文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 工程材料力学性能答案..

工程材料力学性能答案..

工程材料力学性能答案..
工程材料力学性能答案..

11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

1.7决定金属屈服强度的因素有哪些?12

内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。

外在因素:温度、应变速率和应力状态。

1.9试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。

固溶强化、形变硬化、细晶强化

1.10试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?21

韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。

1.13何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?

答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化

?1.20断裂强度与抗拉强度有何区别?

抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力,记为σb;拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系:σf = σb (1+ψ);脆性材料的抗拉强度就是断裂强度;对于塑性材料,由于出现颈缩两者并不相等。

1.22裂纹扩展受哪些因素支配?

答:裂纹形核前均需有塑性变形;位错运动受阻,在一定条件下便会形成裂纹。222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222

2.3试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。

答:单向拉伸试验的特点及应用:

单向拉伸的应力状态较硬,一般用于塑性变形抗力与切断强度较低得所谓塑性材料试验。压缩试验的特点及应用:

(1)单向压缩的应力状态软性系数a=2,因此,压缩试验主要用于脆性材料,以显示其在静拉伸时缩不能反映的材料在韧性状态下的力学行为。

(2)压缩与拉伸受力方向不仅相反,且两种试验所得的载荷变形曲线、塑性及断裂形态也存在较大的差别,特别是压缩不能使塑性材料断裂,故塑性材料一般不采用压缩方法试验。(3)多向不等压缩试验的应力软性系数a>2,故此方法适用于脆性更大的材料,它可以反映此类材料的微小塑性差异。此外接触表面处承受多向压缩的机件,也可以采用多向压缩试验,使试验条件与试验服役条件更接近。弯曲试验的特点及应用:

(1)弯曲加载时受拉的一侧应力状态基本上与静拉伸时相同,且不存在如拉伸时的所谓试样偏斜对试样结果的影响。因此弯曲试验常用于测定那些由于太硬难于加工成拉伸试样的脆性材料的断裂强度,并能显示出它们的塑性差别。

(2)弯曲试验时,截面上的应力分布也是表面上应力最大,故可灵敏的反映材料的表面缺陷,因此,常用来比较和评定材料表面处理层的质量。

(3)由弯曲图可以看出弯曲试验不能使这些材料断裂,在这种情况下虽可以测定非比例弯曲应力,但实际上很少使用。

扭转试验的特点及应用:

(1)扭转试验中扭转的应力状态软性系数α=0.8,比拉伸时的α大,易于显示金属的塑性行为。圆柱形试件扭转时整个长度上的塑性变形是均匀的,没有紧缩现象,所以能实现大塑性变形量下的试验。

(2)扭转试验时,试件截面上应力应变分布表明,该实验对金属表面缺陷及表面硬化层的性能有很大的敏感度。扭转时试件中的最大正应力一最大切应力在数值上大体相等,而生产上所使用的大部分金属材料的正断强度大于切断强度,所以,扭转试验是测定这些材料切断强度最可靠的方法。

(3)扭转试验时,试件受到较大的切应力,而且还被广泛的用于研究有关初始塑性变形的非同时性问题,如弹性后效、弹性滞后以及内耗等。扭转试验可用于测定塑性材料和脆性材料的剪切变形和断裂的全部力学性能指标,并且还有着其他力学性能试验方法所无法比拟的优点,因此,在科研及生产检验中得到广泛运用。

2.7七、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理,并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。P49p57

原理;布氏硬度:用钢球或硬质合金球作为压头,计算单位面积所承受的试验力。

洛氏硬度:采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度。

维氏硬度:以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头,计算单位面积所承受的试验力。布氏硬度优点:实验时一般采用直径较大的压头球,因而所得的压痕面积比较大。压痕大的一个优点是其硬度值能反映金属在较大范围内各组成相得平均性能;另一个优点是实验数据稳定,重复性强。缺点:对不同材料需更换不同直径的压头球和改变试验力,压痕直径的测量也较麻烦,因而用于自动检测时受到限制。

洛氏硬度优点:操作简便,迅捷,硬度值可直接读出;压痕较小,可在工件上进行试验;采用不同标尺可测量各种软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度,因而广泛用于热处理质量检测。缺点:压痕较小,代表性差;若材料中有偏析及组织不均匀等缺陷,则所测硬度值重复性差,分散度大;此外用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系,不能直接比较。

维氏硬度优点:不存在布氏硬度试验时要求试验力F与压头直径D之间所规定条件的约束,也不存在洛氏硬度试验时不同标尺的硬度值无法统一的弊端;维氏硬度试验时不仅试验力可以任意取,而且压痕测量的精度较高,硬度值较为准确。缺点是硬度值需要通过测量压痕对角线长度后才能进行计算或查表,因此,工作效率比洛氏硬度法低的多。

2.8今有如下零件和材料需要测定硬度,试说明选择何种硬度实验方法为宜。

1渗碳层的硬度分布;2淬火钢;3灰铸铁;4鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体;5仪表小黄铜齿轮;6龙门刨床导轨;7渗氮层;8高速钢刀具;9退火态低碳钢;10硬质合金。1渗碳层的硬度分布---- HK或-显微HV

2淬火钢-----HRC

3灰铸铁-----HB

4鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体----显微HV或者HK

5仪表小黄铜齿轮-----HV

6龙门刨床导轨----HS(肖氏硬度)或HL(里氏硬度)

