工程材料力學(xué)性能

1、.工程材料力學(xué)性能第一章退火低碳鋼在拉伸力作用下的變形過(guò)程可分為如下五個(gè)階段：1、 彈性變形； 2、 不均勻屈服塑性變形（屈服階段）3、 均勻塑性變形階段；4、 不均勻集中塑性變形；5、 斷裂。彈性變形：是一種可逆變形，實(shí)質(zhì)：晶格中原子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反映。彈性變形物理本質(zhì)：原子間距幾何參數(shù)隨外力的可逆變化。彈性模量： 彈性模量是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應(yīng)力。物理意義： 表征金屬材料對(duì)彈性變形的抗力，其值大小反映了金屬?gòu)椥宰冃蔚碾y易程度。其值越大，表示在相同應(yīng)力下產(chǎn)生的彈性變形就越小。影響因素 主要取決于金屬原子本性和晶格類型（原子間作用力）。金屬的彈性模量是一個(gè)組織不敏感的力學(xué)性能

2、指標(biāo)，合金化、熱處理（顯微組織） 、 冷塑性變形對(duì) E 值影響不大。彈性比功： 又稱彈性比能、 應(yīng)變比能，表示金屬材料吸收彈性變形功的能力（即材料吸收變形功而不發(fā)生永久變形的能力，是一個(gè)韌度指標(biāo)。）。物理意義： 試樣或?qū)嶋H機(jī)器零件的體積越大，則可吸收的彈性功越多，可儲(chǔ)備的彈性能越多。滯彈性： 在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象，稱為滯彈性。循環(huán)韌性 ：金屬材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性，也叫做金屬的內(nèi)耗、消振性。包申格效應(yīng)： 金屬材料經(jīng)過(guò)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，彈性極限和屈服強(qiáng)度就會(huì)升高；如果反向加載，彈性極限和屈服強(qiáng)

3、度都下降，這種現(xiàn)象叫做包申格效應(yīng)。包申格效應(yīng)的消除 ：預(yù)先進(jìn)行較大的塑性變形，或在第二次反向受力之前使金屬材料于回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。塑性變形：外力移去后不能恢復(fù)的變形。金屬材料常見的塑性變形方式為滑移和孿生?；葡翟蕉?， 塑性越好， 但滑移系的數(shù)量不是決定塑性的唯一因素。如 fcc 金屬滑移系比bcc金屬少，但因前者晶格阻力低，位錯(cuò)容易運(yùn)動(dòng)，故塑性卻優(yōu)于后者。塑性變形具有一些特點(diǎn)：1. 各晶粒變形的不同時(shí)性和不均勻性： （ a ）材料表面優(yōu)先（ b ）與切應(yīng)力取向最佳的滑移系優(yōu)先2各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性：（ a ）晶粒間塑性變形的相互制約（b ）晶粒間塑性變形的相互協(xié)調(diào)（ c ）晶粒內(nèi)不同

4、滑移系滑移的相互協(xié)調(diào)屈服現(xiàn)象與下述三個(gè)因素有關(guān): 材料在變形前可動(dòng)位錯(cuò)密度很小( 或雖有大量位錯(cuò)但被釘扎住，如鋼中的位錯(cuò)被雜質(zhì)原子或第二相質(zhì)點(diǎn)所訂扎) ； 隨塑性變形發(fā)生，位錯(cuò)能快速增殖； 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)速率與外加應(yīng)力有強(qiáng)烈依存關(guān)系。規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力（ p ）：試樣在加載過(guò)程中，標(biāo)距部分的非比例伸長(zhǎng)達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。.規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力（r ）：試樣卸除拉伸力后，其標(biāo)距部分的殘余伸長(zhǎng)達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。常用的為 r 0.2 表示規(guī)定殘余伸長(zhǎng)率為0.2%時(shí)的應(yīng)力。規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力（t ）：試樣標(biāo)距部分的總伸長(zhǎng)（彈性伸長(zhǎng)加塑性伸長(zhǎng)）達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。常用的規(guī)定

