材料力学性能复习提纲-陈艳要点

1、材料力学性能复习提纲第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能1 .拉伸变形过程；可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形和 断裂几个阶段。2 .弹性不完整性（滞弹性，包中格效应 ），循环韧性；弹性不完整性：金属的弹性变形与载荷方向和加载时间有关而表现出的非弹性性质。金属在弹性变形中存在滞弹性（弹性后效）和包中格效应等弹性不完整现象。一、滞弹性（弹性后效）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。二包中格效应定义：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

2、向加载规定残余伸长应力降低的现象，称为 包中格效应。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，叫做循环韧性，也称为内耗3 .塑性变形方式，滑移，均匀屈服产生机制，影响屈服强度的因素；一塑性变形的主要方式：滑移，学生滑移：指的是金属在切应力作用下沿一定晶面 （滑移面）和一定晶向（滑移方向）进行 的切变过程。二均匀屈服1、均匀屈服曲线的特点有上、下屈服点，没有屈服平台。2、均匀屈服的机制低密度可动位错理论，柯氏气团钉扎理论，位错塞积群理论三影响屈服强度的因素一阻碍位错运动1、影响屈服强度的内因基体金属的本性及晶格类型（P12）塑性变形主要沿基体相进行。（2）溶质原子固溶强化：在纯金

3、属中加入溶质原子形成固溶体合金，将显著提高屈服强度，称 为固溶强化。（3）晶粒大小和亚结构品界（亚晶界）是位错运动的障碍。细品强化：用细化晶粒提高金属屈服强度(同时可以提高其塑性)的方法称为细品 强化。第二相位错切过或绕过沉淀强化(时效强化)：依靠过饱和固溶体的脱溶产生的强化。弥散强化：用粉末冶金的方法人为地加入第二相所造成的强化。沉淀强化与弥散强化的相同点：第二相以细小颗粒形式分布于基体中。沉淀强化与弥散强化之间的不同点如下表：领化 关整强牝机理|热稳定性相圉嬖求岛温使用情况沉淀 强化陷此除假聚f制过 IM解度-共得析出一 分的粒一阳/位 运动.排疣时效行过程. X时效-时我过时 炮有不虢弥

4、敝 强化"F号谨一，尢小格无脸 口网检情运的热思定的无能2、影响屈服强度的外因(1)温度：Tl I s4Tt,位错密度同时晶界弱化(2)应变速率增大，(sj(3)应力状态切应力分量越大(可促进更多滑移系开动)，越有利于塑性变形，屈服强度则越低4 .应变硬化(形变强化)及其产生原因和工程意义；应变硬化：材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大，形变应力不断提高的现象。 机理：位错的增殖与交互作用导致的阻碍。2、n的意义(1) n较大，抗偶然过载能力较强；安全性相对较好；(2)反映了金属材料抵抗、阻止继续塑性变形的能力，表征金属材料应变硬化的性能指标；(3)应变硬化是强化金属

5、材料的重要手段之一，特别是对不能热处理强化的材料；提高强度，降低塑性，改善低碳钢的切削加工性能。5 .缩颈，抗拉强度；抗拉强度：定义：材料在静拉伸条件下的最大位伸应力。缩颈现象：韧性材料，变形集中于局部区域应变硬化与截面减小共同作用的结果6 .塑性、脆性及韧性,塑性指标；Fb（rb=0塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。均匀塑性变形+集中塑性变形塑性指标断后伸长率6断面收缩率也7 5> 6 10最大应力下总伸长率 6 gt脆性：指材料收到外力时，其内部容易产生裂纹并破坏的性质韧性：指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂的能力静力韧度：金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸

6、收的功。8 .机件的失效形式：磨损、腐蚀和断裂；8.断裂的分类及各类断口特征，韧性断裂和脆性断裂的区别，哪种断裂更危险及 其原因；一、断裂的分类（P24看）（一）韧性断裂和脆性断裂根据断裂前塑性变形的大小进行的分类。（1）韧性断裂：指的是在断裂前发生明显宏观塑性变形的断裂。断口特征三要素：纤维区、放射区、剪切唇。纤维区：灰暗色，裂纹扩展速度慢；放射区：裂纹扩散速度快，低能量撕裂，有放射线花样。剪切唇：切断。杯状或锥状，表面光滑，与拉伸轴成45°角。（2）脆性断裂：指的是突然发生的断裂，断裂前基本不发生塑性变形。断裂前不发生明显塑性变形 也<5%断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而

