材料性能學(xué)重點(diǎn)完整

1、第一章1、 力伸長(zhǎng)曲線和應(yīng)力應(yīng)變曲線，真應(yīng)力真應(yīng)變曲線在整個(gè)拉伸過(guò)程中的變形可分為彈性變形、屈服變形、均勻塑性變形及不均勻集中塑性變形4個(gè)階段將力伸長(zhǎng)曲線的縱，橫坐標(biāo)分別用拉伸試樣的標(biāo)距處的原始截面積Ao和原始標(biāo)距長(zhǎng)度Lo相除，則得到與力伸長(zhǎng)曲線形狀相似的應(yīng)力（=F/Ao）應(yīng)變（=L/Lo）曲線 比例極限p， 彈性極限e， 屈服點(diǎn)s， 抗拉強(qiáng)度b如果以瞬時(shí)截面積A除其相應(yīng)的拉伸力F，則可得到瞬時(shí)的真應(yīng)力S（SF/A)。同樣，當(dāng)拉伸力F有一增量dF時(shí)，試樣瞬時(shí)長(zhǎng)度L的基礎(chǔ)上變?yōu)長(zhǎng)dL，于是應(yīng)變的微分增量應(yīng)是dedL / L，則試棒自L0伸長(zhǎng)至L后，總的應(yīng)變量為： 式中的e為真應(yīng)變。于是，工程應(yīng)變

2、和真應(yīng)變之間的關(guān)系為 2、 彈性模數(shù)在應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的意義上，當(dāng)應(yīng)變?yōu)橐粋€(gè)單位時(shí)，彈性模數(shù)在數(shù)值上等于彈性應(yīng)力，即彈性模數(shù)是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應(yīng)力。在工程中彈性模數(shù)是表征材料對(duì)彈性變形的抗力，即材料的剛度，其值越大，則在相同應(yīng)力下產(chǎn)生的彈性變形就越小。比彈性模數(shù)是指材料的彈性模數(shù)與其單位體積質(zhì)量（密度）的比值，也稱為比模數(shù)或比剛度3、 影響彈性模數(shù)的因素鍵合方式和原子結(jié)構(gòu)（不大）晶體結(jié)構(gòu)（較大） 化學(xué)成分（間隙大于固溶）微觀組織（不大）溫度（很大）加載條件和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（不大）4、 比例極限和彈性極限比例極限p是保證材料的彈性變形按正比關(guān)系變化的最大應(yīng)力，即在拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線上開(kāi)始偏離直

3、線時(shí)的應(yīng)力值。彈性極限e試樣加載后再卸載，以不出現(xiàn)殘留的永久變形為標(biāo)準(zhǔn)，材料能夠完全彈性恢復(fù)的最高應(yīng)力值5、 彈性比功又稱為彈性比能或應(yīng)變比能，用ae表示，是材料在彈性變形過(guò)程中吸收變形功的能力。一般可用材料彈性變形達(dá)到彈性極限時(shí)單位體積吸收的彈性變形功表示。6、 根據(jù)材料在彈性變形過(guò)程中應(yīng)力和應(yīng)變的響應(yīng)特點(diǎn)，彈性可以分為理想彈性（完全彈性）和非理想彈性（彈性不完整性）兩類。對(duì)于理想彈性材料，在外載荷作用下，應(yīng)力和應(yīng)變服從虎克定律M，并同時(shí)滿足3個(gè)條件，即：應(yīng)變對(duì)于應(yīng)力的響應(yīng)是線性的；應(yīng)力和應(yīng)變同相位；應(yīng)變是應(yīng)力的單值函數(shù)。材料的非理想彈性行為大致可以分為滯彈性、粘彈性、偽彈性及包申格效應(yīng)等類

4、型。 7、 滯彈性（彈性后效）是指材料在快速加載或卸料后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能。8、 粘彈性：指材料在外力作用下，彈性和粘性兩種變形機(jī)理同是存在的力學(xué)行為，其特征是應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)不是瞬時(shí)完成的，需要通過(guò)一個(gè)弛豫過(guò)程，但卸載后，應(yīng)變恢復(fù)到初始值，不留下殘余變形。9、 偽彈性：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，伴隨應(yīng)力誘發(fā)相變產(chǎn)生大幅度的彈性變形的現(xiàn)象。10、 包申格效應(yīng)：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），而后同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力，反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低的象。原因：預(yù)塑性變形，位錯(cuò)增殖、運(yùn)動(dòng)、纏結(jié)； 同

