5、加載速率的影響：提高加載速率，其作用如同降低溫度，使材料脆性增大，冷脆性轉(zhuǎn)變溫度提高。高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼的tk對(duì)加載速率的敏感性較小。中、低強(qiáng)度鋼的 tk對(duì)加載速率比較敏感。6、試樣形狀和尺寸的影響：缺口曲率半徑越小，tk越高，即V缺口試樣的tk高于U缺口試樣。不改變?nèi)笨诔叽?，只增加試樣的厚度時(shí)，tk

14、升高；試樣各部分尺寸按比例增大時(shí)，tk升高。試樣尺寸增大，應(yīng)力狀態(tài)變硬，且缺陷增多，脆性增大7 第四章KIC或 KC表示材料抵抗斷裂的能力。KIC表示平面應(yīng)變斷裂韌度；KC表示平面應(yīng)力斷裂韌度，顯然同一材料：KOKIC , JIC稱為斷裂韌度J判據(jù)一樣，都是J積分用干開裂點(diǎn)判據(jù)完全正確；但用干失穩(wěn)擴(kuò)展尚不準(zhǔn)確。A判據(jù)與裂紋開始擴(kuò)展的斷裂判據(jù)，而不是裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的斷裂判據(jù)形成金屬間化合物并以第二相形式析出的合金元素降低塑性，故可使斷裂韌度降低。細(xì)化晶粒既可提高強(qiáng)度，又可以提高塑性，斷裂韌度也提高。計(jì)算題有一火箭殼體承受很高的工作壓力，其周向最大工作壓力(7=1400M Pa.采用超高強(qiáng)度鋼制造，

15、焊接后往往發(fā)現(xiàn)有縱向表面半橢圓裂紋，尺寸為a=1.0mm,a/2c=0.3?，F(xiàn)有兩種材料,性能如下:A: 6 0.2=1700MPa, KIc=78MPa-m1/2' B:6 0.2=2800MPa ,KIc=47 MP am1/2第五章0 .2140017000 .8 20 .2212 .拿 Sin02 sin02a2a 2cCOScos112dda,a,-c0.61 .6 21 .11400J1.62KB :B :方法二1.11.1K;0 .20.K IK-'Ja.60.001 240001700071MPa1m2A 1400 1400 28000 .50 .5.12140

16、01 .6 2 .13.140.00168MPam 21400A73.14a0.001B68MPa1m 了22 .1I11K Ic.6 2Kic1.1 廣a?278Kic1.1aca1400.1 .62 0.212 V17002mm1 mmac2 mm47ac1.1 140。/0.48mm1mm ac 0.48mm1D 3200 mm6MPa ,t 16mm.2a0.21200 MPa K c 58 MPa m ,4mm ,2c6mm,600MPapD 6 3.2IT 2 0.016600 c u0.5,0.2 1200叵 sin22 a cos c1.74. 2 Sin2 a cos c0.

17、676009073.14 0.003J1.74sin2 900.00322cos0.0069014441MPa m2有一大型圓筒容器由中高強(qiáng)度鋼焊接而成,鋼板厚度t=5mm。圓筒內(nèi)徑D=1500mm。所用材料的b 0.2=1800MPa, KIc=62MPa-m1/2，焊接后發(fā)現(xiàn)焊縫中有縱向半橢圓裂紋，尺寸為2c=6mm,a=0.9mm,試問該容器能否在 p=6MPa的壓力下正常工作？(a/c=0.3, $ 2=1.21)PD61500900 MPa90018000.51.1900 P 0.9103J .2147 . 8 MPa有一大型板件，材料b 0.2=1200MPa, Klc=115 M

18、P am"2,探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長(zhǎng)的橫向穿透裂紋。若在平均軸向應(yīng)力 900MPa下工作，試計(jì)算 KI和塑性區(qū)寬度，并判斷該件是否安全。90012000.75需要修正KiJ1 0.056Y21168MPa m22900J10.056V12009000.011115MPa m2起應(yīng)力集中，形成疲勞微裂紋7形核（萌生）。不安全K|Y Ta申 0.056Y21 1168MPa m115MPa mI900 2J1 0.0561200設(shè)有b 0.2=為415 MPa,斷裂韌性 KIc為132 MP am"2,厚度分別為100mm和260mm的兩塊46mm的中心穿透很寬的合金鋼板。如果板