5、總伸長(zhǎng)率為0.5%， t 0.5 表示規(guī)定總伸長(zhǎng)率為0.5%時(shí)的應(yīng)力。 s/ b: 屈強(qiáng)比，表示材料抗變形能力。影響屈服強(qiáng)度因素：內(nèi)因： a 金屬本性及晶格類型b 晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)c 溶質(zhì)元素d第二相外因 : 溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)力狀態(tài)。a 溫度：溫度升高，屈服強(qiáng)度下降；反之，屈服強(qiáng)度增大（低溫脆性）。b 應(yīng)變速率（加載速率）：應(yīng)變速率增大，金屬的強(qiáng)度增大，屈服強(qiáng)度隨應(yīng)變速率的變化還要明顯。c 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)度則越低。所以扭轉(zhuǎn)比拉伸的屈服強(qiáng)度低，拉伸比彎曲的屈服強(qiáng)度低。不同應(yīng)力狀態(tài)下材料屈服強(qiáng)度不同并不是材料性質(zhì)發(fā)生變化，而是材料在不同條件下表現(xiàn)的力學(xué)行為不同

6、而已。根據(jù)斷裂前塑性變形大小分類：韌性斷裂和脆性斷裂；根據(jù)斷裂面的取向：正斷和切斷；根據(jù)裂紋擴(kuò)展的途徑:穿晶斷裂和沿晶斷裂；根據(jù)斷裂機(jī)理分類: 解理斷裂、微孔聚集型斷裂和純剪切斷裂。韌性斷裂和脆性斷裂的區(qū)別：有無(wú)明顯的塑形變形。韌性斷裂： 斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形。是緩慢的撕裂過(guò)程； 在裂紋擴(kuò)展中不斷消耗能量；o斷裂面一般平行于最大切應(yīng)力，并與主應(yīng)力成45 角。宏觀斷口形貌：斷裂面用肉眼或放大鏡觀察時(shí)，斷口呈纖維狀，灰暗色。中低強(qiáng)度鋼的光滑圓柱試樣在室溫下的靜拉伸斷裂是典型的韌性斷裂，其宏觀斷口呈杯錐形，有纖維區(qū)，放射區(qū)和剪切唇 三個(gè)區(qū)域組成，即斷口特征三要素。脆性斷裂： 1、是突然發(fā)生的斷

7、裂，斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形，沒(méi)有明顯征兆，因而危害性很大。 2、脆性斷裂的斷裂面一般與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。 3、人字紋花樣的放射方向與裂紋擴(kuò)展方向平行。其尖頂指向裂紋源。4、通常脆性斷裂前也產(chǎn)生微量塑性變形。穿晶斷裂 : 裂紋穿過(guò)晶內(nèi)。通常為韌性斷裂，斷裂機(jī)制包括剪切、解理和準(zhǔn)解理斷裂。沿晶斷裂 : 是指裂紋在晶界上形成并沿晶界擴(kuò)展的斷裂形式。沿晶斷裂的斷口 :當(dāng)晶界的強(qiáng)度小于屈服強(qiáng)度時(shí)，晶界無(wú)塑性變形，產(chǎn)生冰糖狀斷口；當(dāng)晶界的強(qiáng)度大于屈服強(qiáng)度時(shí)，晶界有塑性變形，產(chǎn)生石狀斷口。剪切斷裂： 金屬在切應(yīng)力的作用下，沿滑移面分離而造成的滑移面分離斷裂，其中又分為滑斷（

8、純剪切斷裂）和微孔聚集型斷裂。解理斷裂： 是在一定條件下（如低溫）， 當(dāng)外加正應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂。此晶體學(xué)平面稱為解理面。解理面： 對(duì)于一定晶系的金屬，均有一組原子鍵合力最弱的、在正應(yīng)力下容易開裂的晶面，這種晶面通常稱為解理面。.韌窩形狀視應(yīng)力狀態(tài)不同而異，有下列三類：等軸韌窩、拉長(zhǎng)韌窩和撕裂韌窩。通常，解理斷裂總是脆性斷裂，但有時(shí)在解理斷裂前也顯示一定的塑形變形，所以解理斷裂與脆性斷裂不是同一詞，前者指斷裂機(jī)理而言，后者則指斷裂的宏觀形態(tài)。解理斷裂的基本微觀特征是解理臺(tái)階 、 河流花樣 和舌狀花樣。準(zhǔn)解理與解理的共同點(diǎn)：(1) 都是穿晶斷裂；(2)