5、相加載，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增加；反向加載，位錯(cuò)被迫作反向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)容易殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低?？梢酝ㄟ^(guò)熱處理加以消除。對(duì)材料進(jìn)行較大的塑性變形或?qū)ξ⒘克茏冃蔚牟牧线M(jìn)行再結(jié)晶退火11、 在非理想彈性情況下，由于應(yīng)力和應(yīng)變不同步，使加載線與卸載線不重合而形成一封閉回線，這個(gè)封閉回線稱為彈性滯后環(huán)、12、 加載時(shí)材料吸收的變形功大于卸載時(shí)材料釋放的變形功，有一部分加載變形功被材料所吸收。這部分在變形過(guò)程中被吸收的功稱為材料的內(nèi)耗。13、 屈服現(xiàn)象在拉伸實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)平臺(tái)或鋸齒時(shí)，外力不增加試樣仍然繼續(xù)伸長(zhǎng)；或外力增加到一定數(shù)值時(shí)突然下降，隨后，在外力不增加或上下波動(dòng)的情況下試樣可以繼續(xù)伸長(zhǎng)變形，這種現(xiàn)象

6、稱為材料在拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)的屈服現(xiàn)象14、 屈服強(qiáng)度材料屈服時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值也就是材料抵抗起始塑性變形或產(chǎn)生微量的塑性變形的能力，這一應(yīng)力值稱為材料的屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）15、 影響金屬材料屈服強(qiáng)度的因素(1)晶體結(jié)構(gòu)(2)晶界與亞結(jié)構(gòu)(3)溶質(zhì)元素 (4)第二相 (5) 溫度 (6)應(yīng)變速率與應(yīng)力狀態(tài)16、 應(yīng)變硬化：材料在應(yīng)力作用下進(jìn)入塑性變形階段后，隨著變形量的增大，形變應(yīng)力不斷提高的現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化或形變強(qiáng)化17、 應(yīng)變硬化指數(shù)Hollomon公式式中S為真應(yīng)力；e為真應(yīng)變；n為應(yīng)變硬化指數(shù)；K為硬化系數(shù)是真應(yīng)變?yōu)?時(shí)的真應(yīng)力。金屬材料的形變硬化n值可按GB502885測(cè)定，一般用直線作圖法求

7、得：對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，得 lgSlgK+nlge 根據(jù)lgSlge的線性關(guān)系，只要在拉伸力伸長(zhǎng)曲線上確定幾個(gè)點(diǎn)的、值，分別按S（1 ），eln（1 ），算出S、e,然后作lgSlge曲線（右圖），直線的斜率即為所求的n值，直線與縱軸的交點(diǎn)即為lgK。 18、 縮頸：是在應(yīng)變硬化與截面減小的共同作用下，因應(yīng)變硬化跟不上塑性變形的發(fā)展，使變形集中于式樣局部區(qū)域而產(chǎn)生的。19、 抗拉強(qiáng)度和產(chǎn)生縮頸的推導(dǎo) P23 抗拉強(qiáng)度是拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷過(guò)程中最大實(shí)驗(yàn)力所對(duì)應(yīng)的力。縮頸形成點(diǎn)對(duì)應(yīng)于工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的最大載荷點(diǎn)，因此dF=0。產(chǎn)生縮頸的工程應(yīng)力為20、 材料的斷裂過(guò)程大都包括裂紋的形成和擴(kuò)展兩

8、個(gè)階段。斷裂的分類： 按照斷裂前與斷裂過(guò)程中材料的宏觀塑性變形程度，把斷裂分為脆性斷裂與韌性斷裂；按照晶體材料斷裂時(shí)裂紋擴(kuò)展的途徑，分為穿晶斷裂和沿晶斷裂；按照微觀斷裂機(jī)理，分為解理斷裂和剪切斷裂；按照作用力的性質(zhì)還可分為正斷和切斷韌性斷裂：是材料斷裂前及斷裂過(guò)程中產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂過(guò)程。脆性斷裂：是材料斷裂前基本不產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，沒(méi)有明顯預(yù)兆，往往變現(xiàn)為突然發(fā)生的快速斷裂過(guò)程，因而具有很大的危險(xiǎn)性。21、 剪切斷裂：是材料在切應(yīng)力作用下沿滑移面滑移分離而造成的斷裂22、 解理斷裂：在正應(yīng)力作用下，由于原子間結(jié)合鍵的破壞引起的沿特定晶面發(fā)生的脆性穿晶斷裂。23、 河流花樣解理裂