19、都受400MPa拉應(yīng)力作用，并設(shè)板內(nèi)都有長(zhǎng)為裂紋，問此兩板內(nèi)裂紋是否都擴(kuò)展?K|400 0.96415Y石 _70.16Y2400J 0.023I400 2,1 0.16 V4151147.2MPa m"1132MPa m2Ki申 0.056Y2薄板擴(kuò)展，厚板不擴(kuò)展400J 0.023I400 2,1 0.056V4151117.5MPa m21132MPa m'1、潛藏的突發(fā)第五章 疲勞破壞的特點(diǎn)： 從局部區(qū)域開始的損傷，不斷累積，最終引起整體破壞。性破壞，脆性斷裂（即使是塑性材料）2、屬低應(yīng)力循環(huán)延時(shí)斷裂（滯后斷裂） 。3、對(duì)缺陷 十分敏感（可加速疲勞進(jìn)程）疲勞的宏觀特征

20、（疲勞條帶是微觀特征）：疲勞斷口的特征區(qū)：疲勞源，疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū), 瞬斷區(qū)疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)疲勞源： 特征：光亮，因?yàn)槠谠磪^(qū)裂紋表面受反復(fù)擠壓、摩擦次數(shù)多。（貝紋線是疲勞區(qū)最典型的特征，）特征：斷口較光滑并分布有貝紋線或裂紋擴(kuò)展臺(tái)階瞬斷 區(qū)：斷口粗糙，脆性材料斷口呈結(jié)晶狀； 韌性材料斷口在心部平面應(yīng)變區(qū)呈放射狀或人字紋 狀；表面平面應(yīng)力區(qū)則有剪切唇區(qū)存在。駐留滑移帶：不均勻滑移：駐留滑移帶在表面加寬過程中，會(huì)形成擠出脊和侵入溝， 從而引表面易產(chǎn)生疲勞裂紋的原因：（1）在許多載荷方式下，如扭轉(zhuǎn)疲勞，彎曲和旋轉(zhuǎn)（3）相比于晶粒內(nèi)部，自由彎曲疲勞等，表面應(yīng)力最大。（2）實(shí)際構(gòu)件表面多存在類裂紋缺陷，如

21、缺口，臺(tái)階，鍵槽,加工劃痕等，這些部位極易由應(yīng)力集中而成為疲勞裂紋萌生地。表面晶粒受約束較小，更易發(fā)生循環(huán)塑性變形。（4）自由表面與大氣直接接觸，因此，如果環(huán)境是破壞過程中的一個(gè)因素，則表面晶粒受影響較大。中循環(huán)應(yīng)力也會(huì)引發(fā)銀紋，形成裂紋，但裂紋擴(kuò)展速率較低（機(jī)理相同）聚合物疲勞斷口可觀察到兩種特征的條紋:A、疲勞輝紋：聚合物相對(duì)分子量較高時(shí)， 在 所有應(yīng)力強(qiáng)度因子條件下，皆可形成疲勞輝紋。B、疲勞斑紋：而相對(duì)分子量較低時(shí)，在較低應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)，易形成疲勞斑紋。復(fù)合材料的疲勞破壞機(jī)理： 復(fù)合材料疲勞破壞的特點(diǎn)：a、多種疲勞損傷形式：界面脫粘、分層、纖維斷裂、空隙增長(zhǎng)等。b、不發(fā)生瞬斷，其疲勞破

22、壞的標(biāo)準(zhǔn)與金屬不同，常以彈性模量下降的百分?jǐn)?shù)1%-2%）,共振頻率變化（1-2HZ）作為破壞依據(jù)。c聚合物基復(fù)合材料，以熱疲勞為主，對(duì)加載頻率感。d、較大的應(yīng)變引起纖維與基體界面開裂形成疲勞源（纖維、基體的變形量不同）壓縮應(yīng)變使復(fù)合材料縱向開裂，故對(duì)壓縮敏感。e、復(fù)合材料的疲勞性能與纖維取向有關(guān)纖維是主要承載組分,沿纖維方向具有很好的疲勞強(qiáng)度;而沿纖維垂直方向，疲勞強(qiáng)度較低。基體與纖維的 E不同，變形量不同，故界面產(chǎn)生很大的剪切應(yīng)力。-P> T -對(duì)稱彎曲：0-1 ;對(duì)稱扭轉(zhuǎn)：t1 ;對(duì)稱拉壓：o-1p ;同種材料的疲勞強(qiáng)度：o-> 過載持久值：表征了材料對(duì)過載疲勞的抗力，過載持久