9、有小解理刻面；(3) 有臺(tái)階或撕裂棱及河流花樣。不同點(diǎn)： (1) 準(zhǔn)解理不是晶體學(xué)解理面；真正解理裂紋常源于晶界，(2) 準(zhǔn)解理裂紋常起源于晶內(nèi)硬質(zhì)點(diǎn)，向四周放射狀地?cái)U(kuò)展的河流花樣，而解理裂紋則自晶界一側(cè)向另一側(cè)延伸的河流花樣； (3) 準(zhǔn)解理斷口有許多撕裂棱；準(zhǔn)解理斷口上局部區(qū)域出現(xiàn)韌窩，是解理與微孔聚合的混合型斷裂。(4) 準(zhǔn)解理斷裂的主要機(jī)制仍是解理，其宏觀表現(xiàn)是脆性的。所以，常將準(zhǔn)解理斷裂歸入脆性斷裂。第二章max 與 max 的比值表示它們的相對(duì)大小，稱為應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)，記為 。缺口效應(yīng)缺口的第一個(gè)效應(yīng)是引起應(yīng)力集中，并改變了缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)，使缺口試件或機(jī)件中所受的應(yīng)力由原來(lái)的

10、單向應(yīng)力狀態(tài)改變?yōu)閮上蚧蛉驊?yīng)力狀態(tài)。缺口的第二個(gè)效應(yīng)：缺口使塑性材料強(qiáng)度增高，塑性降低。缺口強(qiáng)化并不是金屬內(nèi)在性能發(fā)生變化，純粹是由于三向拉伸應(yīng)力約束了塑性變形所致。因此，不能把“缺口強(qiáng)化”看作是強(qiáng)化金屬材料的手段。缺口敏感度： 用來(lái)衡量金屬材料缺口敏感性的指標(biāo)，即用缺口試樣的抗拉強(qiáng)度bn 與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度 b 的比值來(lái)表示，記為 NSR NSR=bn/ bNSR越大，缺口敏感性就越小。硬度試驗(yàn)方法： 布氏硬度試驗(yàn)，洛氏硬度試驗(yàn)，維氏硬度試驗(yàn) 努氏硬度試驗(yàn)，肖氏硬度試驗(yàn)，顯微硬度和里氏硬度試驗(yàn) 。第三章沖擊韌性 是指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形動(dòng)和斷裂功的能力，常用標(biāo)準(zhǔn)試樣

11、的沖擊吸收功 Ak 表示。低溫脆性： 在試驗(yàn)溫度低于某一溫度t k 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。轉(zhuǎn)變溫度 t k 稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度，也稱為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。按能量法定義 tk的方法當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟?，金屬材料吸收的沖擊能量基本不隨溫度而變化，形成一平臺(tái)， 該能量稱為“ 低階能” 。 以低階能開始上升的溫度定義為t k，并記 NDT(NilDuctilityTemperature)，稱為無(wú)塑性或零塑性轉(zhuǎn)變溫度。高于某一溫度，材料吸收的能量也基本不變，出現(xiàn)一個(gè)上平臺(tái)，稱為“高階能”。 以高階 能 對(duì) 應(yīng)