9、紋沿解理面擴(kuò)展時(shí)，與晶內(nèi)原先存在的螺旋位錯(cuò)相交，便產(chǎn)生一個(gè)高度為一柏氏矢量的臺(tái)階（解理臺(tái)階），兩個(gè)相互平行但處于不同高度上的解理裂紋，通過(guò)次生解理或撕裂的方式相互連接形成臺(tái)階，當(dāng)匯合臺(tái)階足夠高時(shí)，便形成河流花樣。24、 韌窩是材料在微區(qū)范圍內(nèi)塑性變形產(chǎn)生的顯微空洞，經(jīng)形核，長(zhǎng)大，聚集，最后相互連接而導(dǎo)致斷裂后，在斷口表面所留下的痕跡。（剪切斷裂的微觀表現(xiàn)）25、 斷口特征三要素：纖維區(qū)，放射區(qū)，剪切唇26、 理論斷裂強(qiáng)度：再外加正應(yīng)力作用下，將晶體中的兩個(gè)原子面沿垂直于外力方向拉斷所需的應(yīng)力稱為理論斷裂強(qiáng)度。27、 脆性材料有微裂紋的原因：一般脆性材料，如玻璃、硅等，由于少量夾雜物和表面損傷等

10、原因，都會(huì)有微裂紋1、 真實(shí)斷裂強(qiáng)度Sk是用單向靜拉伸時(shí)的實(shí)際斷裂拉伸力Fk除以試樣最終斷裂截面積Ak所得應(yīng)力值，即：Sk=Fk/Ak。28、 韌度：是衡量材料韌性大小的力學(xué)性能指標(biāo)，其中又分為靜力韌度、沖擊韌度和斷裂韌度。29、 韌性：指材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。第二章1、 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) =max/max=扭轉(zhuǎn)0.8、單向拉伸0.5、三向等拉伸0、三向不等拉伸0.1、單向壓縮2.0、兩向壓縮1、三向壓縮2、 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） 單向拉伸的應(yīng)力軟性系數(shù)較高搭0.5，主要用于塑性材料的力學(xué)性能測(cè)試。單向靜拉伸試驗(yàn)可以揭示材料在靜載作用下

11、的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系及常見(jiàn)的3種失效形式（過(guò)量彈性變形、塑性變形和斷裂）的特點(diǎn)和基本規(guī)律，還可以評(píng)定出材料的基本力學(xué)性能指標(biāo)，如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和斷面收縮率等。這些性能指標(biāo)既是材料的工程應(yīng)用、構(gòu)件設(shè)計(jì)和科學(xué)研究等方面的計(jì)算依據(jù)，也是材料的評(píng)定和選用以及加工工藝選擇的主要依據(jù)。（2） 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)（0.8）較拉伸的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)高，可測(cè)量拉伸時(shí)呈現(xiàn)脆性的材料的強(qiáng)度和塑性；扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)試樣截面的應(yīng)力分布表面最大，愈往心部愈小。該實(shí)驗(yàn)對(duì)材料表面硬化和表面缺陷反映敏感?？蓪?duì)各種表面強(qiáng)化工藝進(jìn)行研究。和機(jī)件表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣不產(chǎn)生頸縮，可精確測(cè)定拉伸時(shí)出現(xiàn)頸縮的高塑性材料的形變能力

12、和抗力。扭轉(zhuǎn)試樣的正應(yīng)力和剪切應(yīng)力大致相等，可測(cè)定材料的切斷強(qiáng)度。（斷口特征 P41 圖2-4）（3） 彎曲試驗(yàn)加載時(shí)受拉的一側(cè)應(yīng)力狀態(tài)基本與靜拉伸時(shí)相同，且不存在如拉伸時(shí)的所謂試樣偏斜對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響?？蓽y(cè)定太硬難于加工成拉伸試樣的脆性材料的斷裂強(qiáng)度，并能顯示出它們的塑性區(qū)別。彎曲時(shí)，截面上的表面應(yīng)力最大，故可靈敏反映材料表面缺陷。（4） 單向壓縮的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)是2，可用于脆性材料，以顯示其在靜拉伸所不能反映的材料在韌性狀態(tài)下的力學(xué)行為。塑性材料不用于壓縮試驗(yàn)。多向不等壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)大于2，可用于更脆的材料。3、 缺口三效應(yīng)1缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中 2去口改變了缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)，使平

