金屬力學(xué)性能總結(jié)

第一章材料的拉伸性能1、對(duì)拉伸試件有什么基本要求？為什么？答：1、實(shí)驗(yàn)條件光滑試件室溫大氣介質(zhì)單向單調(diào)拉伸載荷2、試件的形狀和尺寸圓柱試件：l=5do或lo=10do板狀試件：l=5.65<A或11.3丁0%0v0原因：為了比較不同尺寸試樣所測(cè)得的延性要求試樣的幾何相似，1。/、代要為一常數(shù)。其中A0為試件的初始橫截面積。2、 為什么拉伸試驗(yàn)又稱為靜拉伸試驗(yàn)？拉伸試驗(yàn)可以測(cè)定哪些力學(xué)性能？答：拉伸加載速率較低，db/dt二1~10MPa/s，故稱靜拉伸試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)可以測(cè)定的力學(xué)性能為：彈性模量E屈服強(qiáng)度b抗拉強(qiáng)度b延伸率5斷面收縮率屮sb測(cè)定板材的斷面收縮率的方法：￡3、 試件的尺寸對(duì)測(cè)定材料的斷面收縮率是否有影響？為什么？如何測(cè)定板材的斷面收縮率?答：斷面收縮率是材料本身的性質(zhì)，與試件的幾何形狀無(wú)關(guān)。測(cè)定板材的斷面收縮率的方法：￡斷面收縮率屮=(ab-ab^/4、試畫(huà)出示意圖說(shuō)明：脆性材料與塑性材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線有何區(qū)別？高塑性材料與低塑性材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線又有何區(qū)別？答：1、左圖近似為一直線，只有彈性變形階段，沒(méi)有塑性變形階段，在彈性變形階段斷裂說(shuō)明是脆性材料。右圖為彎鉤形曲線，既有彈性變形階段，又有塑性變形階段，在塑性變形階段斷裂說(shuō)明是塑性材料。2、左圖曲線有彈性變形階段與均勻塑性變形階段，沒(méi)有頸縮現(xiàn)象，曲線在最高點(diǎn)處中斷，即在均勻塑性變形階段斷裂，且塑性變形量小，說(shuō)明是低塑性材料。右圖曲線有彈性變形階段，均勻塑性變形階段，頸縮后的局集塑性變形階段，曲線在經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)后向下延伸一段再中斷，即在頸縮后的局集塑性變形階段斷裂，且塑性變形量大，說(shuō)明是高塑性材料。

答：延伸率5斷面收縮率屮6〉屮，無(wú)局集塑性變形，為低塑性材料。5=屮，只發(fā)生彈性變形，為脆性材料。5〈屮，有局集塑性變形，為高塑性材料。6、 工程應(yīng)力一應(yīng)變曲線上b點(diǎn)的物理意義？試說(shuō)明b點(diǎn)前后試樣變形和強(qiáng)化的特點(diǎn)？答:工程應(yīng)力一應(yīng)變曲線上b點(diǎn)的縱坐標(biāo)代表抗拉強(qiáng)度，定義為試件短裂前所能承受的最大工程應(yīng)力。b點(diǎn)之前，試樣的塑性變形是均勻的：哪里有變形，哪里就強(qiáng)化，難于再繼續(xù)變形，變形便轉(zhuǎn)移到別處，如此反復(fù)交替進(jìn)行，就達(dá)到均勻變形的效果。b點(diǎn)之后，試樣的塑性變形集中在頸縮區(qū)附近：由于形變強(qiáng)化跟不上變形的發(fā)展，于是從均勻變形轉(zhuǎn)為集中變形，導(dǎo)致形成頸縮。7、 脆性材料的力學(xué)性能用哪兩個(gè)指標(biāo)表征?脆性材料在工程中的使用原則是什么？答：兩個(gè)指標(biāo)表征：彈性模量和脆性斷裂強(qiáng)度。使用原則：脆性材料抗拉斷裂強(qiáng)度低，抗壓斷裂強(qiáng)度高，在工程中多被用于承受壓縮載荷的構(gòu)件。8、 試畫(huà)出連續(xù)塑性變形強(qiáng)化和非連續(xù)塑性變形強(qiáng)化材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線?兩種情況下如何根據(jù)應(yīng)力—應(yīng)變曲線確定材料的屈服強(qiáng)度？答：左圖為連續(xù)塑性變形強(qiáng)化材料，右圖為非連續(xù)塑性變形強(qiáng)化材料。