材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)

1、. 名詞解釋.彈性比功（ae）：表示單位體積金屬材料吸收彈性變形功的能力，又稱彈 性比應(yīng)變能。滯彈性：在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變 的現(xiàn)象。循環(huán)韌性：在塑性區(qū)加載時材料吸收不可逆變形功的能力包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形（殘余應(yīng)變約為1% 4%），卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力（彈性極限或屈服強(qiáng)度，下同）增加；反向加載規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低（特別是極性極限或屈服強(qiáng)度，下同）增加；反向加載規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低（特別是彈性極限在反向加載時幾乎降低）的現(xiàn)象，稱為包申格效應(yīng)。解理刻面：大致以晶粒大小為單位的解理面。塑性：經(jīng)塑形變形而不破壞的能力。脆性：材

2、料受外力后其內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并斷裂的性質(zhì)韌性：材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力或指材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。靜力韌度：金屬材料在靜拉伸時單位體積材料斷裂前所吸收的功定義為靜力 韌度。解理臺階：沿兩個高度不同的平行解理面上擴(kuò)展的解理裂紋相交形成的。河流花樣：裂紋擴(kuò)展，同號臺階匯合，異號臺階消失形成河流狀花樣。解理面：金屬材料在一定條件下（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。由于與大理石的斷裂相似，所以稱這種晶體學(xué)平面為解理面。穿晶斷裂：裂紋穿過晶內(nèi) 沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴(kuò)展韌脆轉(zhuǎn)變：隨溫度降低，材料屈服強(qiáng)度急劇增加，塑性和沖擊功減小的現(xiàn)象。洛氏硬度：以

3、一定的壓力將壓頭壓入試樣表面，以殘留于表面的壓痕深度來表示材料的硬度。包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形（殘余應(yīng)變約為1% 4%），卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力（彈性極限或屈服強(qiáng)度，下同）增加；反向加載規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低（特別是彈性極限在反向加載時幾乎降低）的現(xiàn)象。低溫脆性： . 材料的沖擊韌度值隨溫度的降低而減小，當(dāng)溫度降低到某一溫度范圍時，沖擊韌度急劇下降，材料由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。應(yīng)力腐蝕 : 材料或零件在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。氫脆：由于氫與應(yīng)力的共同作用而導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象，稱為氫脆斷裂或氫致斷裂，簡稱氫

4、脆。磨損：機(jī)件表面相接觸并作相對運(yùn)動時，由于摩擦使摩擦表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑，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)象粘著磨損：接觸表面相互運(yùn)動時，因固相焊合作用使材料從一個表面脫落或轉(zhuǎn)移到另一表面而形成的磨損，又稱咬合磨損。磨粒磨損：摩擦副的一方表面存在堅硬的細(xì)微凸起或在接觸面向存在硬質(zhì)粒子 （ 從外界進(jìn)入或從表面剝落 ） 時產(chǎn)生的磨損。蠕變：材料在長時間的恒溫、恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度，也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛：粘彈性材料在總應(yīng)變不變的條件下，由于試樣內(nèi)部的粘性應(yīng)變（ 或粘塑性應(yīng)變） 分量隨時間不斷增長，使回彈應(yīng)變分量隨時間逐漸

5、降低，從而導(dǎo)致變形恢復(fù)力（回彈應(yīng)力）隨時間逐漸降低的現(xiàn)象。玻璃態(tài)：非晶態(tài)高分子大尺度構(gòu)象轉(zhuǎn)變和鏈段協(xié)同運(yùn)動被凍結(jié)的聚集態(tài)，其力學(xué)行為和玻璃體類似，如顯示高模量、低斷裂伸長和低沖擊強(qiáng)度等高彈態(tài)：鏈段運(yùn)動但整個分子鏈不產(chǎn)生移動。此時受較小的力就可發(fā)生很大的形變（1001000%）,外力除去后形變可完全恢復(fù)，稱為高彈形變。粘流態(tài)：當(dāng)溫度高于粘流化溫度Tf 并繼續(xù)升高時，高聚物得到的能量足夠使整個分子鏈都可以自由運(yùn)動，從而成為能流動的粘液，其粘度比液態(tài)低分子化物的粘度要大得多，所以稱為粘流態(tài)。受迫高彈性：由于外力作用迫使鏈段運(yùn)動所引起的，去除外力后，因溫度在 tg 以下，缺少鏈段運(yùn)動的能量，變形被保留