13、板中材料所受的應(yīng)力由原來(lái)的單向拉伸改變?yōu)閮上蚧蛉蚶?3 缺口使塑性材料得到“強(qiáng)化”4、 硬度實(shí)驗(yàn)按加載方式分為刻劃法（莫氏硬度順序法，銼刀法）和靜載壓入法（布氏硬度洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度）5、 布氏硬度布氏硬度的測(cè)定原理是用一定大小的載荷F，把直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除載荷，測(cè)量試樣表面的殘留壓痕直徑d，求壓痕的表面積S。將單位壓痕面積承受的平均壓力（F）定義為布氏硬度，HB。優(yōu)點(diǎn)：壓痕面積較大，其硬度值能反映材料在較大區(qū)域內(nèi)各組成的平均性能，試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高缺點(diǎn)：壓痕直徑較大，不宜在成品件上直接進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)硬度不同的材料需要更換壓頭直徑D和

14、載荷F，同時(shí)壓痕直接的測(cè)量也較麻煩。6、 洛氏硬度洛氏硬度以測(cè)量壓痕深度值的大小來(lái)表示材料的硬度值。測(cè)洛氏硬度時(shí)載荷分兩次施加，先加初載荷F1，再加主載荷F2，其總載荷為F（FF1F2）。右圖中33為壓頭卸除主載荷F2，只保留初載荷F1時(shí)的位置。由于試樣彈性變形部位的恢復(fù)，使壓頭提高了h3，此時(shí)受主載荷作用實(shí)際壓入的深度為h，以h的大小計(jì)算硬度值。h值越大，硬度越低。為了適應(yīng)習(xí)慣上數(shù)值越大硬度越高的概念，故用一常數(shù)k減去h來(lái)表示硬度值，并規(guī)定每0.002mm為一個(gè)硬度單位。用符號(hào)HR表示： （k值： 金剛石壓頭0.2 淬火鋼壓頭0.26） 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便迅速；壓痕?。豢蓪?duì)工件直接進(jìn)行檢驗(yàn)；采用

15、不同的標(biāo)尺，可測(cè)定各種軟硬不同和厚薄不一試樣的硬度缺點(diǎn)：壓痕較小，代表性差；所測(cè)硬度值的重復(fù)性差、分散度大；用不同的標(biāo)尺測(cè)得的硬度值既不能直接進(jìn)行比較，又不能彼此互換。7、 努氏硬度適用于測(cè)定表面滲層、鍍層及淬硬層的硬度，滲層截面上的硬度分布8、 維氏硬度維氏硬度的試驗(yàn)原理與布氏硬度基本相似，是根據(jù)壓痕單位面積所承受的載荷來(lái)計(jì)算硬度值。維氏硬度試驗(yàn)所用的壓頭是兩相對(duì)面夾角為136°的金剛石四棱錐體。在載荷F作用下，試樣表面被壓出一個(gè)四方錐形壓痕，測(cè)量壓痕的對(duì)角線長(zhǎng)度，計(jì)算壓痕表面積S，F(xiàn)S即為試樣的硬度值。 (1) 當(dāng)載荷單位為kgf,壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度單位為mm時(shí),HV=1.8544F

16、/ 。(2) 當(dāng)載荷的單位為N時(shí)，HV=0.1891F/優(yōu)點(diǎn)：由于角錐壓痕清晰，采用對(duì)角線長(zhǎng)度計(jì)量，精確可靠；壓頭為四棱錐體，但載荷改變時(shí)，壓入角恒定不變，因此可以任意選擇載荷，而不存在布氏硬度那種載荷F與壓球直徑D之間的關(guān)系約束，此外，維氏硬度也不存在洛氏硬度那種不同標(biāo)尺的硬度無(wú)法統(tǒng)一的問(wèn)題，而且比洛氏硬度所測(cè)試件厚度更薄，缺點(diǎn)：測(cè)定方法較麻煩，工作效率低，壓痕面積小，代表性差，不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗(yàn)。第三章測(cè)量陶瓷、鑄鐵或工具鋼等脆性材料的沖擊吸收功時(shí)，常采用10mm×10mm×55mm的無(wú)缺口沖擊試樣。1、 沖擊韌性U型缺口試樣比V型的缺口試樣的沖擊韌性好同種材料