7渗氮层----HV

8高速钢刀具----HRC

9退火态低碳钢-----HB

10硬质合金---- HRA

3.4试说明低温脆性的物理本质及其影响因素

低温脆性的物理本质:宏观上对于那些有低温脆性现象的材料,它们的屈服强度会随温度的降低急剧增加,而断裂强度随温度的降低而变化不大。当温度降低到某一温度时,屈服强度增大到高于断裂强度时,在这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大,因此材料在受力时还未发生屈服便断裂了,材料显示脆性。

从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵中运动的阻力有关,当温度降低时,位错运动阻力增大,原子热激活能力下降,因此材料屈服强度增加。

影响材料低温脆性的因素有(P63,P73):

1.晶体结构:

对称性低的体心立方以及密排六方金属、合金转变温度高,材料脆性断裂趋势明显,塑性差。 2.化学成分:能够使材料硬度,强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差,材料脆性提高。

3.显微组织:①晶粒大小,细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑韧性。因为晶界是裂纹扩展的阻力,晶粒细小,晶界总面积增加,晶界处塞积的位错数减少,有利于降低应力集中;同时晶界上杂质浓度减少,避免产生沿晶脆性断裂。②金相组织:较低强度水平时强度等而组织不同的钢,冲击吸收功和韧脆转变温度以马氏体高温回火最佳,贝氏体回火组织次之,片状珠光体组织最差。钢中夹杂物、碳化物等第二相质点对钢的脆性有重要影响,当其尺寸增大时均使材料韧性下降,韧脆转变温度升高。

3.8简述根据韧脆转变温度分析机件脆断失效的优缺点。

缺点:脆性断裂一般断裂时间较短,突发性的断裂,因此在使用时一旦超过屈服强度就会很快断裂优点:脆性断裂在常温下表现为脆性,因此材料的变形随温度降低时变化不大,这样在交变温度的使用环境下,就不需要考虑材料的冷脆温度3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333 4.1(1)低应力脆断:高强度、超高强度钢的机件,中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂。(4)应力场强度因子K:在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于位置外,尚与强度因子K有关,对于某一确定的点,其应力分量由K确定,K越大,则应力场各点应力分量也越大,这样K就可以表示应力场的强弱程度,称K为应力场强度因子。“I”表示I型裂纹。P68 (9)裂纹扩展K判据:裂纹在受力时只要满足K1>=KIC ,就会发生脆性断裂反之,即使存在裂纹,若K1

4.2说明下列断裂韧度指标的意义及其相互关系

Klc和Kc答:临界或失稳状态的K记作KIC或Kc,Kic为平面应变下的断裂韧度,表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。Kc为平面应力断裂韧度,表示在平面应力条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。它们都是型裂纹的材料裂纹韧性指标,但Kc值与试样厚度有关。当试样厚度增加,使裂纹尖端达到平面应变状态时,断裂韧度趋于一稳定的低值,即为KIC,它与试样厚度无关,而是真正的材料常数。P71/P82

GIc答:P77/P89 当GI增加到某一临界值时,GI能克服裂纹失稳扩展的阻力,则裂纹失稳扩展断裂。将GI的临界值记作GIc,称断裂韧度,表示材料阻止裂纹失稳扩展时单位面积所消耗的能量,其单位与GI相同,MPa·m

JIC:是材料的断裂韧度,表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力,其单位与GIC相同。P90/P102 c:是材料的断裂韧度,表示材料阻止裂纹开始扩展的能力.P91/P104

J判据和判据一样都是裂纹开始扩展的裂纹判据,而不是裂纹失稳扩展的裂纹判据。P91/P104

4.5试述应力场强度因子的意义及典型裂纹K的表达式

答:新书P69旧书P80参看书中图(应力场强度因子的意义见上)

几种裂纹的K表达式,

无限大板穿透裂纹;

有限宽板穿透裂纹:

有限宽板单边直裂纹:

受弯单边裂纹梁:

无限大物体内部有椭圆片裂纹,远处受均匀拉伸:

4无限大物体表面有半椭圆裂纹,远处均受拉伸:A点的

4.6试述K判据的意义及用途。

答: K判据解决了经典的强度理论不能解决存在宏观裂纹为什么会产生低应力脆断的原因。K判据将材料断裂韧度同机件的工作应力及裂纹尺寸的关系定量地联系起来,可直接用于设计计算,估算裂纹体的最大承载能力、允许的裂纹最大尺寸,以及用于正确选择机件材料、优化工艺等。P71/P83

4.13试述KIC与材料强度塑形之间的关系

总的来说,断裂韧度随韧度随强度的升高而降低

4.16有一大型板件,材料的σ0.2=1200MPa,KIc=115MPa*m1/2,探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹,若在平均轴向拉应力900MPa下工作,试计算KI及塑性区宽度R0,并判断该件是否安全

4.17有一轴件平行轴向工作应力150MPa,使用中发现横向疲劳脆性正断,断口分析表明有25mm深度的表面半椭圆疲劳区,根据裂纹a/c可以确定υ=1,测试材料的σ0.2=720MPa ,试估算材料的断裂韧度KIC为多少?