2.00.0￡巨"⑷巴-0.0 0.51.0 1.5Strain2.0truemtrsin-jtrEggline0匕屈服點(diǎn)A\一屈服伸長(zhǎng)變形2.00.0￡巨"⑷巴-0.0 0.51.0 1.5Strain2.0truemtrsin-jtrEggline0匕屈服點(diǎn)A\一屈服伸長(zhǎng)變形對(duì)連續(xù)塑性變形強(qiáng)化材料，屈服強(qiáng)度為產(chǎn)生0.2%殘余伸長(zhǎng)率時(shí)的應(yīng)力。對(duì)非連續(xù)塑性變形強(qiáng)化材料，屈服強(qiáng)度為屈服平臺(tái)的下屈服點(diǎn)（右圖B點(diǎn)）對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。9、 何謂工程應(yīng)力和工程應(yīng)變?何謂真應(yīng)力和真應(yīng)變?兩者之間有什么定量關(guān)系?答：工程應(yīng)力是載荷除以試件的原始截面積（q=P/A0）。工程應(yīng)變是總伸長(zhǎng)量除以原始標(biāo)距長(zhǎng)度（e=（l-l0）/1°）。真應(yīng)力是載荷除以瞬時(shí)截面積（S=P/A）。ldl l真應(yīng)變是瞬時(shí)伸長(zhǎng)率的積分（& =Ino）ll l

在均勻塑性變形階段，兩者之間定量關(guān)系：cPPAG 、 （ldllS== -o= =G（1+e） 1 =ln-^=ln（1+e）AAA1—屮' inll0010、 拉伸圖、工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線和真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線有什么區(qū)別？答：拉伸圖和工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線具有相似的形狀，但坐標(biāo)物理含義不同，單位也不同。拉伸圖橫坐標(biāo)為伸長(zhǎng)量（單位mm）,縱坐標(biāo)為載荷（單位N）；工程應(yīng)力一應(yīng)變曲線橫坐標(biāo)為工程應(yīng)力（單位MPa）,縱坐標(biāo)為工程應(yīng)變（單位無(wú)）。工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線和真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線坐標(biāo)單位相同，但坐標(biāo)物理含義不同。工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線一般呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)。真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線呈現(xiàn)一直增大的趨勢(shì)。真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線在工程應(yīng)力—應(yīng)變曲線的左上方。11、現(xiàn)有do=10mm的圓棒長(zhǎng)試樣和短試樣各一根，測(cè)得其延伸率dlO與d5均為25%，問(wèn)長(zhǎng)試件和短試件的塑性是否一樣？答：不一樣。長(zhǎng)試件塑性好。因?yàn)閷?duì)同一材料§5>5io補(bǔ)充工程材料在使用過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生（彈性變形）。工程構(gòu)件在生產(chǎn)過(guò)程中要（降低）材料的塑性，（降低）材料的強(qiáng)度。工程構(gòu)件在使用過(guò)程中要（提高）材料的塑性，（提高）材料的強(qiáng)度。拉伸試樣的直徑一定，標(biāo)距越長(zhǎng)，則測(cè)出的抗拉強(qiáng)度值會(huì)（不變），延伸率會(huì)（越低），斷面收縮率會(huì)（不變）5.在均勻變形階段，金屬的伸長(zhǎng)率6與截面收縮率屮通常滿足關(guān)系:l=l+Al=l（1+ ）=l（1+e）0 0l00A=A—AA=A（1——）=A（1-屮）0 0A00由上面兩個(gè)等式和體積不變?cè)?，可以求得?一屮；屮=1一屮；屮=~b1一屮；屮章金屬的彈性變形與塑性變形1、名詞解釋：彈性后效、彈性滯后環(huán)答：彈性后效：加載卸載時(shí)應(yīng)變落后于應(yīng)力的現(xiàn)象。