17、的試樣，缺口越深、越尖銳，缺口處應(yīng)力集中程度越大，越容易變形和斷裂，沖擊功越小，材料表現(xiàn)出來(lái)的脆性越高。2、 低溫脆性: 體心立方金屬及合金或某些密排六方晶體金屬及合金，尤其是工程上常用的中低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某一溫度tk時(shí)，材料由韌性狀態(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。轉(zhuǎn)變溫度tk稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度或冷脆轉(zhuǎn)變溫度。3、 低溫脆性的宏觀原因材料低溫脆性的產(chǎn)生與其屈服強(qiáng)度s和斷裂強(qiáng)度c隨溫度的變化有關(guān)。斷裂強(qiáng)度c隨溫度的變化很?。ㄓ覉D），屈服強(qiáng)度s隨溫度的變化情況與材料的本性有關(guān)。兩線交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度即

18、為tK（韌脆轉(zhuǎn)變溫度）。高于tK時(shí)， cs，材料受載后先屈服再斷裂，為韌性斷裂；低于tK時(shí)，外加應(yīng)力首先達(dá)到c，材料表現(xiàn)為脆性斷裂。而面心立方結(jié)構(gòu)材料的s隨溫度的下降變化不大，近似以水平線，即使在很低的溫度仍未與c曲線相交，故此種材料的脆性斷裂現(xiàn)象不明顯。4、 低溫脆性的微觀原因體心立方金屬的低溫脆性與位錯(cuò)在晶體中運(yùn)動(dòng)的阻力i對(duì)溫度變化非常敏感有關(guān)，i在低溫下曾姐，故該類材料在低溫下處于脆性狀態(tài)。面心立方金屬因位錯(cuò)寬度比較大，i對(duì)溫度變化不敏感，故一般不顯示低溫脆性。體心立方金屬的低溫脆性還與遲屈服現(xiàn)象有關(guān)5、 遲屈服遲屈服是指當(dāng)用高于材料屈服極限的載荷以高加載速度作用于體心立方結(jié)構(gòu)材料時(shí)，瞬

19、間并不屈服，需在該力下保持一定時(shí)間后才發(fā)生屈服。且溫度越低，持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，這就為裂紋的發(fā)生和傳播造成有利條件。中、低強(qiáng)度鋼的基體是體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體，故都有明顯的低溫脆性。第五章1、 疲勞斷口的3咯特征區(qū)：疲勞源、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)、瞬斷區(qū)。2、 疲勞：工件在變動(dòng)載荷和應(yīng)變長(zhǎng)期作用下，因累積損傷而引起的斷裂現(xiàn)象3、 貝紋線是疲勞區(qū)的最典型特征，近疲勞源區(qū)貝紋線較細(xì)密，表明裂紋擴(kuò)展較慢；遠(yuǎn)離疲勞源區(qū)貝紋線較稀疏、粗糙，表明此段裂紋擴(kuò)展較快。若機(jī)件承受較高的名義應(yīng)力或材料韌性差，則疲勞區(qū)范圍較小，貝紋線不明顯；反之.4、疲勞條帶電子顯微鏡微觀貝紋線肉眼宏觀5、 疲勞應(yīng)力判據(jù)和斷裂疲勞判據(jù)是疲勞設(shè)計(jì)

20、的基本依據(jù)，其中作為材料疲勞抗力指標(biāo)的疲勞強(qiáng)度、過(guò)載持久值、疲勞缺口敏感度及疲勞裂紋擴(kuò)展速率等都是材料的基本力學(xué)性能指標(biāo)。6、 疲勞強(qiáng)度：是指金屬材料在無(wú)限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。7、 Paris公式的應(yīng)用P1018、 影響材料及機(jī)件疲勞強(qiáng)度的因素：1）工作條件的的影響：載荷條件：在過(guò)載損傷區(qū)內(nèi)的過(guò)載將降低材料的疲勞強(qiáng)度或壽命。溫度：隨溫度降低，疲勞強(qiáng)度升高：溫度高則相反。但在某些溫度范圍因時(shí)效，熱脆等現(xiàn)象疲勞強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)峰值或谷值。腐蝕介質(zhì)：腐蝕介質(zhì)因使材料表面腐蝕產(chǎn)生蝕坑，而降低材料疲勞強(qiáng)度導(dǎo)致腐蝕疲勞。2）表面狀態(tài)及尺寸：表面狀態(tài)：機(jī)件表面缺口因應(yīng)力集中