4.18有一构件制造时,出现表面半椭圆裂纹,若a= 1mm,在工作应力σ=1000MPa下工作,应该选什么材料的σ0.2与KIC配合比较合适?构件材料经不同热处理后,其σ0.2和KIC的变化列于下表. σ0.2/MPa 1100 1200 1300 1400 1500 KIC/MPa·m1/2 110 95 75 60 55

44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444 5.1疲劳寿命:试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数

过载损伤:金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后,其疲劳极限或疲劳寿命减小,就造成了过载损伤。

5.2揭示下列疲劳性能指标的意义

疲劳强度σ-1,σ-p,τ-1,σ-1N, P99,100,103/p114

σ-1: 对称应力循环作用下的弯曲疲劳极限;

σ-p:对称拉压疲劳极限;

τ-1:对称扭转疲劳极限;

σ-1N:缺口试样在对称应力循环作用下的疲劳极限。

疲劳缺口敏感度qf P103/p118

金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性,常用疲劳缺口敏感度来评定。

Qf=(Kf-1)/(kt-1)其中Kt为理论应力集中系数且大于一,Kf为疲劳缺口系数。 Kf=(

σ-1)/(σ-1N)

过载损伤界 P102,103/p117

由实验测定,测出不同过载应力水平和相应的开始降低疲劳寿命的应力循环周次,得到不同试验点,连接各点便得到过载损伤界。

疲劳门槛值ΔKth P105/p120

在疲劳裂纹扩展速率曲线的Ⅰ区,当ΔK≤ΔKth时,da/aN=0,表示裂纹不扩展;只有当ΔK>ΔKth时,da/dN>0,疲劳裂纹才开始扩展。因此,ΔKth是疲劳裂纹不扩展的ΔK临界值,称为疲劳裂纹扩展门槛值。

5.4试述疲劳宏观断口的特征及其形成过程(新书P96~98及PPT,旧书P109~111)

答:典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域—疲劳源、疲劳区及瞬断区。

(1)疲劳源是疲劳裂纹萌生的策源地,疲劳源区的光亮度最大,因为这里在整个裂纹亚稳扩展过程中

断面不断摩擦挤压,故显示光亮平滑,另疲劳源的贝纹线细小。

(2)疲劳区的疲劳裂纹亚稳扩展所形成的断口区域,是判断疲劳断裂的重要特征证据。特征是:断口比较光滑并分布有贝纹线。断口光滑是疲劳源区域的延续,但其程度随裂纹向前扩展逐渐减弱。贝纹线是由载荷变动引起的,如机器运转时的开动与停歇,偶然过载引起的载荷变动,使裂纹前沿线留下了弧状台阶痕迹。

(3)瞬断区是裂纹最后失稳快速扩展所形成的断口区域。其断口比疲劳区粗糙,脆性材料为结晶状断口,韧性材料为纤维状断口。

4.5试述疲劳曲线(S N)及疲劳极限的测试方法

升降法测试疲劳极限;取略高于疲劳极限的5级应力水平,从最高应力水平测试,当试样通过时,增加一级应力水平,不通过时降低一级应力水平,出现至少13个有效试样时求的材料的疲劳极限

成组法测试高应力部分;去4级较高应力水平,在每级应力水平下测试5个试样,得到每个应力水平的N值

两种结构整理并拟合成S-N曲线

5.6试述疲劳图的意义,建立及用途

意义;疲劳图是各种应力比循环疲劳极限的集合图。很多机件或构件是在不对称循环载荷下工作的,因此,还需要知道材料的不对称循环疲劳极限。以适应这类机件的设计和选材的需要。

建立;通常是用工程作图法,由疲劳图群求得各种不对称循环的疲劳极限。

1;σa- σm 疲劳图;将不同应力比r条件下的疲劳极限σmax分解为σa和σm,并在该坐标系中作ABC曲线,即为疲劳图。

2;σmax(σmin)--σm疲劳图:将不同应力比r下的疲劳极限。分别以σmax和σm表示坐标系中得到的疲劳图。

用途:我们只要知道应力比r,就可以求得疲劳极限。

5.7试述疲劳裂纹的形成机理及阻止疲劳裂纹萌生的一般方法。

答:宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。疲劳微观裂纹都是由不均匀的局部滑移和显微开裂引起的,主要有表面滑移开裂,第二相、夹夹杂物或其界面开裂;晶界或亚晶界开裂等。阻止疲劳裂纹萌生方法有:细晶强化、固溶强化,降低第二相和夹杂物的脆性,提高相界面强度,控制第二相或夹杂物的数量、形态、大小和分布,使晶界强化,净化均能抑制晶界裂纹形成,提高疲劳强度

5.10试述疲劳裂纹扩展寿命和剩余寿命的估算方法及步骤。

答:通过疲劳裂纹扩展速率表达式,用积分方法算出疲劳裂纹扩展寿命和疲劳剩余寿命;具体步骤如下:计算KI,再计算裂纹临界尺寸ac,最后根据有关公式估算疲劳寿命

5.12试述金属的硬化与软化现象及产生条件。

金属材料在恒定应变范围循环作用下,随循环周次增加其应力不断增加,即为循环硬化。金属材料在恒定应变范围循环作用下,随循环周次增加其应力逐渐减小,即为循环软化。金属材料产生循环硬化与软化取决于材料的初始状态、结构特性以及应变幅和温度等。

循环硬化和软化与σb / σs有关:σb / σs>1.4,表现为循环硬化;

σb / σs<1.2,表现为循环软化;1.2<σb / σs<1.4,材料比较稳定,无明显循环硬化和软化现象。也可用应变硬化指数n来判断循环应变对材料的影响,n<1软化,n>1硬化。

退火状态的塑性材料往往表现为循环硬化,加工硬化的材料表现为循环软化。

循环硬化和软化与位错的运动有关:

退火软金属中,位错产生交互作用,运动阻力增大而硬化。

冷加工后的金属中,有位错缠结,在循环应力下破坏,阻力变小而软化。55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555

6.1、名词解释

1、应力腐蚀:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。

2、氢脆:由于氢和应力共同作用而导致的金属材料产生脆性断裂的现象

3、白点:当钢中含有过量的氢时,随着温度降低氢在钢中的溶解度减小。如果过饱和的氢未能扩散逸出,便聚集在某些缺陷处而形成氢分子。此时,氢的体积发生急剧膨胀,内压力很大足以将金属局部撕裂,而形成微裂纹。