彈性滯后環(huán)：加載和卸載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線不重合形成一封閉回線0&00&02、什么是條件比例極限和彈性極限，試畫(huà)圖并敘述兩種力學(xué)性能的求解方法。答：書(shū)16頁(yè)3、金屬的彈性模量主要取決于哪些因素？為什么說(shuō)它是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？答：金屬的彈性模量與原子間作用力和距離有關(guān)，主要決定于金屬原子本性和晶格類型。金屬?gòu)椥阅Ａ康挠绊懸蛩赜校?、溶質(zhì)元素：溶質(zhì)原子可改變?cè)娱g作用力，進(jìn)而影響彈性模量，但影響不大。2、溫度：溫度升高，原子間距增大，原子間結(jié)合力減弱，彈性模量下降。3、加載速率：彈性變形速率與聲速相當(dāng)，加載速率一般遠(yuǎn)小于聲速，故基本不影響彈性模量。4、冷變形：彈性模量可能增大可能減小，但影響不大。5、熱處理：彈性模量可能增大可能減小，但影響不大。綜上所述，金屬的彈性模量是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)。4、試述金屬材料屈服強(qiáng)度的影響因素。答：內(nèi)因：1、金屬本性及晶格類型：屈服現(xiàn)象來(lái)源于位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力是由金屬原子本性及晶格類型決定的。2、晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)：晶界與亞晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，一般晶粒越小，晶界越多，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙數(shù)越多，屈服強(qiáng)度越大。3、溶質(zhì)元素：溶質(zhì)原子造成晶格畸變應(yīng)力場(chǎng)，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，從而使屈服強(qiáng)度提高。4、第二相：彌散型和聚合型第二相都可阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而提高屈服強(qiáng)度。外因：1、溫度：溫度升高，屈服強(qiáng)度降低。2、應(yīng)變速率：應(yīng)變速率增大，屈服強(qiáng)度增高。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)度越低。5、 若室溫下純鐵的晶粒大小為16個(gè)/mm2時(shí)，o=100MN/m2；而當(dāng)晶粒大小為4096個(gè)/mm2s時(shí)，o=250MN/m2；試求晶粒大小為256個(gè)/mm2時(shí)o的值。ss答：根據(jù)Hall-petch公式：◎=◎+kD-0-5。變換后得：◎=◎+kp025。sissi（注：oO單位為MN/m2,p單位為個(gè)/mm2，k為系數(shù)。）si100=o+kl60』5■250=o+k40960.25 得o=50,k=25ii當(dāng)p=256時(shí)，◎=◎+kp0.25二50+25x2560.25二150si故當(dāng)晶粒大小為256個(gè)/mm2時(shí)o的值為150MN/m2s6、 什么是包申格效應(yīng)，這一現(xiàn)象有何實(shí)用意義？哪些金屬與合金在什么情況下最易出現(xiàn)這些現(xiàn)象？如何防治和消除？答：包申格效應(yīng)：產(chǎn)生了少量塑性變形的材料，再同向加載則彈性極限與屈服強(qiáng)度升高；反向加載則彈性極限與屈服強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。實(shí)用意義：經(jīng)微量冷變形的材料，如使用時(shí)的受力方向與原變形方向相反，應(yīng)考慮彈性極限與屈服強(qiáng)度的降低。加工過(guò)程中，使材料交替承受反向應(yīng)力，以降低材料的變形抗力。材料經(jīng)微量預(yù)應(yīng)變后，疲勞極限降低。補(bǔ)充：材料的彈性常數(shù)是（E,G,v）。影響彈性模量最基本的原因是（原子半徑）。機(jī)床底座常用鑄鐵制造的主要原因是（價(jià)格低，內(nèi)耗大，模量大）。