材控结课试题 材料性能

4. 写出平面应变断裂韧性c K 1的表达式,并简述其物理意义。

答:2

11υ-=C IC EG K 此值为材料常数,另一方面也是应力强度因子的临界值。当IC K K =1时,裂纹体处于临界症状,行将断裂,即为新的裂纹体的断裂判据。

5. 简述影响材料脆性-韧性转变的主要因素。

答:应力状态及柔度系数、温度和加载速率的影响、材料的微观结构的影响。

三、 论述题(每题10分,共47分)

1. (12分)什么是柯氏气团?分别用柯氏气团理论和位错增殖机制解释金属材料的屈服现象。

答:间隙式或者置换式溶质原子在刃型位错弹性交互作用时,交互能为负的情况下,溶质在基体中不会形成均匀分布,它们要偏聚到位错周围,形成所谓“柯氏气团”。此时,位错如果要运动就必须从气团中挣脱出来或者拖着气团一起运动。

屈服现象形成机制—— 柯氏气团对晶体材料中的位错具有强烈的钉扎作用,刚开始塑变的时候可动位错较少,需要较大的形变力(上屈服点);一旦塑变开始后,位错运动挣脱了柯氏气团的钉扎,并且迅速增殖,导致应力的突然下降,产生下屈服点。应变时效形成机制:塑性变形初期,由于柯氏气团的钉扎作用产生上屈服点,柯氏气团挣脱“钉扎”,形成下屈服点;预先已经屈服的式样,卸载后立刻加载,柯氏气团已经被破坏,因此没有屈服现象;应变时效使溶质原子通过扩散重新聚集到位错周围形成气团,故又出现屈服现象。

2. (9分)写出派-纳力N P -τ的数学表达式,指出式中各符号的物理意义,并由此解释为什么滑移通常出现在最密排面的最密排方向。

答:公式

??

? ??--=-b W G n p πντ2e x p 12 其中,W 代表位错的宽度

d ——晶面间距

b ——柏氏矢量

由公式可知:大的晶面间距和小的柏氏矢量,都使派-纳力减小。滑移面与滑移方向大致是最密排面和最密排方向,因为最密排面具有最大的晶面间距,柏氏矢量最小,点阵阻力(派-纳力)最小。

3. (6分)简述晶粒细化对材料塑性和韧性的影响。

相关推荐
相关主题
热门推荐