12、 的 溫 度 為 t k， 記 為 FTP(FractureTransitionPlastic).以低階能和高階能平均值對(duì)應(yīng)的溫度定義t k ， 并記為FTE （ Fracture TransitionElastic) 。通常， 取結(jié)晶區(qū)的面積占整個(gè)斷口面積50%時(shí)的溫 度 為 t k， 記 為 50%FATT或 FATT50、t 50。影響韌脆轉(zhuǎn)變溫度的冶金因素：（ 1）晶體結(jié)構(gòu) ：體心立方金屬及其合金存在低溫脆性。（ 2）化學(xué)成分 ：間隙溶質(zhì)元素熔入鐵素體基體中，偏聚于位錯(cuò)線附近，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致屈服強(qiáng)度升高，鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度提高；除Ni和適量的 Mn 以外， 置換型溶質(zhì)元素也提高韌脆轉(zhuǎn)

13、變溫度。（ 3）晶粒尺寸 ：細(xì)化晶粒使材料韌性增加， 韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低；此外，馬氏體板條束寬度、上貝氏體鐵素體板條束、原始奧氏體晶粒尺寸、亞晶和胞狀結(jié)構(gòu)尺寸減小都提高材料的韌性。（ 4 ）顯微組織 ：顯微組織是影響脆性轉(zhuǎn)變溫度的重要因素 . 對(duì)鋼而言， 鋼中各種組織按脆性轉(zhuǎn)變溫度由高到低的順序依次為：珠光體>上貝氏體 >鐵素體 >下貝氏體 >回火馬氏體 .第四章（計(jì)算題）裂紋擴(kuò)展的基本形式:張開型裂紋： 拉應(yīng)力垂直與裂紋擴(kuò)展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴(kuò)展。通常簡(jiǎn)稱為型裂紋滑開型： 或稱剪切型裂紋，切應(yīng)力平行于裂紋面，而且與裂紋線垂直，裂紋沿裂紋面平行滑開擴(kuò)展。通

14、常簡(jiǎn)稱為型裂紋撕開型裂紋：切應(yīng)力平行作用于裂紋面，而且與裂紋線平行，裂紋沿裂紋面撕開擴(kuò)展，簡(jiǎn)稱型裂紋。KI 就可以表示應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度，故稱為應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子。下腳標(biāo) I 表示 I 型裂紋。當(dāng) KI 達(dá)到某一臨界值時(shí)，也就是在裂紋尖端足夠大的范圍內(nèi)應(yīng)力達(dá)到了材料的斷裂強(qiáng)度，裂紋便失穩(wěn)擴(kuò)展而導(dǎo)致材料斷裂。 這個(gè)臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的 KI 值記作 KC 或 KIC， 稱為斷裂韌性 。第五章常見的循環(huán)應(yīng)力：對(duì)稱交變應(yīng)力、脈動(dòng)應(yīng)力、波動(dòng)應(yīng)力、不對(duì)稱交變應(yīng)力疲勞的特點(diǎn)：（ 1）疲勞是低應(yīng)力循環(huán)延時(shí)斷裂， 即具有壽命的斷裂； （2）疲勞是脆性斷裂； （ 3）疲勞對(duì)缺陷（缺口、裂紋及組織缺陷）十分敏感。疲勞宏觀斷

15、口特征：典型疲勞斷口具有三個(gè)形貌不同的區(qū)域：疲勞源、疲勞區(qū)及瞬斷區(qū)。疲勞源區(qū)疲勞源區(qū)的光亮度最大，顯得光亮平滑。疲勞源區(qū)光亮度越大，相鄰疲勞區(qū)越大，貝紋線越多越密者，其疲勞源就越先產(chǎn)生；反之，則疲勞源就越后產(chǎn)生。疲勞區(qū)的宏觀特征是：斷口比較光滑并分布有貝紋線（或海灘花樣）瞬斷區(qū)： 斷口比疲勞區(qū)粗糙，宏觀特征同靜載的裂紋件的斷口一樣，隨材料性質(zhì)而變。脆性材料為結(jié)晶狀斷口；若為韌性材料，則在中間平面應(yīng)變區(qū)為放射狀或人字紋斷口，在邊緣平面應(yīng)力區(qū)為剪切唇。疲勞曲線的測(cè)定方法：升降法（低應(yīng)力）和成組試驗(yàn)法（高應(yīng)力）S-N 曲線的高應(yīng)力（有限壽命）部分用成組試驗(yàn)法測(cè)定，計(jì)算中值（存活率50%)的疲勞壽命過(guò)