當(dāng)合金中晶粒愈細(xì)小時(shí)，其（強(qiáng)度提高，韌性提高，耐熱性降低，塑性提高）。多晶體金屬塑性變形的特點(diǎn)是（非同時(shí)性，非均勻性，協(xié)調(diào)性）。位錯(cuò)增殖理論可用于解釋（屈服現(xiàn)象）。細(xì)晶強(qiáng)化是非常好的強(qiáng)化方法，但不適用于（高溫）。第三章其他靜加載下的力學(xué)性能1、名詞解釋：應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)答：應(yīng)力狀態(tài)柔度系數(shù)：在各種加載條件下，最大切應(yīng)力與最大正應(yīng)力o之比，記為maxmaxa,a /C。a（拉伸）＜a（扭轉(zhuǎn)）＜a（壓縮）maxmax2、 如何根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法（單向拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲，壓縮和剪切試驗(yàn)）衡量材料的性能?（了解）答：扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用：（1）扭轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)的柔度系數(shù)較大，能測(cè)定拉伸時(shí)表現(xiàn)為脆性的材料。（2）能測(cè)定高塑性材料的變形抗力和變形能力。（3） 能區(qū)分材料的斷裂方式。（4） 檢驗(yàn)表面質(zhì)量。（5） 研究有關(guān)初始塑性變形的非同時(shí)性的問(wèn)題。3、 能否根據(jù)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)中試樣的斷口特征分析引起開(kāi)裂的力的特征?答：切斷斷口：斷口與軸線垂直，斷裂是由最大切應(yīng)力造成的，說(shuō)明切斷強(qiáng)度較低。正斷斷口：斷口與軸線呈45°，斷裂是由最大正應(yīng)力造成的，說(shuō)明正斷強(qiáng)度較低。木紋狀斷口：說(shuō)明軸向切斷抗力比橫向的低。iE2-7捉蚪址柑韻忙的當(dāng)我檸征

O切■?口IE脂韻口EAttttBro4、 哪些材料適合進(jìn)行抗彎試驗(yàn)?抗彎試驗(yàn)的加載形式有哪兩種?各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：抗彎試驗(yàn)適合于測(cè)定鑄鐵、硬質(zhì)合金、陶瓷等脆性與低塑性材料的強(qiáng)度和顯示塑性的差別?？箯澰囼?yàn)的加載形式：1、 三點(diǎn)彎曲優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：試件總在最大彎距附近處斷裂，不能反映材料的缺陷。2、 四點(diǎn)彎曲優(yōu)點(diǎn)：試件通常在兩加載點(diǎn)之間具有組織缺陷處斷裂，能較好的反映材料的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也較精確。缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，必須注意加載的均衡。5、 為什么拉伸試驗(yàn)時(shí)所得的條件應(yīng)力—應(yīng)變曲線位于真實(shí)應(yīng)力—應(yīng)變曲線之下，而壓縮試

驗(yàn)時(shí)正好相反?答：條件應(yīng)力是載荷除以試件的原始截面積（q=P/A0）。真實(shí)應(yīng)力是載荷除以瞬時(shí)截面積（S=P/A）。 °拉伸試驗(yàn)時(shí)，A0>A,故q〈S,條件應(yīng)力一應(yīng)變曲線位于真實(shí)應(yīng)力一應(yīng)變曲線之下。壓縮試驗(yàn)時(shí)，A0<A,故q>S,條件應(yīng)力一應(yīng)變曲線位于真實(shí)應(yīng)力一應(yīng)變曲線之上。6、材料為灰鑄鐵，其試樣直徑d=30mm，原標(biāo)距長(zhǎng)度h。=45mm。在壓縮試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)試樣承受到485kN壓力時(shí)發(fā)生破壞，試驗(yàn)后長(zhǎng)度h=40mm。試求其抗壓強(qiáng)度和相對(duì)收縮率。