7、光亮，常呈放射状或结晶状；韧性与脆性断裂比较断装类型期性壹增如艇速亳断口特征国性断裂明灯慢取观色.纤维状家属及西小f税性断鞋上突然.快速平齐尤亮，放射弑，靖马状$卒火纲.博钛.陶晓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9拉伸断口的三要素以及强度和塑性对断口三个区域组成的影响； 断口特征三要素：纤维区、放射区、剪切唇。材料强度提高，塑性降低，则放射区比例增大，试样尺寸加大，放射区增大明显，而纤维区变化不大10微孔聚集断裂过程；微孔聚集型韧性断裂包括微孔形核、长大、聚合、断裂等过程。11 .格雷菲斯裂纹理论(原理(热力学)，出发点，必要条件)；格雷菲斯

8、裂纹理论。1、格雷菲斯裂纹理论的出发点(1)材料中已存在裂纹；(2)局部应力集中超过理论断裂强度；裂纹快速扩展；(4)弹性能降低足以满足裂纹表面能的增加从而导致材料脆性断裂。格雷菲斯公式2Ey s(T c=()兀 a12是必要条件，能量判据。12 .为什么理论断裂强度与实际断裂强度在数值上有数量级的差别；13 .机械设计中最常用的两个强度指标为：屈服强度和抗拉强度；14碳含量对钢拉伸曲线的影响。第二章金属在其他静载荷下的力学性能1 .应力状态软性系数a及其代表的意义；应力状态软性系数：表示最大切应力与最大正应力的相对大小。表示塑性变形难易程度。r maxa = o- max1-( < 3

9、) -& 3=所卜(6 2+ 6 3)2).5(1 6 2+ 6 3)(1)越大就越易塑性变形，反之越易产生脆性断裂。(2)把a值较大的称做软的应力状态，a值较小的称做硬的应力状态。2 .压缩、弯曲、扭转试验的特点；1、压缩试验的特点(1)单向压缩的应力状态软性系数 a= 2。(2)拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂2弯曲试验的特点(1)上表面为压应力，下表面为拉应力；(2)弯曲试验试样形状简单，造作方便(3)表面上应力最大可灵敏反映材料表面缺陷；3扭转试验的特点扭转的应力状态软性系数为0.8,易于显示塑性行为；（2）圆柱试样扭转时，整个长度上塑性变形是均匀的，没有颈

10、缩现象；（3）可敏感反映表面缺陷及硬化层性能；（4）根据扭转试验可明确区分材料最终断裂方式是正断还是切断。3 .缺口效应（定义及由于缺口引起的两个效应），理论应力集中系数，缺口敏感 度及其代表的意义；缺口效应：缺口的存在，使得材料在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生改变缺口的第一个效应：缺口造成应力集中。并改变了缺口前方的应力状态缺口的第二个效应：缺口使塑性材料的强度增高，塑性降低。理论应力集中系数Kt:表示缺口引起的应力集中程度。K t 二ma烟口敏感度（NSR）:缺口试样的抗拉强度与等截面光滑试样抗拉强度的 比值。6 bn NSRbb光滑试样拉伸强度-缺口试样拉伸强度NSR越大缺口敏感

11、性越小脆性材料，NSR远小于1,形变强化非常小，对缺口非常敏感（2）高强度材料，NSR<1,形变强化小，敏感（3）塑性材料，NSR>1,形变强化大，不敏感4 .硬度的分类、符号表示方法、测试（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）原理 方 法；一、布氏硬度（HB）1、测定方法及原理压头有淬火钢球或硬质合金球。压力将压头压入试样表面，保持规定的时间后卸除压力，试件表面留下压痕。单位压痕表面积上所承受的平均压力即定义为布氏硬度值。0.102F0.204FHB=A符号表示：压头为淬火钢球，HBS（布氏硬度小于450）;压头为硬质合金球（布氏硬度 450650）, HBW。表示方法：150HBsl