4、氢化物致脆:对于ⅣB 或ⅤB 族金属,由于它们与氢有较大的亲和力,极易生成脆性氢化物,是金属

脆化,这种现象称氢化物致脆。

5、氢致延滞断裂:这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂。

二、说明下列力学性能指标的意义

1、σscc:材料不发生应力腐蚀的临界应力。

2、KIscc:应力腐蚀临界应力场强度因子。

3、da/dt:盈利腐蚀列纹扩展速率。

6.4分析应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt与K1关系曲线,并与疲劳裂纹扩展速率曲线进行比较

前者的第一和第三阶段的速率随K的变化非常快,后者相对较慢。第二阶段前者几乎是平行的,后者比较平稳但是速率还是会随着k的变法而变化

6.6何谓氢致延滞断裂?为什么高强度钢的氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现?

答:高强度钢中固溶一定量的氢,在低于屈服强度的应力持续作用下,经过一段孕育期后,金属内部形成裂纹,发生断裂。----氢致延滞断裂。

因为氢致延滞断裂的机理主要是氢固溶于金属晶格中,产生晶格膨胀畸变,与刃位错交互作用,氢易迁移到位错拉应力处,形成氢气团。

当应变速率较低而温度较高时,氢气团能跟得上位错运动,但滞后位错一定距离。因此,气团对位错起“钉扎”作用,产生局部硬化。当位错运动受阻,产生位错塞积,氢气团易于在塞积处聚集,产生应力集中,导致微裂纹。

若应变速率过高以及温度低的情况下,氢气团不能跟上位错运动,便不能产生“钉扎”作用,也不可能在位错塞积处聚集,产生应力集中,导致微裂纹。

所以氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现的。

6.7试述区别高强度钢的应力腐蚀与氢致延滞断裂的方法

应力腐蚀断裂具有腐蚀产物和氧化现象,故常呈黑色和灰黑色。并且常有分叉现象,呈枯树枝状。氢致延滞断裂没有这些现象。666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666

7.1磨损:

机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象

粘着:实际上就是原子间的键合作用

犁皱:相对运动两表面的较软表面因塑形变形而形成的犁痕式的破坏。耐磨性:耐磨性是材料抵抗磨损的性能。

接触疲劳:两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时,在交变接触压应力长期作用下,材料表面因疲劳损伤,导致局部区域产生小片金属剥落而使材料损失的现象。【P153】7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

蠕变:在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。.

应力松弛:在规定温度和处事应力条件下,金属材料中的应力随时间增加而减小的现象。稳态蠕变:稳态蠕变:蠕变速率几乎保持不变的蠕变。

扩散蠕变:在高温条件下,晶体内空位将从受拉晶界向受压晶界迁移,原子则朝相反方

向流动,致使晶体逐渐产生伸长的蠕变。

持久伸长率;在高温持久试验后,试样断裂后的伸长率

8.3试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属塑性变形的机理有何不同?

答:常温下金属塑性变形主要是通过位错滑移和孪晶进行的,以位错滑移为主要机制。当滑移面上的位错运动受阻产生塞积时,必须在更大的切应力作用下才能使位错重新运动和增值,宏观变现为加工硬化现象,或对于螺型位错,采用交滑移改变滑移面来实现位错继续运动。而当高温下金属蠕变变形主要通过位错滑移,原子扩散等机理进行。1,当滑移面上的位错运动受阻产生塞积时,位错可借助于外界提供的热激活能和空位扩散来克服短程阻碍。主要是通过刃型位错的攀移来实现。2,此外,在高温下大量原子和空位定向移动,即在两端拉应力作用下,晶体内空位将从受拉晶界向受压晶界迁移,原子则朝相反方向流动致使晶体伸长产生蠕变,即扩散蠕变。总之,在高温条件下,金属塑性变形仍得以继续进行,即高温蠕动变形。

------------------------------------------------------------------------------------------------------

弹性模量E的物理意义?E是一个特殊的力学性能,表现在哪里

物理意义:弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生

一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标,相当于普通弹簧中的刚度。

表现:单晶体金属的弹性模量在不同晶体学方向上是不一样的,表现出弹性各向异性。多晶体金属的弹性模量为各晶粒弹性模量的统计平均值,呈现伪各向同性。

?你学习了哪几个弹性指标/

弹性模量弹性比功滞弹性

?什么是滞弹性内耗循环韧性包申格效应?

滞弹性定义:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间的延长而产生的附加弹性应变,即应变落后于应力的现象。

循环韧性:金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力,

内耗:金属在弹性区内加载时吸收不可逆变形功的能力,用弹性滞后环面积来度量

包申格效应定义:材料经预先加载并产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后,再同向加载,规定残余伸长应力增加,反向加载规定残余伸长应力降低的现象,称为包申格效应。

?应变硬化指数n的物理意义和实际意义

物理意义:

1:反应了金属材料抵抗均匀塑性变形能力。是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。2:n与层错有关,层错能低的材料应变硬化程度大

3:n值多金属材料的冷变形十分敏感

实际意义

1:金属材料的n值较大,则加工成的机件在服役时承受偶然过载的能力也就越大,可以阻止机件某些薄弱部位继续塑性变形从而保证机件安全服役

2:n大的材料冲压性能好,因为应变形均匀,减少变薄和增大极限变形程度,不产生裂纹。?解理断裂及其微观断口特征

解理断裂:无明显塑性变形,沿解理面分离,穿晶断裂

微观断口特征:解理台阶河流花样舌状花样

?微观聚集断裂及其微观断口特征

微观聚集断裂;沿晶界微孔聚合,沿晶断裂。在晶内微观聚合穿晶断裂

微观断口特征:端口上分布大量“韧窝”