答：抗壓強(qiáng)度qbcbc48500030答：抗壓強(qiáng)度qbcbc48500030…(2)2二686MPah-h45-40相對(duì)收縮率￡ =0 =AU=11.1%ckh 450第四章硬度1、 硬度試驗(yàn)有哪些特點(diǎn)?答：硬度試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，造成表面損傷小，基本屬于無(wú)損檢測(cè)。2、 試比較布氏、洛氏、維氏硬度試驗(yàn)原理的異同，說(shuō)明它們的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。答：（1）布氏硬度原理：用一定壓力將淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓頭壓入試樣表面，保持規(guī)定的時(shí)間后卸除壓力，試件表面留下壓痕，單位壓痕表面積a上所承受的平均壓力即定義為布氏硬度值（HB）。HB二-PHB二-P兀DhPkD[D-*■(D2-d2)]當(dāng)壓力和壓頭直徑一定時(shí)，壓痕直徑越大，布氏硬度值越低，即變形抗力越??；反之，布氏硬度值越高。優(yōu)點(diǎn)：壓痕面積大，能反映出較大范圍內(nèi)材料各組成相的綜合平均性能，不受個(gè)別微區(qū)不均勻性的影響，所以分散性小，重復(fù)性好。缺點(diǎn)：①壓痕較大，不宜在零件表面、薄壁件上測(cè)定布氏硬度。測(cè)定壓痕直徑費(fèi)時(shí)費(fèi)力。受P/D2為常數(shù)的約束。應(yīng)用范圍：適合于測(cè)定粗大晶粒或粗大組成相的材料的硬度。（2）洛氏硬度原理：洛氏硬度是直接測(cè)量壓痕深度，壓痕愈淺表示材料愈硬。優(yōu)點(diǎn)：①硬度值可從硬度計(jì)表盤上直接讀出，簡(jiǎn)便迅速。對(duì)試件表面損傷小。加有預(yù)載荷，可消除表面輕微不平度對(duì)試驗(yàn)的影響。缺點(diǎn)：①不同標(biāo)尺的洛氏硬度值無(wú)法比較。②壓痕小，對(duì)材料組織不均勻性敏感，測(cè)試結(jié)果分散，重復(fù)性差。應(yīng)用范圍：要求材料組織均勻?？捎糜诔善妨慵臋z驗(yàn)?？蓽y(cè)定各種不同材料的硬度（3）維氏硬度原理：根據(jù)單位壓痕表面積上所承受的壓力來(lái)定義硬度值。優(yōu)點(diǎn)：①各種載荷作用下的壓痕幾何相似，不受載荷P和壓頭D規(guī)定條件的約束。測(cè)量范圍較寬，軟硬材料都可。對(duì)角線長(zhǎng)度易于精確測(cè)量。缺點(diǎn)：效率較洛氏法低。應(yīng)用范圍：測(cè)量范圍較寬，軟硬材料都可?？蓽y(cè)定薄件或膜層的硬度。3、 布氏、洛氏、維氏硬度壓頭形狀有何區(qū)別?其硬度用什么符號(hào)表示?并說(shuō)明其符號(hào)的意義。答：壓頭形狀:布氏硬度壓頭是球形；洛氏硬度壓頭有兩類，頂角為120°金剛石圓錐體和鋼球壓頭；維氏硬度壓頭為金剛石制成的四方角錐體，兩相對(duì)面間的夾角為136°。符號(hào)表示:布氏硬度：壓頭為淬火鋼球，HBS；壓頭為硬質(zhì)合金球，HBW。HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值，其后的數(shù)字依次為壓頭直徑、壓力和保持時(shí)間。例：150HBS10/3000/30，表示用10mm直徑淬火鋼球，加壓3000kgf,保持30s，測(cè)得布氏硬度值為150；500HBW5/750，表示用5mm直徑硬質(zhì)合金球，加壓750kgf，保持10-15s（保持時(shí)間為10-15s，不加標(biāo)注），測(cè)得布氏硬度值為500。洛氏硬度：測(cè)定HRC采用金剛石壓頭，設(shè)在試件表面留下的殘余壓痕深度為t。規(guī)定：t=0.2mm時(shí),HRC=0；t=0,HRC=100,壓痕深度每增0.002mm,HRC降低1個(gè)單位。于是有:HRC=（0.2-1）/0.002=100-1/0.002維氏硬度：表示方法與布氏硬度的相同。例：640HV30/20，最前數(shù)字為硬度值，后面數(shù)字依次為載荷/保持時(shí)間。4、 同一材料用不同的硬度測(cè)定方法所測(cè)得的硬度值有無(wú)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系?為什么?