6、下來，其量可達(dá)3001000。但如將聚合物加熱到溫度tg 以上，這種變形可以消除。冷拉伸：粘性：無屈服應(yīng)力出現(xiàn)的流動變形稱為粘性，粘性變形：把無屈服應(yīng)力出現(xiàn)的流動變形稱為粘性，而將粘流態(tài)下的永久變 形稱為粘性變形粘彈性：聚合物受載時，其力學(xué)行為顯示彈性和粘性變形機(jī)理，應(yīng)力同時 與應(yīng)變和應(yīng)變速率有關(guān)。銀紋：某些高聚物在玻璃態(tài)下拉伸時，會產(chǎn)生垂直于拉應(yīng)力方向的銀紋沖擊強(qiáng)度：材料在沖擊載荷作用下抵抗斷裂的能力，或指材料吸收斷裂功 的能力。接觸疲勞：兩接觸材料作滾動或滾動加滑動摩擦?xí)r，交變接觸壓應(yīng)力長期作用使材料表面疲勞損傷，局部區(qū)域出現(xiàn)小片或小塊狀材料剝落，而使材料磨損的現(xiàn)象，故又稱表面疲勞磨損或麻

7、點(diǎn)磨損。、30、彈性模量（E）:表征材料對彈性變形的抗力一剛度31、6e、6p： （1） 6e：由彈性變形過渡到彈性塑性變形的應(yīng)力；（2） 6p：應(yīng)力與應(yīng)變直線關(guān)系的最大應(yīng)力32、位錯的驅(qū)動力是切應(yīng)力33、6 0.2、6 t0.5 : 60.2表示規(guī)定殘余伸長率為 0.2%寸的應(yīng)力；6 t0.5 表示規(guī)定總伸長率為0.5%時的應(yīng)力。注：工業(yè)純銅及灰鑄鐵等常用6 t0.5表示其屈服強(qiáng)度。34、細(xì)晶強(qiáng)化：一個晶粒內(nèi)部，必須塞積足夠數(shù)量的位錯，才能提供必要的應(yīng)力，使相鄰晶粒中的位錯源開動，產(chǎn)生宏觀塑性變形。注： bcc 較 fcc 、 hep 比，其細(xì)晶強(qiáng)化效果好。35、固溶強(qiáng)化：在純金屬中加入溶質(zhì)

8、原子（間隙型或置換型）形成固溶合金，將顯著提高屈服強(qiáng)度，此為固溶強(qiáng)化36、應(yīng)變強(qiáng)化（形變強(qiáng)化）：在金屬整個形變過程中，當(dāng)外力超過屈服強(qiáng)度之后，塑性變形并不是像屈服平臺那樣連續(xù)流變下去，而需要不斷增加外力才能繼續(xù)進(jìn)行，這表明金屬材料有一種阻止繼續(xù)塑性變形的能力，這就是應(yīng)變強(qiáng)化性能。 注：塑性應(yīng)變是強(qiáng)化的原因，硬化則是塑性應(yīng)變的結(jié)果。應(yīng)變強(qiáng)化是位錯增值、運(yùn)動受阻所致。37、縮頸：是韌性金屬材料在拉伸試驗(yàn)時變形集中于局部區(qū)域的特殊現(xiàn)象，它是應(yīng)變強(qiáng)化與界面減小共同作用的結(jié)果。38、解理斷裂過程包括：塑性變形形成裂紋、裂紋在同一晶粒內(nèi)初期長大、裂紋越過晶界向相鄰晶粒擴(kuò)展39、NSR（缺口敏感度）：金屬材

9、料的缺口敏感性指標(biāo)用缺口試樣的抗拉強(qiáng)度6 bn與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度6 b的比值表示，稱為缺口敏感度，記為NSR。40、沖擊韌性一Ak:沖擊韌性是指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和 斷裂功的能力，常用標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊吸收功Ak表示。41、疲勞：金屬機(jī)件或構(gòu)件在變動應(yīng)力和應(yīng)變長期作用下，由于累積損傷而引起的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞42、4Kth:是疲勞裂紋不擴(kuò)展的臨界值臨界值，稱為裂紋擴(kuò)展門檻值43、低周疲勞：金屬在循環(huán)載荷作用下，疲勞壽命為次的疲勞斷裂。 注： 取決于韌性44、蠕變極限：是金屬材料在高溫長時載荷作用下的塑性變形抗力指標(biāo)二 . 敘述題第一章 單向靜載拉伸何謂力學(xué)行為、力學(xué)性能、

10、失效、失效形式有哪些？答：力學(xué)行為：材料在外加載荷、環(huán)境條件及其綜合作用下所表現(xiàn)出的行為和特征。力學(xué)性能：對材料發(fā)生的力學(xué)行為定量的表征或描述。失效：材料的力學(xué)性能（使用性能）不能滿足服役條件的要求而失去原有功能的現(xiàn)象。包括：斷裂韌性斷裂、脆性斷裂，非斷裂：變形、磨損、腐蝕。力學(xué)性能的內(nèi)涵是什么？答：a：表征材料力學(xué)行為特征的參量：材料的力學(xué)性能通常用材料的彈性、塑性、強(qiáng)度等來描述。彈性是指材料在外力作用下保持固有形狀和尺寸的能力，以及在外力除去后材料可恢復(fù)原有的形狀和尺寸的能力。塑性是材料在外力作用下發(fā)生不可逆的永久變形能力。強(qiáng)度是材料對塑性變形和斷裂的抵抗力 b ：本質(zhì)為抵抗各種力學(xué)行為發(fā)