?冲击韧性及其意义

冲击韧性;是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变性功和断裂功德能力

意义:显示加载速度和缺口效应对金属材料韧性的影响

?冲击韧性的影响因素

加载速度缺口效应

?韧脆转变的温度

材料屈服强度急剧升高的温度或断后伸长率,断面收缩率,冲击吸收功急剧减小的温度,就是任性转变温度

钢筋混凝土材料的力学性能 复习题

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题: 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的,共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋,通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点,称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料,它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分, 部分越 大,表明变形能力越 , 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ,其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ,反映 。 二、判断题: 1、规范中,混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。( ) 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。( ) 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为 0.95。( ) 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为 1.05。( ) 5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。( ) 6、对任何类型钢筋,其抗压强度设计值y y f f '=。( )

机械工程材料习题 金属材料与热处理 工程材料 试题答案

机械工程材料习题金属材料及热处理工程材料试题答案 复习思考题1 1.写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。Akv、ψ、δ5 、σb 、σ0.2 、σs 、σe、σ 500、HRC、HV、σ-1、σ、HBS、HBW、E。 2.钢的刚度为20.7×104MPa,铝的刚度为6.9×104MPa。问直径为2.5mm,长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝,在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下,铝丝的直径应是多少? 3.某钢棒需承受14000N的轴向拉力,加上安全系数允许承受的最大应力为 140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa,则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少? 4.试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点,指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量:淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。 5.若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题? 6.指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC~15HRC、800HBS、58HRC~62HRC、550N/mm2HBW、70HRC~75HRC、200N/mm2HBS。 7.判断下列说法是否正确,并说出理由。 (1)材料塑性、韧性愈差则材料脆性愈大。 (2)屈强比大的材料作零件安全可靠性高。 (3)材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。 (4)伸长率的测值与试样长短有关,δ5>δ10 (5)冲击韧度与试验温度无关。 (6)材料综合性能好,是指各力学性能指标都是最大的。 (7)材料的强度与塑性只要化学成分一定,就不变了。 复习思考题2 1.解释下列名词:晶格、晶胞、晶粒、晶界、晶面、晶向、合金、相、固溶体、金属化合物、固溶强化、第二相弥散强化、组元。 2.金属的常见晶格有哪三种?说出名称并画图示之。 4.为什么单晶体有各向异性,而多晶体的金属通常没有各向异性? 5.什么叫晶体缺陷?晶体中可能有哪些晶体缺陷?它们的存在有何实际意义? 6.固态合金中固溶体相有哪两种? 7.固溶体的溶解度取决于哪些因素?复习思考题3 复习思考题3 1.概念: 过冷、过冷度、平衡状态、合金、相图、匀晶转变、共晶转变细晶强化、枝晶偏析、变质处理。 2.金属结晶的动力学条件和热力学条件是什么? 3.铸锭是否一定要有三种晶区?柱状晶的长大如何抑制? 4.合金结晶中可能出现的偏析应如何控制使之尽量减小? 5.本书图3-lOPb-Sn合金相图。 7.固溶体合金和共晶合金其力学性能和工艺性能各有什么特点?

材料力学性能课后答案(时海芳任鑫)

第一章 1.解释下列名词①滞弹性:金属材料在弹性围快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。②弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。③循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。④包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。⑤塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。⑥韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 脆性:指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力 ⑦加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移, 出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。⑧解理断裂:解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离。 2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量);(2)ζ p(规定非比例伸长应力)、ζ e(弹性极限)、ζ s(屈服强度)、ζ 0.2(屈服强度);(3)ζ b (抗拉强度);(4)n(加工硬化指数); (5)δ (断后伸长率)、ψ (断面收缩率) 4.常用的标准试样有5 倍和10倍,其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示,说明为什么δ 5>δ 10。答:对于韧性金属材料,它的塑性变形量大于均匀塑性变形量,所以对于它的式样的比例,尺寸越短,它的断后伸长率越大。

5.某汽车弹簧,在未装满时已变形到最大位置,卸载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧,使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。答:(1)未装满载时已变形到最大位置:弹簧弹性极限不够导致弹性比功小;(2)使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,这是构件材料的弹性比功不足引起的故障,可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限(或屈服极限),或者更换屈服强度更高的材料。 6.今有45、40Cr、35CrMo 钢和灰铸铁几种材料,应选择哪种材料作为机床机身?为什么?答:应选择灰铸铁。因为灰铸铁循环韧性大,也是很好的消振材料,所以常用它做机床和动力机器的底座、支架,以达到机器稳定运转的目的。刚性好不容易变形加工工艺朱造型好易成型抗压性好耐磨损好成本低 7.什么是包申格效应?如何解释?它有什么实际意义?答:(1)金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象,称为包申格效应。(2)理论解释:首先,在原先加载变形时,位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍,塞积后便产生了背应力,背应力反作用于位错源,当背应力足够大时,可使位错源停止开动。预变形时位错运动的方向和背应力方向相反,而当反向加载时位错运动方向和背应力方向一致,背应力帮助位错运动,塑性变形容易了,于是,经过预变形再反向加载,其屈服强度就降低了。(3)实际意义:在工程应用上,首先,材料加工成型工艺需要考虑包申格效应。例如,大型精油输气管道管线的UOE 制造工艺:U 阶段是将原始板材冲压弯曲成U 形,O 阶段是将U 形板材径向压缩成O 形,再进行周边焊接,最后将管子径进行扩展,达到给定大小,