答：無(wú)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。硬度不是一個(gè)有明確物理意義的性能指標(biāo)，而是包括了許多力學(xué)行為在內(nèi)的一個(gè)綜合性的概念。用不同的硬度試驗(yàn)方法測(cè)量不同的材料，材料內(nèi)部所發(fā)生的力學(xué)行為不同，其實(shí)際含義也不同。5、 顯微硬度和維氏硬度相比有何異同,顯微硬度有何用途?答：和維氏硬度相比，顯微維氏硬度測(cè)試載荷小，載荷與壓痕之間的關(guān)系不一定像維氏硬度試驗(yàn)?zāi)菢臃蠋缀蜗嗨圃?，所以必須注明載荷大小，以便比較。顯微硬度用途：靈敏度高，載荷小，壓痕極小，幾乎不損壞試件，便于測(cè)定微小區(qū)域內(nèi)的硬度值。6、 何謂幾何相似原理?答：以布氏硬度為例，壓痕形狀幾何相似，則壓入角應(yīng)相等，即P/D2應(yīng)為常數(shù)。S2-19壓對(duì)*11他怎理憎補(bǔ)充1、 工程中測(cè)定材料的硬度最常用（壓入法）。2、 同種材料的（布氏與維氏）硬度可相互參比。3、 與抗拉強(qiáng)度之間存在相互關(guān)系的是（布氏硬度）。

第五章斷裂1、說(shuō)明下列名詞術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系：(1)微孔聚集型斷裂；(2)解理斷裂；(3)脆性斷裂；(4)韌性斷裂；(5)穿晶斷裂；(6)沿晶斷裂。解理斷裂空穴棗積型斷製按照斷裂機(jī)制分類純剪切斷裂無(wú)明顯塑性變機(jī)沿解理面分町穿鼎卵裂沿晶界空穴聚合，沿晶斷裂解理斷裂空穴棗積型斷製按照斷裂機(jī)制分類純剪切斷裂無(wú)明顯塑性變機(jī)沿解理面分町穿鼎卵裂沿晶界空穴聚合，沿晶斷裂沿晶內(nèi)空穴聚合，穿晶斷裂&\（、g沿滑移面分離剪切斷裂(單晶體｝V￡oxo通過(guò)縮頸導(dǎo)致最終斷裂(多晶怵、離純金2、延性斷口由哪幾個(gè)區(qū)域組成?各區(qū)的形貌有何特點(diǎn)?答：延性斷口由纖維區(qū)、放射區(qū)、剪切唇區(qū)三個(gè)區(qū)域組成。纖維區(qū)形貌：與拉伸方向垂直。表面無(wú)金屬光澤，凹凸不平。放射區(qū)形貌：表面有放射線花樣。放射線平行于裂紋擴(kuò)展方向而垂直于裂紋前端的輪廓線，并逆指向裂紋源。剪切唇區(qū)形貌：與拉伸方向呈45°。表面光滑。

3、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。工程構(gòu)件中，為什么脆性斷裂最危險(xiǎn)?答：韌性斷裂是斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂，斷裂有一個(gè)緩慢的撕裂過(guò)程，在裂紋擴(kuò)展過(guò)程中不斷的消耗能量。4、解理斷口的主要特征是什么?如何尋找河流狀花樣斷裂源?4、解理斷口的主要特征是什么?如何尋找河流狀花樣斷裂源?答：解理斷口：宏觀特征：平坦、發(fā)亮的結(jié)晶狀斷面。微觀特征：河流狀花樣。舌狀花樣。對(duì)河流狀花樣，“河流”順流方向與裂紋擴(kuò)展方向相同故可以從河流的反方向去尋找斷裂源。左圖河流狀花樣斷裂源在右上方。5、試述微孔聚集型斷裂的全過(guò)程，若材料的基體塑性相同，第二相質(zhì)點(diǎn)密度大小對(duì)斷口中韌窩的大小和深淺有何影響？答：微孔聚集型斷裂的全過(guò)程微孔形核：當(dāng)拉伸載荷達(dá)到最大值時(shí)，試樣發(fā)生頸縮。在頸縮區(qū)形成三向拉應(yīng)力狀態(tài)，且在試樣的心部軸向應(yīng)力最大。在三向應(yīng)力的作用下，試樣心部的夾雜物或第二相質(zhì)點(diǎn)破裂，或者夾雜物或第二相質(zhì)點(diǎn)與基體界面脫離，最終形成微孔。微孔長(zhǎng)大：增大外力，微孔在縱向與橫向均長(zhǎng)大微孔聚合：微孔不斷長(zhǎng)大并發(fā)生聯(lián)接而形成大的中心空腔。最后，沿45。方向切斷。第二相質(zhì)點(diǎn)密度越大，韌窩尺寸越小。材料塑性好，則韌窩深。6、在什么條件下易出現(xiàn)沿晶斷裂?怎祥才能減小沿晶斷裂傾向？沿晶斷裂斷口形貌如何？