16、載損傷界與疲勞曲線高應(yīng)力區(qū)直線段（該段各應(yīng)力水平下發(fā)生疲勞斷裂的應(yīng)力循環(huán)周次稱為過(guò)載持久值）之間的影線區(qū)，稱為過(guò)載損傷區(qū) 。材料的過(guò)載損傷界（或過(guò)載持久值）越陡直，損傷區(qū)越窄，則其抵抗疲勞過(guò)載的能力越.強(qiáng)。疲勞缺口敏感度 qf: qf 越大 , 材料的疲勞缺口敏感性越大影響疲勞裂紋擴(kuò)展速率的因素疲勞過(guò)程是由裂紋萌生、亞穩(wěn)擴(kuò)展以及最后失穩(wěn)擴(kuò)展組成。常將 0.050.1mm 的裂紋定為疲勞裂紋核。大量研究表明，疲勞微觀裂紋都是由不均勻的局部滑移和顯微開裂引起的，主要方式有表面滑移帶開裂，第二相、夾雜物或其界面開裂；晶界或亞晶界開裂等?；茙ч_裂產(chǎn)生裂紋、相界面開裂產(chǎn)生裂紋、晶界開裂產(chǎn)生裂紋。駐留滑

17、移帶在加寬過(guò)程中，還會(huì)出現(xiàn)擠出脊 和侵入溝 ，于是產(chǎn)生應(yīng)力集中和空洞，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)后也會(huì)產(chǎn)生微裂紋。電鏡分析表明：第二階段的斷口特征是具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣，稱為疲勞條帶（條紋）。它是裂紋擴(kuò)展時(shí)留下的微觀痕跡，每條帶可以視為應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展痕跡，裂紋的擴(kuò)展方向與條帶垂直。要注意 疲勞條帶 和貝紋線 的區(qū)別，疲勞條帶是疲勞斷口的微觀特征，貝紋線是疲勞斷口的宏觀特征，在相鄰貝紋線之間可能有成千上萬(wàn)個(gè)疲勞條帶。影響疲勞強(qiáng)度的主要因素（ 1）表面狀態(tài)的影響a 應(yīng)力集中： 機(jī)件表面的應(yīng)力集中往往是引起疲勞破壞的主要原因。應(yīng)力集中程度越大，越易在缺口處產(chǎn)生疲勞裂紋，疲勞強(qiáng)度越低。b 表面粗糙度：

18、表面粗糙度越低，材料的疲勞極限越高；表面粗糙度越高，疲勞極限越低。材料強(qiáng)度越高，表面粗糙度對(duì)疲勞極限的影響越顯著。表面脫碳、氧化等缺陷也都使疲勞強(qiáng)度降低。（ 2）殘余應(yīng)力及表面強(qiáng)化的影響：殘余壓應(yīng)力提高疲勞強(qiáng)度；殘余拉應(yīng)力降低疲勞強(qiáng)度。表面強(qiáng)化方法通常有：表面噴丸、滾壓、表面淬火、表面化學(xué)熱處理等。（ 3）材料成分及組織的影響a 合金成分： 結(jié)構(gòu)鋼中的碳既可間隙固溶強(qiáng)化基體， 又可形成彌散碳化物進(jìn)行彌散強(qiáng)化；其它合金元素主要是通過(guò)提高鋼的淬透性和改善鋼的強(qiáng)韌性來(lái)影響疲勞強(qiáng)度的。b 顯微組織： 細(xì)化晶?？梢蕴岣咂趶?qiáng)度（ 4）非金屬夾雜及冶金缺陷： （ 1）非金屬夾雜物越多，疲勞強(qiáng)度越低。 （2