21、往往是疲勞策源地，引起疲勞斷裂，故受循環(huán)應(yīng)力作用的機(jī)件的材料不允許有大的缺陷，否則降低疲勞強(qiáng)度。尺寸因素：在變動(dòng)載荷作用下，隨機(jī)件尺寸增大使疲勞強(qiáng)度下降的現(xiàn)象稱為尺寸效應(yīng)。3） 表面強(qiáng)化及殘余應(yīng)力的影響：提高機(jī)件表面塑變抗力（硬度和強(qiáng)度），降低表面的有效拉應(yīng)力，即可抑制材料表面疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，有效提高承受彎曲與扭轉(zhuǎn)循環(huán)載荷下材料的疲勞強(qiáng)度。表面強(qiáng)化方法有表面噴丸和滾壓、表面淬火及表面化學(xué)熱處理等。4） 材料成分及組織的影響：合金成分。非金屬夾雜物及冶金缺陷顯微組織。Hall-Petch關(guān)系： 式中：為位錯(cuò)在晶格中運(yùn)動(dòng)摩擦阻力；k為材料常數(shù)；d為晶粒平均直徑第六章1、 磨損磨損是在摩擦作用

22、下物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面逐漸分離出磨屑從而不斷損傷的現(xiàn)象。2、 磨損過(guò)程的三個(gè)階段：(1) 跑合（磨合）階段 (2)穩(wěn)定磨損階段 (3)劇烈磨損階段3、 磨損是多種因素相互影響的復(fù)雜過(guò)程。根據(jù)摩擦面損傷和破壞的形式，大致可分4類：粘著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損及麻點(diǎn)疲勞磨損（接觸疲勞）。4、 磨損量的測(cè)量有稱重法和尺寸法兩種5、 耐磨性耐磨性是指材料抵抗磨損的性能，迄今還沒(méi)有一個(gè)明確的統(tǒng)一指標(biāo)，通常用磨損量表示。磨損量愈小，耐磨性愈高。6、 磨損試驗(yàn)方法分為實(shí)物試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)第七章1、 蠕變：是材料在長(zhǎng)時(shí)間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。由于這種變形而最后導(dǎo)致材料的斷裂稱為蠕變斷裂

23、2、 蠕變的三個(gè)階段：減速（過(guò)渡）蠕變階段、恒速（穩(wěn)態(tài)）蠕變階段、加速（失穩(wěn)）蠕變階段3、蠕變變形機(jī)理材料的蠕變變形機(jī)理主要有位錯(cuò)滑移、原子擴(kuò)散和晶界滑動(dòng)。4、蠕變斷裂機(jī)理蠕變斷裂有兩種情況：一種是對(duì)于那些不含裂紋的高溫機(jī)件，在高溫長(zhǎng)時(shí)間服役過(guò)程中，由于蠕變裂紋相對(duì)均勻地在機(jī)件內(nèi)部萌生和擴(kuò)展，顯微結(jié)構(gòu)變化引起的蠕變抗力的降低以及環(huán)境損傷導(dǎo)致的斷裂。另一種情況是高溫工程機(jī)件中，原來(lái)就存在裂紋或類似裂紋的缺陷，其裂紋是由于主裂紋的擴(kuò)展引起的。3、 等強(qiáng)溫度：晶界和晶內(nèi)強(qiáng)度相等的溫度4、 描述材料的蠕變性能常采用蠕變極限、持久強(qiáng)度、松弛穩(wěn)定性等力學(xué)性能指標(biāo)。5、 蠕變極限蠕變極限表示材料對(duì)高溫蠕變變

24、形的抗力，是選用高溫材料、設(shè)計(jì)高溫下服役機(jī)件的主要依據(jù)之一。6、 蠕變極限的表示方法有兩種：第一種方法，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，定義為蠕變極限，記作 （MPa），其中T是表示溫度（）， 是表示第二階段的穩(wěn)態(tài)蠕變速率（/h）。第二種方法，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，記作 。其中T表示測(cè)試溫度（），表示在給定時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的蠕變應(yīng)變?yōu)椤Ｔ谌渥儠r(shí)間短而蠕變速率又較大的情況下，一般采用這種定義方法。 7、 持久強(qiáng)度：持久強(qiáng)度是材料在一定的溫度下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，不發(fā)生蠕變斷裂能承受的最大應(yīng)力8、 松弛穩(wěn)定性：材料抵