12、0/3000/30; 500HBW5/750。二、洛氏硬度（HR）1、测定方法及原理压头有a 420°的金刚石圆锥体（HRA、HRC）;淬火钢球或硬质合金球（HRB）。预加10kgf压力，再加主压力，然后卸载。以压头留下的压痕深度表示材料的硬 度值。规定每0.002mm为一个洛氏硬度单位k-hHR= 0.002HRB 淬火钢球，中等载荷，测轻金属，未淬火钢HRC 金刚石圆锥，大载荷，测较硬，淬硬钢制品HRA 金刚石圆锥，小载荷，测硬、薄试件表示方法：60HRC; 70HR30N。三、维氏硬度1、原理及种类压头为a =1360勺金刚石四棱锥体。试验原理与布氏硬度相同。宏观维氏硬度：F=

13、49.03980.7N。显微维氏硬度：F=0.098N1.961N。通过测量对角线长度d计算出HV0.102F0.204Fsin(136o/2)FHV=0.18912 2Add表示方法：640HV30O四、努氏硬度五.肖氏硬度和里氏硬度5 .课后作业P55页的8题。(选用硬度试验)兀 DqD 'D? d-(1)渗碳层的硬度分布：显微维氏或努氏硬度试验 试验力小，显微放大装 置使检测精度更高(3)灰铸铁：布氏硬度灰铸铁含有粗大晶粒和组成相，布氏硬度不受个别组成相和微小不均匀性影响(4)鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体：显微维氏硬度 试验力小，显微 放大装置使检测精度更高，可测定合金中具体

14、相硬度(6)龙门刨床导轨；肖氏硬度或里氏硬度 手提式装置，使用方便，可在现场 测量大型工件第三章金属在冲击载荷下的力学性能1 .冲击韧性；冲击韧性指的是材料在冲击载荷作用下，吸收塑性变形功和断裂功的大小。常用 标准试样的冲击吸收功Ak来表示。2 .低温脆性、韧脆转变温度及其确定方法、韧性温度储备；一 .低温脆性；金属或合金，当温度低于某一温度tk时，Ak明显转变为脆性 状态，该现象称为低温脆性(冷脆)。一一多为bcc、hcp结构。韧脆转变温度tk：冲击韧性显著下降的温度，是衡量材料冷脆转化倾向的重要指 标。二、韧脆转变温度的确定1、按能量定义tk(1)以低阶能定义tk, NDT (nil du

15、ctility temperature)无塑性或零塑性转变温低于NDT,断口由100%结晶区组成。(2)以高阶能定义 tk, FTP(fracturetransition plastic)高于FTP,断口由100%纤维区组成。 以低阶能和高阶能平均值来定义 tk: FTE (fracture transition elastic)2、按断口形貌定义tk的方法冲击试样断口一般也存在三个区：纤维区、放射区、剪切唇。注：50% FATT (P61)三机件的最低使用温度必须高于tk,两者之差越大越安全。MtO-tk称为韧性温度储备。通常tk为负值，t0应高于tk,所以为正值。一般取4060C。3 .产

16、生低温脆性的物理本质和机理；物理本质：材料的屈服强度随温度降低急剧增加，而材料的解理断裂强度却随温度的变化很小，两者相交于tk。当t>tk时，(c> ”随外力t先屈服，后断裂一切性断裂。当t<tk时，(c< ”外加应力先达到U (屈服的同时发生断裂)为脆性断裂。机理：派纳力(P14)迟屈服(P60)柯氏气团：位错运动受阻4 .影响韧脆转变温度的因素。一、晶体结构的影响1、bcc、hcp金属及合金存在低温脆性。2、fcc金属及合金在常规使用温度下一般不存在低温脆性。3、普通中、低强度钢的基体为 bcc的F,所以均具有明显的低温脆性。二、化学成分(1)间隙原子，使韧性降低，

17、提高其韧脆转变温度。(2)钢中的置换原子，一般提高韧脆转变温度，降低韧性。但 Ni和Mn例外。 杂质元素S、P、As、Sn、Sb使韧性，提高韧脆转变温度。三、显微组织的影响1、晶粒大小的影响晶粒尺寸亚晶尺寸胞状结构尺寸使AkT, akt, tk ；细化晶粒提高韧性的原因：(1)晶界是裂纹扩展的阻力。d 阻力T,脆性d4位错塞积群长度应力集中不易产生解理裂纹，脆性 心d4晶粒中心与边缘变形的不均匀性不易产生裂纹，脆性 卜品界总面积增加，杂质浓度减少，避免产生沿晶脆断。2、金相组织的影响(1)单相的Ak高于复相合金。特殊：高碳回火马氏体中分布少量残余奥氏体 一冲击性能较高，韧脆转变温度 低。第二相