11、生的能力3、彈性后效機(jī)理和影響因素：也是彈性不完整性的表征（1）機(jī)理：金屬晶格中間隙原子擴(kuò)散作用（2）影響因素：1）組織：不均勻性增大增大，彈性后效增大2）溫度：溫度升高，擴(kuò)散加劇，彈性后效增大 3）切應(yīng)力：r增大，變形增 大，彈性后效增大。4、包申格效應(yīng)機(jī)理及消除方式：利用包申格效應(yīng)，如薄板反向彎曲成型、拉撥的鋼棒經(jīng)過軋輥壓制變直等機(jī)理：（ 1）位錯運(yùn)動阻力論：小變形時位錯遇到臨位錯產(chǎn)生彎曲，臨位錯密度變大，造成位錯纏結(jié)、胞狀位錯，使同向加載位錯不易動，而反向臨位錯密度小則易動（2）位錯不協(xié)調(diào)理論：中間晶粒B 軟位向拉伸產(chǎn)生塑性變形，兩側(cè)晶粒A、C硬位向產(chǎn)生塑性變形，變形不協(xié)調(diào)，卸載后 A

12、C受拉應(yīng)力，B受壓應(yīng)力，同向加載，B變形需克服殘余應(yīng)力，6增大，反向加載附加應(yīng)力6降低。 消除：預(yù)先進(jìn)行較大的塑性變形或在第二次反向受力前先使金屬 材料于回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。5、塑性變形方式和變形特點(diǎn)：（ 1）方式： 1）滑移 2）孿晶。特點(diǎn)： 1）切 應(yīng)力導(dǎo)致塑性變形2） &增大，6增大，產(chǎn)生加工硬化3）不可逆4）多晶體塑性 變形的不同時性及不均勻性5）多晶體塑性變形的協(xié)調(diào)性6、規(guī)定微量塑性伸長應(yīng)力的指標(biāo)：（1）規(guī)定非比例伸長應(yīng)力（6 p）試樣在 加載過程中，標(biāo)距部分的非比例伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時的應(yīng)力（2）規(guī)定殘余伸長應(yīng)力（6 r）：試驗(yàn)卸載拉伸力后，其標(biāo)距部分的殘余伸長達(dá)到規(guī)

13、定的 原始標(biāo)距百分比時的應(yīng)力（3）規(guī)定總伸長應(yīng)力（6 t）:試樣標(biāo)距部分的總伸長達(dá) 到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時的應(yīng)力。決定金屬屈服強(qiáng)度的因素有哪些？： 1）內(nèi)因：（ 1）金屬本性及晶格類型位錯運(yùn)動受到阻力包括晶格阻力（派納力），位錯問交互作用產(chǎn)生的阻力。p 增加，r也增加，所以屈服強(qiáng)度也 隨之提高2）晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)：減小晶粒尺寸將增加位錯運(yùn)動障礙的數(shù)目，減小晶粒內(nèi)位錯塞積群的長度，降低塞積點(diǎn)處的應(yīng)力，相鄰晶粒中位錯源開動所需的外加切應(yīng)力提高，屈服強(qiáng)度增加。 （ 細(xì)晶強(qiáng)化 ）3）溶質(zhì)元素：溶質(zhì)元素溶入金屬晶格形成固溶體形成所謂科垂耳氣團(tuán)釘扎位錯，使強(qiáng)度提高，從而產(chǎn)生固溶強(qiáng)化。溶質(zhì)原子與基體原子尺寸差別越大，引起的彈性畸變越大，溶質(zhì)原子濃度越高，引起的彈性畸變越大，對位錯的阻礙作用越強(qiáng)，固溶強(qiáng)化作用越大。4）第二相：第二相質(zhì)點(diǎn)比較小，有的用粉末冶金方法獲得產(chǎn)生彌散強(qiáng)化，有的用固溶處理和隨后沉淀析出獲得產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。2）外因：溫度越高，原子間作用越小，位錯運(yùn)動阻力越低，屈服強(qiáng)度越低；應(yīng)變速率增大，強(qiáng)度增加；應(yīng)變狀態(tài)：切變分量大，利于塑變，屈服強(qiáng)度降低。8、經(jīng)如處理的40CrNiMo其屈服強(qiáng)度可達(dá)1380MPa就是固溶強(qiáng)化、晶界與亞 品共同作用的結(jié)果；經(jīng)熱處理的18Ni馬氏體時效鋼的屈服強(qiáng)度可達(dá) 2000MPa則 是沉淀強(qiáng)化、晶界與亞晶強(qiáng)化的共同貢獻(xiàn)。9、珠光體類型對