材料性能3材料

1、復(fù)習(xí)彈性變形塑性變形強(qiáng)度？抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度彈性？ 塑性？ 韌性？ 脆性？脆性材料？低塑性材料？ 高塑性材料？1-16第二章彈性變形1、有哪些彈性材料？2-163-16ooo安全帶彈簧鋼帶可靠性4-162、彈性的兩種力學(xué)行為1） 應(yīng)力與應(yīng)變成正比金屬、陶瓷2） 應(yīng)力與應(yīng)變非線性橡膠（高彈態(tài)高分子）3、為什么會(huì)有彈性？線性正比：虎克定律s = E eE：彈性模量橡膠的高彈態(tài)呢？圖 金屬原子間相互作用線性5-16高分子的高彈態(tài)：點(diǎn)：彈性變形可達(dá)1000%（金屬小于1%）種：普彈形變和高彈變形特兩陶瓷彈簧的彈性機(jī)理是什么？普彈形變：變形5%，應(yīng)力應(yīng)變正比：分子鏈內(nèi)部鍵長(zhǎng)和鍵角變化高彈變形：應(yīng)力

2、與應(yīng)變不成正比：卷曲分子鏈的伸展，長(zhǎng)度與應(yīng)力不成正比6-16有陶瓷的彈簧嗎？高分子的結(jié)構(gòu)決定了其彈性變形的特點(diǎn)4、彈性指標(biāo)？（1） 彈性極限se（2） 彈性模量E（3） 彈性比功We7-16（1）彈性模量E材料的彈性模量8-16材料E/GPa材料E/GPa材料E/GPa材料E/GPa鋁 (Al)70.3鎂 (Mg)44.7石965聚苯乙烯2.74.2鎘 (Cd)49.9鎳 (Ni)199.5碳化鎢534.4有機(jī)2.43.4鉻 (Cr)279.1鈮 (Nb)104.9碳化硅470尼龍661.22.9銅 (Cu)129.8銀 (Ag)82.7氧化鋁415聚乙烯0.41.3金 (Au)78.0鈦 (

3、Ti)115.7鉛80.1橡膠0.020.8鐵 (Fe)211.4鎢 (W)411.0水晶73.1氣體0.01（1）金屬?gòu)椥阅Ａ縀與什么有關(guān)？o純金屬：與原子間結(jié)合力強(qiáng)弱有關(guān)n與周期表相對(duì)應(yīng)o合金元素的影響n(yōu)n固溶體：變化不大第二相：E 略有增加顆粒強(qiáng)化復(fù)合材料o溫度的影響n(yōu)n溫度升高原子間距增加 E 下降對(duì)精密儀表性零件，用“恒彈性合金”o加載速度的影響n(yōu)無(wú)。因?yàn)閺椥宰冃嗡俣瓤欤?000m/s如何提高材料的彈性？o冷變形的影響小彈性模量E對(duì)組織結(jié)構(gòu)不敏感，是最的力學(xué)性能參數(shù)9-16（2）彈性極限seo是材料發(fā)生最大彈性變形時(shí)的應(yīng)力值nn無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測(cè)定彈性極限規(guī)定以產(chǎn)生0.005%、0.

4、01%的殘留變形時(shí)的應(yīng)力為條件彈性極限，記為s0.005、 s0.01也用比例極限sp。如圖，tanq/tanq=150%n（3）彈性比功Weo材料彈性的大小。符合彈性的面積We=1/2(seee)= se2/2E高 se 或低 E 均可提高材料的彈性nnn采用提高se的但是 E 很，oo問(wèn)題1：為什么彈簧總是做成螺旋狀？問(wèn)題2：彈簧是怎么做出來(lái)的？10-16儲(chǔ)能的量彈簧的o螺旋彈簧nn鋼條繞制淬火+回火為什么要淬火+回火？o馬氏體索氏體o板彈簧nnnn汽車(chē)減震板列車(chē)門(mén)鎖板彈簧圓鋼條軋制成鋼板退火o為什么要退火？n繞制成型，淬火+回火11-16o重型卡車(chē)彈簧的失效12-16oo失效是行和不行好

5、和不好呢？n 除E和se，還有彈性整性！13-165、彈性的整性ooo現(xiàn)象：應(yīng)變滯后于應(yīng)力組織不均勻，各晶粒應(yīng)變不均勻具體表現(xiàn)（1）彈性后效與內(nèi)耗加載時(shí)應(yīng)變落后于應(yīng)力：“正彈性后效”一個(gè)加載、卸載循環(huán)：彈性滯后及彈性滯后環(huán)外力做功被材料消耗材料的“內(nèi)耗”作用銅鐘：內(nèi)耗要??； 車(chē)床：內(nèi)耗大-吸震怎么辦？彈性滯后環(huán)循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線14-16？5、彈性的整性ooo現(xiàn)象：應(yīng)變滯后于應(yīng)力組織不均勻，各晶粒應(yīng)變不均勻具體表現(xiàn)（2）效應(yīng)金屬預(yù)先經(jīng)少量變形(14%)后再同向加載，彈性極限升高，反向加載則彈性極限降低的現(xiàn)象。：位錯(cuò)的導(dǎo)致原子之間的力發(fā)生變化有關(guān)。后果：交變應(yīng)力作用時(shí)(疲勞)，彈性極限下降軟化作

6、用：高速離心處理：同向軋制時(shí)來(lái)回交替彈性滯后環(huán)循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線15-166、超彈性材料oo材料：NiTi合金、NiTiCu合金、PtTi等超彈性定義:n材料在外力作用下產(chǎn)生遠(yuǎn)大于其彈性極限時(shí)的應(yīng)變量， 外力去除自動(dòng)恢復(fù)其變形的現(xiàn)象“形狀記憶效應(yīng)”“形狀記憶合金”?馬氏體相變oNiTiAl合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線nnn溫度誘發(fā)相變應(yīng)力誘發(fā)相變有無(wú)關(guān)于超彈性材料的最新研究？16-16陶瓷彈簧：類(lèi)：用Al2O3陶瓷材料制成陶瓷彈簧。在機(jī)械強(qiáng)度、耐熱等方面優(yōu)于金屬。彎曲強(qiáng)度為10T/cm2。南京：用納米原料制成，肉色，輕?？沙惺軒资铩?原文？ 研究：1、C. Kaya and E. G. Butle

7、r, Zirconia-toughened alumina ceramics of helical spring shape with improved properties from extruded sol-derived pastes,Scripta Materialia, 48(4)2003, 359-3642、M. L. Kaforey, C. W. Deeb and D. H. Matthiesen, Design of ceramic springs for use in semiconductor crystal growth in microgravity, Journal of Crystal Growth, 211(1-4)2000, 421-4273、T. Hamilton, M. Gopal, E. Atchley, J.E. Smith, Experimental investigation on the mechanical performance of helical ceramic springs, Jour