18、越细小，均匀分布，Akt,韧脆转变温度低。球状第二相Ak片状或网状第二相的 Ak0第二相与基体性能越接近，Akt,韧脆转变温度低。3、内部缺陷的影响内部缺陷使Ak；04、表面状态的影响同一材料，Akv Aku光滑试样的Ak四、强度等级的影响1、中、低强度钢冷脆转变明显。2、高强度钢没有明显的冷脆转变：其本身 Ak就较低。第四章金属的断裂韧度1 .低应力脆断；在低于屈服应力以下发生的脆性断裂2 .裂纹的扩展形式；1、张开型(I型)2、滑开型(II型)3、撕开型(III型)裂纹的扩展常常是组合形式，I型裂纹最危险。3 .应力场强度因子KI定义及其表达式；应力场强度因子KI:对于给定材料，裂纹尖端附

19、近确定点 P(r, 9) KI决定了裂 纹尖端应力场的大小或强弱程度，称为应力场强度因子。应力场强度因子通式KI=Y(T a(1)无限大板穿透裂纹裂纹形状参数：应力场强度因子：YKI =Y(T a= c a(2)无限大物体表面半椭圆裂纹裂纹形状系数：Y =应力场强度因子：K1.1.14齿4 .材料的断裂韧度，断裂K判据，断裂G判据；断裂韧度：临界或失稳状态下的应力场强度因子的大小。表示在平面应力或平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。(三)断裂韧度Kc和断裂K判据1、断裂韧度KIc2临界裂纹尺寸、KIc与KI之间的区别(1) KIc是材料的力学性能指标之一，反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗

20、脆性断 裂的能力。它决KIc=Y(rc断裂应力定于材料的成分、组织结构等内在因素，而与外加应力及试样尺寸等外在因素无 关。(2) KIc是KI的临界值，与KI有相同的量纲，但KIc与KI的意义截然不同。KI 描述裂纹前端内应力场强弱的力学参量，决定于外加应力、试样尺寸和裂纹类 型，而与材料无关。3断裂判据KI < KIC有裂纹，但不会扩展(破损安全)KI = KIC临界状态KI > KIC发生裂纹扩展，直至断裂根据KI和KIC的相对大小，一断裂K判据，平面应变最危险，常用 KICKI > KIC4、脆性断裂K判据设：裂纹长2a域a),外加(引起裂纹前端应力场，而抵抗失稳扩展的

21、能力为KICo脆性断裂判据：应力场强度因子 KI > KIgY(t a> Y(t cac=KIc如果KI < KIc :即使有裂纹也不会断裂，称为破损安全。5断裂的能量G判据一一裂纹失稳扩展的条件：GI>GIc 一¥面应变条件下GI>Gc -平面应力条件下5 . K I和KIC , GIC与KIC的关系;上GIc与KIc的关系设无限宽板上有2a长的中心穿透裂纹，受远处均匀正应力(的作用。由KI和GI的关系式21-v 2y/jraG=Tt (T aKI=、IE 2222(1)K(- v )KIIC>到 G G= =IcI EE 6. K I五的修正条

22、件，考虑应力松弛时塑性区宽度(平面应力，平面应变)，修正后 K I 计算公式；Jl-0,16y2(cr/0-)- O.O56y2(cr/cr )2K=I修正条件：（t（t00.7修衽条件： "/（T > .7sR0=2r0r0=r0=1 KI2平面应力）2冗6十 面应力）（平面应变）KI=1K2I ）（平面应变）42（T S 7.断裂韧度测试时试样的制备（满足条件）；保证：平面应变、小范围屈服? KICB> 2.5y? KIC a>2.5 y? ? ? 2 2? KIC（W-a） >2.5 y?8.张开位移5 （COD）,断裂 冽据；1、COD的概念 ?2设：