23、值可由疲勞 曲線傾斜部分確定：曲線傾斜度越大，持久值越高，表明材料在相同過載條件下能承受的應(yīng) 力循環(huán)次數(shù)越多。 過載損傷界：過載損傷界到疲勞曲線間的區(qū)域7過載損傷區(qū)。A Kth稱疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值，表征材料阻止疲勞裂紋開始擴(kuò)展的能力A Kth與0-1的區(qū)別：0-1代表光滑試樣的無限壽命疲勞強(qiáng)度，適用于無裂紋零件設(shè)計(jì)、校核依據(jù)。A Kth代表裂紋試樣的無限壽命疲勞強(qiáng)度，適用于含裂紋零件的設(shè)計(jì)和校核。影響材料疲勞強(qiáng)度的因素：1、載荷條件：應(yīng)力狀態(tài)，平均應(yīng)力，應(yīng)力比 在過載損傷區(qū)內(nèi)的過載，會(huì)降低材料的疲勞強(qiáng)度、疲勞壽命次載鍛煉材料尤其金屬在低于疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力循環(huán)一定周次后稱為次載鍛煉。間歇效應(yīng)：實(shí)驗(yàn)

24、表明， 對(duì)應(yīng)變時(shí)效材料，在循環(huán)加載運(yùn)行過程中，若間歇空載一段時(shí)間或間隙時(shí)適當(dāng)加溫，可提高疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)壽命。載荷頻率：在一定頻率范圍內(nèi)（1701000HZ）,材料的疲勞強(qiáng)度隨加載頻率的增加而提高;在常用頻率范圍內(nèi)50170HZ,材料的疲勞強(qiáng)度不受頻率變化影響；低于1HZ的加載，0-1降低。2、溫度 :溫度降低，疲勞強(qiáng)度升高(與靜強(qiáng)度相似) ；反之，疲勞強(qiáng)度降低。 3、腐蝕介質(zhì) ：腐蝕介質(zhì)的作用使材料表面產(chǎn)生蝕坑，而降低材料的疲勞強(qiáng)度，導(dǎo)致腐蝕疲勞。熱疲勞的特點(diǎn)：是熱塑性應(yīng)變損傷累積引起的破壞，服從低周應(yīng)變疲勞的規(guī)律。第六章磨損的類型： 粘著磨損。磨料磨損。腐蝕磨損，麻點(diǎn)磨損影響粘著磨損的因素：

25、(1)脆性材料的抗粘著磨損能力比塑性材料高。(2)金屬性質(zhì)越是相近的，構(gòu)成摩擦副時(shí)粘著磨損也越嚴(yán)重。反之，金屬間互溶程度越小，晶體結(jié)構(gòu)不同，原子尺寸差別較大，形成化合物傾向較大的金屬，構(gòu)成摩擦副時(shí)粘著磨損就較輕微。(3)通過表面化學(xué)熱處理，如滲硫、硫氮共滲、磷化、軟氮化等熱處理工藝，使表面生成一化合物薄膜，或?yàn)榱蚧?，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系?shù)減小，起到減磨作用也減小粘著磨損。(4)改善潤(rùn)滑條件。 (5)粘著磨損嚴(yán)重時(shí)表現(xiàn)為膠合。影響磨粒磨損的因素：(1)磨料的硬度、大小及形狀，磨粒的韌性、壓碎強(qiáng)度等。(2)外界載荷大小、滑動(dòng)距離及滑動(dòng)速度。(3)材料自身的硬度及內(nèi)部組織減輕粘著磨損的主

26、要措施：1、合理選擇摩擦副材料：互溶性少 粘著傾向小 強(qiáng)度高不易塑變 保護(hù)價(jià)值高的一方；2、避免兩摩擦副間直接接：增大氧化膜的穩(wěn)定性,提高氧化膜的附著力 降低表面粗糙度，提高實(shí)際接觸面積改善潤(rùn)滑條件.斷裂韌度也影響金屬材料磨粒磨損耐磨性：1.磨損受斷裂過程控制，耐磨性隨KIC 提高而提高 2. 當(dāng)硬度跟斷裂韌度配合最佳時(shí)， 耐磨性最高 3. 耐磨性隨硬度降低而下降， 可見磨粒磨損 抗力不唯一決定于硬度，還與材料的韌性有關(guān)提高接觸疲勞抗力的措施：2、調(diào)1、采用脆性氧化物含量低的鋼材，或在鋼中形成適量塑性硫化物夾雜，能將脆性 氧化物夾雜包住形成共生夾雜物，降低氧化物的破壞作用。整馬氏體含碳量。 3