答：沿晶斷裂出現(xiàn)的條件：晶界存在連續(xù)分布的脆性第二相。微量有害雜質(zhì)元素在晶界上偏聚。由于環(huán)境介質(zhì)的作用損害了晶界，如氫脆、高溫、應(yīng)力腐蝕等。沿晶斷裂斷口形貌呈冰糖狀，如左圖。補(bǔ)充1、 材料失效最危險(xiǎn)的形式是(斷裂)。2、 解理斷裂是(穿晶脆斷)。3、 下述斷口哪一種是延性斷口(d)。a)穿晶斷口b)沿晶斷口c)河流花樣d)韌窩斷口4、 雙原子模型計(jì)算出的材料理論斷裂強(qiáng)度比實(shí)際值高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，是因?yàn)?c)。a)模型不好b)近似計(jì)算太粗太多c)實(shí)際材料有缺陷d)實(shí)際材料無(wú)缺陷5、 Griffith強(qiáng)度理論適用于(玻璃、陶瓷等脆性材料)。6、 理論斷裂強(qiáng)度適用于(d)。a)金屬b)陶瓷c)有機(jī)高分子d)晶須

第六章切口強(qiáng)度與切口沖擊韌性1、什么是廣義的切口?試件或構(gòu)件含有切口對(duì)其中的應(yīng)力分布有什么主要的影響?答：不連續(xù)幾何結(jié)構(gòu)就是廣義的切口。切口對(duì)應(yīng)力分布的影響：①缺口前方出現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變集中。缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)被改變，由原來(lái)的單向拉伸改為三向拉伸。由于三向拉伸，試樣的乂比單向拉伸時(shí)高，即產(chǎn)生了“缺口強(qiáng)化”現(xiàn)象。O2、 什么是應(yīng)變集中?切口根部發(fā)生塑性應(yīng)變后，如何計(jì)算局部應(yīng)變?答：了解。3、 如何測(cè)定切口強(qiáng)度?切口強(qiáng)度比有什么實(shí)用意義?切口強(qiáng)度和切口強(qiáng)度比是否為材料常數(shù)?答：切口強(qiáng)度：用帶缺口的拉伸試件測(cè)定其斷裂時(shí)的名義應(yīng)力b，b=P/AbnbnmaxN切口強(qiáng)度比nsr可評(píng)價(jià)材料的切口敏感性，以利于零件的設(shè)計(jì)與選材。若NSR>1.0,則材料對(duì)缺口不敏感，材料是缺口韌性的。若NSRV1.0,則材料對(duì)缺口敏感，材料是缺口脆性的。切口強(qiáng)度和切口強(qiáng)度比不是材料常數(shù)，與切口的幾何形狀和應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。4、 什么是沖擊韌性?用于測(cè)定沖擊韌性的試件有哪兩種主要形式?測(cè)定的沖擊韌性如何表示?答：沖擊韌性是指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功等能量的能力。試件有兩種：①夏比U型切口試樣：沖擊韌性值a二A/AKU KN②夏比V型切口試樣：沖擊韌性值a二A/AKV KN其中，A為沖擊吸收功，A為切口的凈斷面積。KN5、 沖擊韌性值在工程中有什么實(shí)用價(jià)值?答：①分析材料缺陷，評(píng)定材料質(zhì)量。確定材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度。評(píng)定材料對(duì)大能量沖擊斷裂的抗力。評(píng)定金屬的應(yīng)變時(shí)效敏感性6、 何謂低溫脆性?在哪些材料中發(fā)生低溫脆性?答：當(dāng)降到某一溫度時(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。一些體心立方晶格的金屬發(fā)生低溫脆性。7、 何謂韌－脆轉(zhuǎn)變?如何確定韌－脆轉(zhuǎn)變溫度?有哪些因素影響韌—脆轉(zhuǎn)變溫度?工程中如何確定材料的使用溫度的下限？答：當(dāng)降到某一溫度T時(shí)，材料由韌性狀態(tài)變?yōu)镵脆性狀態(tài)，轉(zhuǎn)變溫度T稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。K確定韌－脆轉(zhuǎn)變溫度：將試件冷卻到不同的溫度下測(cè)定沖擊功A或斷口形貌特征與溫度的關(guān)K系曲線，然后按能量法或斷口形貌法確定韌脆轉(zhuǎn)變溫度。材料的使用溫度的下限T=T+A,△值一般選20°C?60°C。0K8、解釋應(yīng)力集中系數(shù)，應(yīng)變集中系數(shù)，缺口敏感度。TOC\o"1-5"\h\z答：應(yīng)力集中系數(shù)：最大應(yīng)力&與名義應(yīng)力G之比