材料力学性能考试答案

《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么? 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素:温度、应变速率和应力状态。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。 【P32】 答: 212?? ? ??=a E s c πγσ,只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词: (1)应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τ max 和最大正应力σmax 比值,即: () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 (2)缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 (3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σ b 的比值,称为缺口敏感度,即: 【P47 P55 】 (4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 (5)洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度 【P51 P60】。 (6)维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头,采用单位面积所承受

材料力学性能试题(卷)集

判断 1.由内力引起的内力集度称为应力。(×) 2.当应变为一个单位时,弹性模量即等于弹性应力,即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。(√) 3.工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。(×) 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。(√) 5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系,滑移系越少金属的塑性越好。(×) 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。(×) 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数,因而它不受单相固溶合金(或多项合金中的基体相)中溶质量所限制。(×) 8.随着绕过质点的位错数量增加,留下的位错环增多,相当于质点的间距减小,流变应力就增大。(√) 9.层错能低的材料应变硬度程度小。(×) 10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式,其中以腐蚀的危害最大。(×) 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色,颗粒状。(×) 12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,长呈放射状或结晶状。(√) 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力,原子间结合力越高,则弹性模量、熔点就越小。(×) 14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断,塑性变形量几乎为零。(√) 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外,常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。(√)

16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。(×) 17.可根据断口宏观特征,来判断承受扭矩而断裂的机件性能。(√) 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。(×) 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。(√) 20.于降低温度不同,提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。(×) 21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。(×) 22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。(√) 23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中,当其尺寸增大时均使材料韧性下降,韧脆转变温度升高。(√) 24.细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度K IC下降。(×) 25.残余奥氏体是一种韧性第二相,分布于马氏体中,可以松弛裂纹尖端的应力峰,增大裂纹扩展的阻力,提高断裂韧度K IC。(√) 26.一般大多数结构钢的断裂韧度K IC都随温度降低而升高。(×) 27.金属材料的抗拉强度越大,其疲劳极限也越大。(√) 28.宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。(√) 29.材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关,而不受载荷条件、工作环境及表面处理条件的影响。(×) 30.应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠加所造成的。(×) 31.氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色,颗粒状。(√) 32.含碳量较低且硫、磷含量较高的钢,氢脆敏感性低。(×) 33.在磨损过程中,磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。(√)

《工程材料力学性能》1231231321321321课后答案

第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加;反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。 度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。(一)影响屈服强度的内因素 1.金属本性和晶格类型(结合键、晶体结构) 单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力,其值与位错运动所受到的阻力(晶格阻力--派拉力、位错运动交互作用产生的阻力)决定。 派拉力: 位错交互作用力 (a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数,L是位错间距。) 2.晶粒大小和亚结构 晶粒小→晶界多(阻碍位错运动)→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目,减小晶粒内位错塞积群的长度,使屈服强度降低(细晶强化)。 屈服强度与晶粒大小的关系:霍尔-派奇(Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3.溶质元素 加入溶质原子→(间隙或置换型)固溶体→(溶质原子与溶剂原子半径不一样)产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度(固溶强化)。 4.第二相(弥散强化,沉淀强化)

不可变形第二相:提高位错线张力→绕过第二相→留下位错环→两质点间距变小→流变应力增大。 不可变形第二相:位错切过(产生界面能),使之与机体一起产生变形,提高了屈服强度。 弥散强化:第二相质点弥散分布在基体中起到的强化作用。 沉淀强化:第二相质点经过固溶后沉淀析出起到的强化作用。 (二)影响屈服强度的外因素 1.温度:一般的规律是温度升高,屈服强度降低。原因:派拉力属于短程力,对温度十分敏感。 2.应变速率:应变速率大,强度增加。σε,t= C1(ε)m 3.应力状态:切应力分量越大,越有利于塑性变形,屈服强度越低。 缺口效应:试样中“缺口”的存在,使得试样的应力状态发生变化,从而影响材料的力学性能的现象。 9.细晶强化能强化金属又不降低塑性。 10.韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂更加危险?韧性断裂:是断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂 特征:断裂面一般平行于最大切应力与主应力成45度角。 断口成纤维状(塑变中微裂纹扩展和连接),灰暗色(反光能力弱)。 断口三要素:纤维区、放射区、剪切唇这三个区域的比例关系与材料韧断性能有关。 塑性好,放射线粗大 塑性差,放射线变细乃至消失。 脆性断裂:断裂前基本不发生塑性变形的,突发的断裂。 特征:断裂面与正应力垂直,断口平齐而光滑,呈放射状或结晶状。 注意:脆性断裂也产生微量塑性变形。 断面收缩率小于5%为脆性断裂,大于5%为韧性断裂。 。 第二章金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词:

工程材料力学性能-第2版答案 束德林

《工程材料力学性能》束德林课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。

9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指 数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对 组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格

材料力学性能考试题及答案

07 秋材料力学性能 一、填空:(每空1分,总分25分) 1.材料硬度的测定方法有、和。 2.在材料力学行为的研究中,经常采用三种典型的试样进行研究,即、和。 3.平均应力越高,疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切 应力为,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则;塑性材料切口根 部裂纹形成准则遵循断裂准则; 7.外力与裂纹面的取向关系不同,断裂模式不同,张开型中外加拉 应力与断裂面,而在滑开型中两者的取向关系则为。 8.蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。 9.磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。 10.深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。