27、、改善碳化物形態(tài)及分布 4、合理控制材料表層、 心部硬度及摩擦副 的 硬度匹配。第七章 蠕變變形的特點(diǎn)： 高溫下晶界可能產(chǎn)生滑動(dòng)， 于是晶內(nèi)和晶界都參與了變形； 變形過程強(qiáng)化 與軟化過程同時(shí)進(jìn)行，在高溫下，原子擴(kuò)散能促進(jìn)各種形式的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，在很高的溫度下，應(yīng)力很低的條件下，擴(kuò)散將成為控制變形的主要機(jī)制。金屬材料蠕變斷裂斷口的宏觀特征：是在斷口附近產(chǎn)生塑性變形，在變形區(qū)域附近有很多裂紋， 使斷裂機(jī)件表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。 二是由于高溫氧化， 斷口表面往往被一層氧化膜所覆蓋。微觀特征主要是冰糖狀花樣的沿晶斷裂。! ! a、在給定溫度下，使試樣在蠕變第二階段產(chǎn)生規(guī)定穩(wěn)態(tài)蠕變速率的最大應(yīng)力，稱為蠕T MP

28、a變極限。%/h如：O001x 105=80MPa ,表示在500C下，第二階段的穩(wěn)態(tài)蠕變速率為1 X 1-0%/h的蠕變極限為 80 MPa! ! b、在給定溫度和時(shí)間的條件下，使試樣產(chǎn)生規(guī)定的蠕變應(yīng)變的最大應(yīng)力定義為蠕變極限。用O S / t表示，£ /t表示在給定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的蠕變應(yīng)變?yōu)槿纾篛001/1oooo = 100MPa表示在500 C時(shí)，10000h產(chǎn)生1%的蠕變應(yīng)變的蠕變極限為100 MPa。!！持久強(qiáng)度是材料在一定溫度下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，不發(fā)生蠕變斷裂的最大應(yīng)力。如o600103=2 00MPa表示在600 C下工作1000h的持久強(qiáng)度為 200MPa松弛穩(wěn)定性：剩余

29、應(yīng)力osh是評(píng)價(jià)材料應(yīng)力松弛穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)。6h越高，松弛穩(wěn)定性越好。材料在恒變形的條件下，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，彈性應(yīng)力逐漸降低的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。對(duì)于金屬材料，存在著等強(qiáng)溫度：大于等強(qiáng)溫度：粗化晶粒；小于等強(qiáng)溫度：細(xì)化晶粒第八章各質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能總和就是該物體的熱量聲頻支振動(dòng)：如果振動(dòng)著的質(zhì)點(diǎn)中包含頻率甚低的格波，質(zhì)點(diǎn)彼此之間的位相差不大，則格波類似于彈性體中的應(yīng)變波，稱為聲頻支振動(dòng) ”光頻支振動(dòng)：格波中頻率甚高的振動(dòng)波， 質(zhì)點(diǎn)彼此之間的位相差很大，鄰近質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)幾乎相反時(shí)，頻率往往在紅外光區(qū)，稱為光頻支振動(dòng)”恒壓熱容與恒容熱容的比較：Cp >Cv對(duì)于物質(zhì)的凝聚態(tài) Cp和Cv的差異可以忽略

30、。但在高溫時(shí)， Cp和 Cv的差別增大了元素的熱容定律杜隆一珀替定律(熱容是與溫度T 無關(guān)的常數(shù))：E=3NkT=3RT ( N=6.023 X 20/ mol =阿佛加德羅常數(shù),k= R/N = 1.381X J/K =玻爾茨曼常數(shù),R= 8.314 J/(k mol), T=熱力學(xué)溫度(K)在高溫時(shí)，愛因斯坦的簡(jiǎn)化模型與杜隆珀替公式一致。Cv值按指數(shù)規(guī)律隨溫度T而變化,而不是從實(shí)驗(yàn)中得出的按 T3變化的規(guī)律。無機(jī)材料的熱容與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系不大平衡位質(zhì)點(diǎn)與斥力的機(jī)理： 溫度越高，振幅越大，質(zhì)點(diǎn)在rO兩側(cè)受力不對(duì)稱情況越顯著， 置向右移動(dòng)越多，相鄰質(zhì)點(diǎn)平均距離就增加得越多，以致晶胞參增大，晶體