19、）冶金缺陷越多，疲勞強(qiáng)度越低。低周疲勞壽命決定于塑性應(yīng)變幅，而高周疲勞壽命則決定于應(yīng)力幅或應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子范圍。若金屬材料在 恒定應(yīng)變幅 循環(huán)作用下，隨循環(huán)周次增加其應(yīng)力( 形變抗力 ) 不斷增加，即為 循環(huán)硬化 。若在循環(huán)過(guò)程中，應(yīng)力逐漸減小，則為循環(huán)軟化。第六章產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的三個(gè)條件：a 敏感的金屬材料b 特定的腐蝕介質(zhì)c 足夠大的拉伸應(yīng)力應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理應(yīng)力腐蝕斷裂最基本的是滑移- 溶解理論（或稱鈍化模破壞理論）和氫脆理論。SCC 的特征： (1) 典型的滯后破壞（2）裂紋分為晶間型、穿晶型和混合型（3）裂紋擴(kuò)展速度比均勻腐蝕快約106 倍（ 4）低應(yīng)力的脆性斷裂。斷口的微觀形貌：一般為沿

20、晶斷裂，也可能為穿晶解理斷裂。其表面可見到“泥狀花樣”的腐蝕產(chǎn)物及腐蝕坑。用常規(guī)方法測(cè)得的金屬材料抗應(yīng)力腐蝕性能指標(biāo), 不能客觀的反映帶裂紋的機(jī)件對(duì)應(yīng)力腐蝕的抗力。. 用下式表示相對(duì)耐磨性的倒數(shù)亦稱磨損系數(shù)。.應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)： 應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KISCC和應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展速率da/dt 。試樣在特定化學(xué)介質(zhì)中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的、最大應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子稱為應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子 ( 或稱為應(yīng)力腐蝕門檻) ，用 KISCC 來(lái)表示。對(duì)于含有裂紋的機(jī)件，當(dāng)作用于裂紋尖端的初始應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因I初 KISCC時(shí)，原始裂紋在K化學(xué)介質(zhì)和力的共同作用下不會(huì)擴(kuò)展，機(jī)件可以安全服役。因此IK 初 K

21、ISCC 為金屬材料在應(yīng)力腐蝕條件下的斷裂判據(jù)。測(cè)定金屬材料的K值常用恒載荷或恒位移法。其中以恒ISCC載荷的懸臂梁彎曲試驗(yàn)法最常用。曲線可分為三個(gè)階段:第階段 : 當(dāng) K 剛超過(guò) 時(shí)， 裂紋經(jīng)過(guò)一段孕育期后突然加速擴(kuò)展，da/d t K 曲線幾乎與縱坐標(biāo)軸平行。 第階段 :曲線出現(xiàn)水平線段，da/dt與 K幾乎無(wú)關(guān)。因?yàn)檫@時(shí)裂紋尖端發(fā)生分叉現(xiàn)象，裂紋擴(kuò)展主要受電化學(xué)過(guò)程控制。第階段 :裂紋長(zhǎng)度已接近臨界尺寸，da/dt 又明顯地依賴于， d/d隨增大而急劇增大。 這時(shí)材料進(jìn)入失穩(wěn)擴(kuò)展的過(guò)渡KatK區(qū)。當(dāng) K 達(dá)到 時(shí)便失穩(wěn)擴(kuò)展而斷裂。防止應(yīng)力腐蝕的措施： （ 1）合理選擇金屬材料； （ 2）

22、減少或消除機(jī)件中的殘余拉應(yīng)力（ 3）改善化學(xué)介質(zhì)；（ 4）采用電化學(xué)保護(hù)； （ 5）涂層。高強(qiáng)度鋼對(duì)氫致延滯斷裂非常敏感。其斷裂過(guò)程也可分為三個(gè)階段，即 孕育階段、 裂紋亞穩(wěn)擴(kuò)展階段及失穩(wěn)擴(kuò)展階段。 由環(huán)境介質(zhì)中的氫引起氫致延滯斷裂必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，即氫原子進(jìn)入鋼中、氫在鋼中遷移和氫的偏聚。第七章磨損的定義機(jī)件表面相接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面逐漸有微小顆粒分離出來(lái)形成磨屑（松散的尺寸與形狀均不相同的碎屑）， 使表面材料逐漸損失（導(dǎo)致機(jī)件尺寸變化和質(zhì)量損失）、 造成表面損傷的現(xiàn)象即為磨損。磨損的類型： 粘著磨損、磨粒磨損、沖蝕磨損、疲勞磨損（接觸疲勞）、 腐蝕磨損、微動(dòng)磨損。磨損過(guò)程一般分為三個(gè)階