11.诱发材料脆断的三大因素分别是、和 。 二、选择:(每题1分,总分15分) ()1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a)耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 ()2. 对于脆性材料,其抗压强度一般比抗拉强度 a)高b)低c) 相等d) 不确定 ()3.用10mm直径淬火钢球,加压3000kg,保持30s,测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10/3000/30 b) 150HRA3000/l0/ 30 c) 150HRC30/3000/10 d) 150HBSl0/3000/30 ()4.对同一种材料,δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 ()5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 ()6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁()7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直,因而 它是最危险的一种断裂方式。

工程材料力学性能课后习题答案

《工程材料力学性能》(第二版)课后答案 第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料 能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限 (σP)或屈服强度(σS)增加;反向加载时弹性极限(σP)或屈服 强度(σS)降低的现象。 解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。 解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能? 答案:金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力,而材料的成分和组织对它的影响不大,所以说它是一个对组织不敏感的性能指标,这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包申格效应,如何解释,它有什么实际意义? 答案:包申格效应就是指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零,这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。

材料力学性能课后习题答案

1弹性比功: 金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性: 金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性: 金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.xx效应: 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面: 这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6.塑性: 金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性: 指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶: 当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样: 解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。

是解理台阶的一种标志。 9.解理面: 是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂: 穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂: 裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变: 具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性: 理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标? 答: 主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。 1、试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么?

安徽工业大学材料力学性能复习总结题

安徽工业大学材料力学性能复习总结题 第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能— 1、名词解释 强度、塑性、韧性、包申格效应 2、说明下列力学性能指标的意义 E、σ0.2、σs、n、δ、ψ 3、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择哪些材料作机床床身?为什么? 4、试述并画出退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸-伸长曲线图上的区别。 *5、试述韧性断裂和脆性断裂的区别?(P21-22) 6、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同? 7、何谓拉伸断口三要素? 8、试述弥散强化与沉淀强化的异同? 9、格雷菲斯判据是断裂的充分条件、必要条件还是充分必要条件?*10、试述构件的刚度与材料的刚度的异同。(P4)

第二章金属在其它静载荷下的力学性能— 1、名词解释 缺口效应、缺口敏感度、应力状态软性系数 2、说明下列力学性能指标及表达的意义 σbc、NSR、600HBW1/30/20 3、缺口试样拉伸时应力分布有何特点? 4、根据扭转试样的宏观断口特征,可以了解金属材料的最终断裂方式,比如切断、正断和木纹状断口。试画出这三种断口特征的宏观特征。 第三章金属在冲击载荷下的力学性能— 1、名词解释 低温脆性、韧脆转变温度 2、说明下列力学性能指标的意义 A K、FATT50 3、现需检验以下材料的冲击韧性,问哪种材料要开缺口?哪些材料不要开缺口?为什么? W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V、40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi、铸铁

第四章金属的断裂韧度— 1、名词解释 应力场强度因子K I、小范围屈服 2、说明断裂韧度指标K IC和K C的意义及其相互关系。 3、试述K I与K IC的相同点和不同点。 4、试述K IC和A KV的异同及其相互关系。 *5、合金钢调质后的性能σ0.2=1400MPa, K IC=110MPa?m1/2,设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹,所受应力σ=900MPa,问此时的临界裂纹长度是多少? *6、有一大型薄板构件,承受工作应力为400MN/m2,板的中心有一长为3mm的裂纹,裂纹面垂直于工作应力,钢材的σs=500 MN/m2,试确定:裂纹尖端的应力场强度因子K I及裂纹尖端的塑性区尺寸R 。

江大工程材料力学性能习题解答

第一章 1、弹性变形的实质是什么?答:金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。 2、弹性模量E的物理意义?E是一个特殊的力性指标,表现在哪里? 答:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。E=Z / &。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标,相当于普通弹簧中的刚度。特殊表现:金属材料的E是一个对组织不敏感的力 学性能指标,温度、加载速率等外在因素对其影响不大,E主要决定于金属原子 本性和晶格类型。 3、比例极限、弹性极限、屈服极限有何异同? 答:比例极限:应力应变曲线符合线性关系的最高应力(应力与应变成正比关系的最大应力);弹性极限:试样由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力;屈服极限:开始发生均匀塑性变形时的应力。 4、什么是滞弹性?举例说明滞弹性的应用? 答:滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象。应用:精密传感元件选择滞弹性低的材料。 5、内耗、循环韧性、包申格效应? 答:内耗:金属材料在在弹性区内加载交变载荷(振动)时吸收不可逆变形功的能力;循环韧性:? ??塑性区内???;包申格效应:金属材料经过预先加 载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象。 6、什么是屈服强度?如何确定屈服强度? 答:屈服强度Z s :开始产生塑性变形时的应力。对于屈服现象明显的材料,以下屈服点对应的应力为屈服强度;对于屈服现象不明显的材料,以产生0.2%残 余变形的应力为其屈服强度。 7、屈服强度的影响因素有哪些? 答:内因:①金属本性及晶格类型(位错密度增加,晶格阻力增加,屈服强度随之提高)②晶粒大小和亚结构(细晶强化)③溶质元素(固溶强化)④第二相(弥散强化和沉淀强化);外因:①温度(一般,升高温度,金属材料的屈服强度降低)②应变速率(应变速率硬化)③应力状态(切应力分量越大,越有利于塑性变形,屈服强度则越低)。 8、屈服强度的实际意义?答:屈服强度是金属材料重要的力学性能,它是工程上从静强度角度选择韧性材料的基本依据,是建立屈服判据的重要指标,钢的屈服强度对工艺性能也有重要影响,降低屈服强度有利于材料冷成形加工和改善焊接性能。 9、静力韧度的物理意义。答:金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功定义为静力韧度,它是强度和塑性的综合指标。 10、真实应力应变曲线与工程应力应变曲线有何不同?有何意义?真实应力应 变曲线的关键点是哪个点?答:工程应力应变曲线上的应力和应变是用试样标距部分原始截面积和原始标距长度来度量的,往往不能真实反映或度量应变;真实应力应变曲线则代表瞬时的应力和应变,更为合理,可以叠加,可以不记中间加载历史,只需知道试样的初始长度和最终长度。工程〉真实。关键点是B点,B点前是均匀塑性变形,后是颈缩阶

材料力学性能大连理工大学课后思考题答案.