31、膨脹。熱膨脹與其他性能的關(guān)系：原子半徑越小，結(jié)合能越大，熔點(diǎn)越高，熱膨脹系數(shù)越小。溫度 越高熱容越大，熱膨脹系數(shù)越大。影響熱膨脹的材料因素：1.晶體的各向異性 ：楊氏模量較高的方向?qū)⒂休^小的熱膨脹系數(shù)晶體的密度和缺陷：結(jié)構(gòu)緊密的晶體膨脹系數(shù)較大。點(diǎn)缺陷會(huì)引起體積變化，從而影響到熱 膨脹性能。3.合金成分：固溶體的膨脹與溶質(zhì)元素的膨脹系數(shù)及含量有關(guān)。當(dāng)形成金屬間化 合物時(shí)，情況就比較復(fù)雜 5.相變：一級(jí)相變：轉(zhuǎn)變點(diǎn)處熱膨脹系數(shù)無窮大；二級(jí)轉(zhuǎn)變：膨脹系數(shù)有拐點(diǎn)固體材料熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)理：固體導(dǎo)熱的基本方式：晶格振動(dòng)的格波；自由電子的運(yùn)動(dòng) 光子的平均自由程Ir：Ir較大，輻(a) Ir與介質(zhì)透明度的關(guān)

32、系：透明介質(zhì)，熱阻很小,射傳熱大。不透明介質(zhì)，熱阻很大，Ir較小，輻射傳熱小。完全不透明，lr=O，在這種介質(zhì)中，輻射傳熱可以忽略。(b) Ir與光子的吸收、散射的關(guān)系：吸收系數(shù)小的透明材料，當(dāng)溫度為幾百度時(shí)，光輻射才是主要的。吸收系數(shù)大的不透明材料，Ir小，即使在高溫時(shí)，光子傳導(dǎo)也不重要無機(jī)非金屬材料溫度影響熱導(dǎo)率 ：a在溫度不太高的范圍內(nèi)， 主要是聲子傳導(dǎo)b溫度較高時(shí),彈性模量迅速下降，平均速度減小。C熱容C在低溫下與 T3成正比，所以 入也近似與T3成 正比d.聲子平均自由程I隨溫度升高而降低。實(shí)驗(yàn)表明，低溫下 I值的上限為晶粒的線度，高溫下I值的下限為晶格間距。第九章 原子磁矩有 3個(gè)

33、來源:電子軌道磁矩電子自旋磁矩； 原子核磁矩。磁化：外磁場(chǎng)作用下，各磁矩有規(guī)則的取向，使磁介質(zhì)宏觀顯示磁性，這就叫磁化。磁化的物理意義是單位體積的磁矩。物質(zhì)的磁性于一致，此范圍稱為磁疇亞鐵磁性： 反鐵磁性: 抗磁性來源一一原子軌道中電子軌道的變化電子軌道狀態(tài)的變化。順磁性：無外磁場(chǎng)作用時(shí)，材料中的原子磁矩?zé)o序排列，材料不表現(xiàn)宏觀磁性，受到外磁場(chǎng)作用時(shí)，原子磁矩能通過旋轉(zhuǎn)而沿外場(chǎng)方向擇優(yōu)取向，表現(xiàn)出宏觀磁性，這種磁性叫順磁性。金屬Cu, Ag, Cu, Cd, Hg等是抗磁性；所有的堿金屬都是順磁性的堿土金屬（除Be 外）也都是順磁性的3價(jià)金屬也是順磁性的Ti, V, Cr, Mn等過渡族元素，強(qiáng)烈的順磁性產(chǎn)生鐵磁性的條件：（1）原子內(nèi)部要有未填滿的電子殼層（原子本征磁矩不為0）（ 2）a/r之比大于3使A為正，即指的是要有一定的晶體結(jié)構(gòu)。磁疇:是指磁性材料內(nèi)部的一個(gè)個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)包含大量原子，這些原子的磁矩都象抗磁性：材料被磁化后，磁化矢量與外加磁場(chǎng)方向相反地稱為抗磁性。原因:主要是原子中一個(gè)個(gè)小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同。2Z/fXi MX