材料力学性能3.doc

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1、材料的力学性能结课论文这学期来我们开始接触材料的力学性能方面的知识的学习，经过两个刀左右的学习，我对这门课也充满了浓厚的兴趣，还好经过老帅的悉心教导，到结课的时候我还是有所收获的。随着经济的迅猛发展，材料的需求量也越來越大，而对材料的性能要求也越来越高。在零件的加工生产过程中要求材料具有优良的加工性能。材料的性能包括材料的力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能。而在零件的服役过程屮，则要求材料具有较高的变形和断裂抗力，使零件在受外力作用时能保持设计所要求的外形和尺寸，保证在服役期内安全地运行。因此，材料的力

2、学性能则成为材料最为重要的性能指标之一。材料的力学性能通常是指材料的弹性、塑性和强度。弹性是指材料在外力作用下保持固有外形和尺寸的能力，塑性是材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力。而强度则是材料对塑性变形和断裂的抗力。上述的这些能力使零件在服役期限内安全、有效地运行。我感觉对一门课程的学习首先要对着门课程的框架有一•个整体的把握，然后再以这个框架为主干对细节知识进行深入的学习。这门课程的内容大体上分为三大部分，第一部分主要是阐述金展的变形和断裂过程、机制和基本理论，材料在一次静加载条件下的力学性能。加

3、载方式色插拉伸、扭转、压缩和剪切等等，试件包括光滑试件、切口试件和含裂纹的试件等。所测定的力学性能指标用于评价零件在服役过程屮的抗过载失效能力或安全性。第二部分论述疲劳、蠕变、环境效应和磨损。这是机件常见的四种失效形式。材料对这四种形式失效的抗力将决定零件的寿命。最后三章分别介绍复合材料、高分子材料和陶瓷材料的力学性能。材料的力学性能色插材料的强度、破度、塑性和韧性。首先我们接触的是材料的拉伸性能，我们通过拉伸试验来测定材料的弹性、强度、頼性、应变硬化和韧性等许多重要的力学性能指标。这些性能指标统称为材料的

4、力学性能。表征脆性材料的力学性能参数有二：即弹性模量和脆性断裂强度。由于脆性材料在断裂前不发生塑性变形，脆性材料的抗拉断裂强度低，但抗压断裂前度高，理论上抗压强度可达抗拉强度的八倍。因此，脆性材料在工程结构屮成功地应用于承受压缩载荷的构件。根据工程应力应变曲线可以确定材料的拉伸性能，包括材料的强度、塑性和韧性。衡量塑性材料的参数有:比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度和延伸率。在弹性应变和塑性变形阶段主要讲的是其机制和变形原理。金属塑性变形的主要方式是滑移和挛生，其屮还包括晶界的迁移，马氏体的转变以及扩散

5、性蠕变。屈服强度标志着金属对起始塑性变形的抗力，是工程技术上最为重要的力学性能指标之一。为使机件不致发生報性变形而失效，常采取各种措施來提高屈服强度。其屮包括形变强化、细化晶粒、固溶强化和第二相强化。机械和工程结构的很多零件是在扭转、弯矩或轴向压力作用下服役的。因此，需要测定材料在扭转、弯曲和轴向压缩加载下的力学性能，作为零件设计，材料选用和制定热处理工艺的依据。若不考虑零件服役吋的力学状态，采用不恰当的力学性能指标来评价材料，很有可能造成材料选用不合理，热处理工艺不当，以致零件的早期失效。早在远古时代人们

6、就知道利用固体互相划刻來区分材料的软硬，并据此來选用材料。至今，硬度仍用來表示材料的软硬程度，硬度值的大小不仅取决与材料的成分和显微组织，血且还取决与测量方法和条件。测定硬度的方法很多，主要有压入法，回跳法和刻划法。在机械制造业屮，主要采用压入法测定材料的硬度。表征材料硬度的大小有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和肖氏硬度。断裂是机械和工程构件失效的主要形式Z—，它比其它失效形式，如弹塑性失稳、磨损、腐蚀等，更具有危险性。断裂是材料的一种十分复杂的行为，在不同的力学、物理和化学环境下，会有不同的断裂形式。工程应

7、用屮，常根据断裂前是否发牛宏观的燃性变形，把断裂分为韧性断裂和脆性断裂两大类，并在不同的场合下，用不同的属于描述断裂的特征。解理断裂、沿晶断裂和微孔聚合型的延性断裂，是指断裂的微观机制。穿晶断裂和沿晶断裂是指裂纹扩展路线。正断和切断是指引发断裂的原因和断裂而的取向；正断是由正应力引起的，断裂面与最大主应力方向垂直；切断是由切应力引起的，断裂面在最大切应力作用面内，而与最大主应力方向呈45度。脆性断裂的宏观特征，理论上讲，是断裂前不发生報性变形，而断裂的扩展速度往往很快，几近音速。故脆性断裂前无明显的征兆，且

8、断裂是突然发生的，因而往往引起严重的后果。解理断口的宏观形貌是较为平坦的发亮的结晶状断而。解理断裂的另一个围观特征是舌状花样。沿晶断裂是裂纹沿晶界扩展的一种脆性断裂。Griffith假定在实际材料屮存在着裂纹，当名义应力还很低吋，裂纹尖端的局部应力已达到很高的数值，从而使裂纹快速扩展，并导致脆性断裂。当半裂纹长度达到或超过临界裂纹值时，就会自动扩展。而位错塞积理论指出如果塞积处的应力集屮不能被塑性变形松弛，则塞积