第一章 单向静拉伸力学性能 一、 解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b 的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。 13.比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 14.解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数、表面能低的晶面。 15.解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 16.静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量;G 切变模量;r σ规定残余伸长应力;2.0σ屈服强度;gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率;n 应变硬化指数 【P15】 三、金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。【P4】 四、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 五、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理

材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。

沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。【P4】 4、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么? 5、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素:温度、应变速率和应力状态。 6、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 7、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 8、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 9、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。【P32】 答: 2 12?? ? ??=a E s c πγσ,只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词: (1)应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τmax 和最大正应力σmax 比值,即: () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 (2)缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 (3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值,称为缺口敏感度,即: 【P47 P55 】 (4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 (5)洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。

材料2004级《材料力学性能》考试答案AB

贵州大学2007-2008学年第一学期考试试卷 A 缺口效应; 因缺口的存在,改变了缺口根部的应力的分布状态,出现: ①应力状态变硬(由单向拉应力变为三向拉应力); ②应力集中的现象称为缺口效应。 解理台阶; 在拉应力作用下,将材料沿某特定的晶体学平面快速分离的穿晶脆性断裂方式称为解理断裂,称该晶体学平面为解理平面;在该解理平面上,常常会出现一些小台阶,叫解理台阶;这些小台阶有汇聚为大的台阶的倾向,表现为河流状花样。 冷脆转变; 当温度T℃低于某一温度T K时,金属材料由韧性状态转变为脆性状态,材料的αK 值明显降低的现象。 热疲劳; 因工作温度的周期性变化,在构件内部产生交变热应力循环所导致的疲劳断裂,表现为龟裂。 咬合磨损; 在摩擦面润滑缺乏时,摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合,并产生形变强化作用,其强度、硬度均较高,在随后的相对分离的运动时,因该咬合的部位因结合紧密而不能分开,引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离,咬合吸附于另一摩擦面上,导致该摩擦面的物质颗粒损失所形成的磨损。 二、计算题(共42分,第1题22分,第2题20分) 1、一直径为10mm,标距长为50mm的标准拉伸试样,在拉力P=10kN时,测 得其标距伸长为50.80mm。求拉力P=32kN时,试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。(14分) 该试样在拉力达到55.42kN时,开始发生明显的塑性变形;在拉力达到 67.76kN后试样断裂,测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm,最小处截面 直径为8.32mm;求该材料的屈服极限σs、断裂极限σb、延伸率和断面收缩率。(8分) 解:d0=10.0mm, L0= 50mm, P1=10kN时L1= 50.80mm;P2=32kN 因P1、P2均远小于材料的屈服拉力55.42kN,试样处于弹性变形阶段,据虎克

2012年工程材料力学性能期末考题

2012年工程材料力学性能期末考题(回忆版) 一、填空 1.规定非比例伸长应力表示 2.真应力真应变(,)和工程应力(,)间的关系为, 3.应力状态软性系数 / ,单向拉伸时 4.各向同性材料的弹性常数有个,各向异性材料的弹性材料有个,独立的有个 5.持久强度是的应力值 6.蠕变断裂主要有、机制 7.单向复合材料的独立特征强度值有个,分别为 8.典型疲劳裂纹扩展曲线的三个区为、、 9.热疲劳应力是由于导致的 10.平面应变断裂任性测试时有效性检验的条件为:1.厚度判据:;2.载荷比判 据: 二、名词解释 1.抗拉强度 2.断裂韧性 3.疲劳极限 4.滞弹性形变 5.临界体积分数 三、简答题 1.叙述单项复合材料在纵向拉伸载荷下的变形过程和失效形式 2.试推导单向复合材料纵向、横向弹性模量与组分弹性模量和体积分数的关系 3.用力学状态图说明:1、加载方式变化时断裂类型变化;2、温度变化时断裂类型的变化 4.试分析影响材料断裂韧性的外部因素和内部因素 5.简述应力集中系数,应力强度因子和临界应力强度因子间的区别 6.描述变动载荷的参量有哪些,写出描述参量之间的关系 四、计算题 1.一个构件由钢A制造,其为1520MPa,断裂韧性为66MPa ,假设设计应力为材料的 一半,那么如果用另一种为2070MPa,为33MPa 的钢B来制造。问:(1)能节省多少质量;(2)如果材料内部有2mm长的缺陷,此两种材料能否使用?其能承受的应力为多大?设Y=1 2.工业应用中,玻璃纤维常用来强化尼龙。如果尼龙基复合材料含有30%体积分数的玻璃纤 维,问纵向加载时纤维承受的载荷分数是多少?(已知玻璃纤维的弹性模量 E=78.53X103MPa,尼龙的弹性模量E=2.83X103MPa)

材料力学性能课后习题答案

材料力学性能课后答案(整理版) 1、解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等决定金属屈服强度的因素有哪些? 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素:温度、应变速率和应力状态。 2、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险? 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 3、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同? 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 4、何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。5、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论 的局限性。

相关文档
相关文档 最新文档