23、段：（ 1）跑合階段 ( 磨合階段 ) （ 2） 穩(wěn)定磨損階段（3）劇烈磨損階段耐磨性是材料抵抗磨損的性能，相對(duì)耐磨性標(biāo)準(zhǔn)試樣的磨損量/ 被測(cè)試樣的磨損量粘著磨損：輕微磨損粘著點(diǎn)的強(qiáng)度比摩擦副兩方金屬的強(qiáng)度都低；涂抹粘著點(diǎn)的強(qiáng)度比其中一方摩擦副金屬的強(qiáng)度高而比另一方摩擦副金屬的強(qiáng)度低；擦傷粘著點(diǎn)的強(qiáng)度比摩擦副兩方金屬的強(qiáng)度高；咬合粘著點(diǎn)的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于摩擦副兩方金屬的強(qiáng)度。磨粒磨損的主要特征：是摩擦面上有明顯犁皺形成的溝槽氧化磨損的宏觀特征是：在摩擦面上沿滑動(dòng)方向呈勻細(xì)磨痕，其磨損產(chǎn)物或?yàn)榧t褐色的Fe2O3或?yàn)榛液谏獸e3O4。微動(dòng)磨損是一種復(fù)合磨損，兼有粘著磨損、氧化磨損和磨粒磨損的作用。磨損試

24、驗(yàn)方法分為實(shí)物試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)兩類。實(shí)驗(yàn)室所用磨損試驗(yàn)機(jī)：a. 銷盤型試驗(yàn)機(jī)；b. 環(huán)塊型磨損試驗(yàn)機(jī)；c. 往復(fù)運(yùn)動(dòng)型試驗(yàn)機(jī)；d. 滾子型磨損試驗(yàn)機(jī)。.接觸疲勞 是機(jī)件兩接觸而作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，材料表面因疲勞損傷，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊狀金屬剝落而使材料損失的現(xiàn)象，又稱表面疲勞磨損或疲勞磨損。根據(jù)剝落裂紋起始位置及形態(tài)不同，接觸疲勞破壞分麻點(diǎn)剝落（點(diǎn)蝕）、 淺層剝落和深層剝落 ( 表面壓碎 ) 三類。深度在 0.2mm以下的小塊剝落叫麻點(diǎn)剝落，呈針狀或豆?fàn)畎伎?，截面呈不?duì)稱 V 形。淺層剝落深度一般為0.2 0.4mm。測(cè)定接觸疲勞極限時(shí)，循環(huán)基數(shù)7N0

25、 一般取 10 次，并規(guī)定：當(dāng)試樣上深層剝落面積大于或等于2215%的損傷時(shí)，均判定為接3mm或當(dāng)試樣上麻點(diǎn)剝落（集中區(qū)）在10mm面積內(nèi)出現(xiàn)麻點(diǎn)率達(dá)觸疲勞破壞。（一）內(nèi)部因素:(1)非金屬夾雜物(2.)熱處理組織狀態(tài)(3.)表面硬度與心形硬度(4.)表面硬化層深度(5. )殘余內(nèi)應(yīng)力（二）外部因素 (1) 表面粗糙度與接觸精度 (2) 硬度匹配第八章晶粒與晶界兩者強(qiáng)度相等的溫度稱為“等強(qiáng)溫度”，用 TE表示。采用“約比溫度(T Tm)” 更為合理 (T 為試驗(yàn)溫度，T E 為金屬熔點(diǎn)，都用熱力學(xué)溫度表示) 。當(dāng) T Tm >0.5 時(shí)為“高” 溫；反之，則為“低” 溫。對(duì)于不同的金屬材料，在同樣的約比溫度下，其蠕變行為相似，因而力