材料力学性能知识要点

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1、1、低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。2、材料常规力学性能的五大指标为：屈服强度、抗拉强度、延伸率断面收缩率、冲击功。3、陶瓷材料增韧的主要途径有相变增韧、微裂纹增韧、表面残余应力增韧、晶须或纤维增韧显微结构增韧以及复合增韧六种。4、常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。1、聚合物的弹性模量对结构非常敏感，它的粘弹性表现为滞后环、应力松弛和蠕变，这种现象与温度、时间密切有关。2、影响屈服强度的内在因素有：结构健、组织、结构、原子本性；外在因素有：温度、应变速率、应力状态。3、缺口对材料的力学性能的影响归结为四个方面

2、：(1)产生应力集中、(2)引起三相应力状态，使材料脆化、(3)由应力集中带来应变集中、(4)使缺口附近的应变速率增高。4、低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。5、材料常规力学性能的五大指标为：屈服强度、抗拉强度、延伸率断面收缩率、冲击功。6、陶瓷材料增韧的主要途径有相变增韧、微裂纹增韧、表面残余应力增韧、晶须或纤维增韧显微结构增韧以及复合增韧六种。请说明下面公式各符号的名称以及其物理意义7、σc：断裂应力，表示金属受拉伸离开平衡位置后，位移越大需克服的引力越大，σc表示引力的最大值；K1C：平面应变的断裂韧性，它反映了材料组织裂纹扩

3、展的能力；Y：几何形状因子ac:裂纹长度8、对公式进行解释，并说明各符号的名称及其物理意义（5分）答：表示疲劳裂纹扩展速率与裂纹尖端的应力强度因子幅度之间的关系。：裂纹扩展速率（随周次）；c与m：与材料有关的常数；：裂纹尖端的应力强度因子幅度9、εss-蠕变速率，反映材料在一定的应力作用下，发生蠕变的快慢；n为应力指数，n并非完全是材料常数，随着温度的升高，n略有降低；A为常数；σ为蠕变应力。该公式反映了在稳态蠕变阶段，蠕变速率和蠕变应力之间的关系。10、S=KεnHollomon关系式式中n称为加工硬化指数或应变硬化指数，K叫做强度硬化指数。S—真应力ε—真

4、应变若取对数，lnS=lnK+nlnε1、提高金属材料的屈服强度有哪些方法?试用已学过的专业知识就每种方法各举一例。答：从组织的影响来看有四种强化机制影响金属材料的屈服强度：固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、晶界和亚晶强化；影响屈服强度的外在因素还有：温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高，材料的屈服强度也升高。2、和常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点?造成这种差别的原因何在?答：首先，材料在高温下将发生蠕变现象，即在应力恒定的情况下，材料在应力的持续作用下不断发生变形；其次，材料在高温下不仅强度降低，且塑性也降低

5、。应变越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。再次，材料在高温下晶界附近是弱化的区域。但在常温或不太高的温度下，晶界却是阻止变形引起材料强化的因素，细晶粒不仅强度高，塑韧性也好。另外还有高温应力松弛、蠕变还会产生疲劳损伤，使高温疲劳强度下降。材料在高温下的力学性能特点都是和蠕变过程紧密相连的。3、金属疲劳破坏的特点是什么？典型疲劳断口具有什么特征？提高疲劳强度的途径有哪些？答：金属疲劳破坏有以下三个特点：第一，断裂时并无明显的宏观塑性变形，断裂前没有预兆，而是突然地破坏；第二，引起疲劳破坏的应力很低，常常低于静载时的屈服强度；第三，疲劳破坏能清楚地显示出裂纹

6、的发生、扩展和最后断裂三个组成部分。一个典型的疲劳断口总是有疲劳源、疲劳裂纹扩展源和最终断裂区三部分组成。4为什么通常体心立方金属显示低温脆性，而面心立方金属一般没有低温脆性?答：对于体心立方金属来说，随着温度的下降屈服强度上升剧烈，但形变硬化速率却对温度不太敏感，因此随着温度下降其抗拉强度与屈服强度的差别基本保持不变，而延伸率则越来越低。这样，当屈服强度上升到和其解离断裂抗力相等时，材料就发生脆断。对于面心立方金属来说，屈服强度随温度降低基本不变，但加工硬化速率却迅速上升，相应地也伴随着抗拉强度迅速上升。均匀延伸率随温度的降低不是减小而是明显增大。故面心立方

7、金属没有冷脆现象。5提高零件的疲劳寿命有哪些方法?试就每种方法各举一应用实例，并对这种方法具体分析，其在抑制疲劳裂纹的萌生中起有益作用，还是在阻碍疲劳裂纹扩展中有良好的效果?答：提高疲劳寿命的方法有：1、采用滚压或喷丸的表面强化方法。因为疲劳裂纹的萌生大多起源于表面，滚压或喷丸时表面的塑性变形受到约束，使表面产生很高的残留压应力，这种情况下表面就不易萌生疲劳裂纹，即使表面有小的裂纹，裂纹也不易扩展。2、利用表面化学热处理的方法来提高零件的疲劳强度。如渗碳氮化等，其表面强化原理和上述的喷丸、滚压法是相同的，也是在渗层表面产生残余压应力。3、减少夹杂物。夹杂物如A

8、l2O3、硅酸盐和MnS等与基体的膨胀