25、抗應(yīng)力松弛的能力稱為松弛穩(wěn)定性9、 影響蠕變性能的主要因素：P132-1331、 內(nèi)在因素：化學(xué)成分：熱激活能高的材料，蠕變變形就困難，蠕變極限、持久強(qiáng)度、剩余應(yīng)力就高組織結(jié)構(gòu)。晶粒大小：當(dāng)使用溫度低于等強(qiáng)溫度時(shí)，細(xì)化晶?？梢蕴岣咪摰膹?qiáng)度；當(dāng)使用溫度高于等強(qiáng)溫度使，粗化晶?？梢蕴岣咪摰娜渥儤O限和持久強(qiáng)度。2、 外部因素：應(yīng)力、溫度第九章1、 根據(jù)材料被磁化后對(duì)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的影響，把材料分成3類：使磁場(chǎng)減弱的物質(zhì)稱為抗磁性材料；使磁場(chǎng)略有增強(qiáng)的為順磁材料；使磁場(chǎng)強(qiáng)烈增加的為鐵磁性材料。2、 材料被磁化后，磁化矢量與外加磁場(chǎng)方向相反的稱為抗磁性，0；材料被磁化后，磁化矢量與外加磁場(chǎng)方向相同的稱為順磁

26、性，0。通常，把測(cè)量的磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁化強(qiáng)度與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線稱為磁化曲線。3、 材料的抗磁性來(lái)源于電子循軌運(yùn)動(dòng)時(shí)受外加磁場(chǎng)作用所產(chǎn)生的抗磁矩。材料的順磁性主要來(lái)源于原子（離子）的固有磁矩4、鐵磁性物質(zhì)在磁化時(shí)具有兩個(gè)很重要的特性，即具有磁各向異性和磁致伸縮效應(yīng)。磁化強(qiáng)度沿不同晶軸方向不同的現(xiàn)象稱為磁晶的各向異性。鐵磁物質(zhì)磁化時(shí)，沿磁化方向發(fā)生長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)或縮短的現(xiàn)象稱為磁致伸縮效應(yīng)。定義磁致伸縮系數(shù)l/ l（式中：l為鐵磁體的原始長(zhǎng)度，l為沿磁化方向長(zhǎng)度的改變）。>0,表示沿磁化方向上的尺寸伸長(zhǎng)，稱正磁致伸縮，5、 磁疇：在鐵磁性物質(zhì)中，存在著許多微小自發(fā)磁化區(qū)域，稱為“磁疇”。6、

27、 P170圖第十章1、 熱電效應(yīng)：帕爾帖效應(yīng)、湯姆遜效應(yīng)、賽貝克效應(yīng)2、 半導(dǎo)體導(dǎo)電的敏感效應(yīng)：熱敏效應(yīng)，光敏效應(yīng)，壓敏效應(yīng)，磁敏效應(yīng)，氣敏，熱電3、 極化：介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電荷的現(xiàn)象稱為介質(zhì)的極化，這類材料稱為電介質(zhì)4、 極化的基本形式：位移極化，松弛極化，轉(zhuǎn)向極化5、介質(zhì)的損耗：電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下，在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量稱為電介質(zhì)的損耗功率，或簡(jiǎn)稱介質(zhì)損耗。6、介質(zhì)的損耗形式：電導(dǎo)（漏導(dǎo)）損耗，極化損耗，電離損耗，結(jié)構(gòu)損耗，宏觀結(jié)構(gòu)不均勻的介質(zhì)損耗7、電介質(zhì)的擊穿形式有電擊穿、熱擊穿和化學(xué)擊穿三種。十三章1. 應(yīng)力腐蝕斷裂：是指金屬材料在拉應(yīng)力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的斷裂，簡(jiǎn)稱為應(yīng)力腐蝕（SCC）。2. 應(yīng)力腐蝕斷裂的條件及特征：應(yīng)力。必須有拉應(yīng)力存在才能引起應(yīng)力腐蝕。拉應(yīng)力愈大，則斷裂所需時(shí)間愈短。介質(zhì)。材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕需要形成一個(gè)應(yīng)力腐蝕體系，一定的材料必須和一定的介質(zhì)的相互結(jié)合，才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。速度。應(yīng)力腐蝕斷裂速度遠(yuǎn)大于沒(méi)有應(yīng)力時(shí)的腐蝕速度，又遠(yuǎn)小于單純