23、一无限大板中有I型穿透裂纹，在平均应力 （下，裂纹两端出现塑性区p, 其尖端因塑性钝化，在不增加裂纹长度 2a的情况下，将沿（方向产生张开位移 6,这个 淅COD。 2、断裂韧度6汲断裂6判据在平均应力（下，当裂纹尖端张开6达到临界值裂纹就开始扩展（开裂点），且对于一定材料和厚度的板材，6%定值，所以可将6看作是一种推动裂纹 扩展的动力。6称为材料的断裂韧度，表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力，也是裂纹开始扩展 的断裂判据，而不是裂纹失稳扩展的判据。9.平面应力和平面应变；10.有关断裂韧度的计算。例1：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

24、于工作应力，钢材的 （石500 MN/m2,试确定：裂纹尖端的 应力场强度因子KI及裂纹尖端的塑性区尺寸R。解题步骤：（1）判断是否需修正：（/ （ s酎0W正。（2）判断裂纹类型以及应力状态。（3）确定计算公式一平面应力、平面应变下的KI表达式；-平面应力、平面应变 下塑性区的宽度公式。解题：(/家400/500=0.8 >0.7需修正。薄板，为平面应力状态。R0=KI=(T兀a32-0.16 兀.16 冗 s)400?3.14? 3/2? 10-32=33.3MN/m4002-0.16? 3.14?()500133.32=()=0.0014m=1.4mm 九500例2:某合金钢调质后

25、的性能 (0.21500MPa, KIc=100MN/m3/2 ,设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹，所受应力91000MPa,问此时的临界裂纹长度是多少？解：因为(/卷S000/1500=0.67 <0.7,不需修正，厚板，为平面应变状态。KIC=(t 1KIC2a=()= c 兀(02100Ig"o IgN0.00318m=3.18mm3.141000临界裂纹长度为2ac= 6.36mm第五章金属的疲劳1 .疲劳：金属机件或构件在变动载荷和应变长期作用下，因累积损伤而引起的断 裂现象。2 .疲劳断裂的特点，疲劳断口的宏观（贝纹线）与微观特征（存在疲劳条带）；1疲劳断裂

26、特点（1）低应力、延时、有寿命的断裂。（2）脆性断裂（3）疲劳对缺陷十分敏感2疲劳宏观断口的宏观特征（1）、疲劳源：裂纹的萌生地。一般在表面，也可在内部。光亮度最大。表面 产生加工硬化（2）、疲劳区（贝纹区）：断面比较光滑，并分布有贝纹线。贝纹线指疲劳裂纹扩 展过程中留下的一条条以裂纹源为中心的同心弧线。（3）、瞬断区：一般在疲劳源的对侧，脆性材料为结晶状断口；韧性材料有放 射状纹理；边缘为剪切唇。3微观断口特征：具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样，称为疲劳条带。3 .疲劳曲线（S-N曲线），疲劳极限（?1;疲劳曲线是所加应力(ma嫉应力幅(明断裂周次N的关系曲线，即S-N曲 线。P98看材料能

27、经受无限次应力循环而不发生疲劳断裂的最大应力，称疲劳极 限，也称疲劳强度4 .过载损伤，过载损伤界，过载持久值，过载损伤区；过载损伤：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，称为过载损伤。过载持久值：金属材料在高于疲劳极限的应力下运行时，发生疲劳断裂的应力循环周次，称为材料的过载持久值，单位：周次。金属材料抵抗疲劳过载的能力，用过载损伤界或过载损伤区表示。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，这些点的连线-过载损伤界 在过载应力作用 下，经历一定的循环周次发生断裂， 这些点连线-过载持久值线n a过载损伤区：过载损伤界与过载持久值线间的影线区。

28、5 .疲劳缺口敏感度及其代表的意义；金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性，称疲劳缺口敏感度。6 .疲劳裂纹扩展门槛值 AKth A Kt9口(T1 .疲劳裂纹扩展门槛值 AKth (P105)(1)定义：疲劳裂纹不扩展的应力强度因子范围 4K的临界值称为疲劳裂纹扩展门 槛值。(2)意义：表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能，是材料的力学性能指标，单 位与K相同。2 .zKth与0的异同 Kth与G都是表示无限寿命的疲劳性能，都受材料成分和组织、载荷条件及环境因素等影响； 0:光滑试样的无限寿命疲劳强度，用于传统的疲劳强度设 计； Kth :裂纹试样的无限寿命疲劳性能，适于裂纹体的设计。7.材料的

29、疲劳过程，疲劳裂纹的形成机理、阻止其产生的措施；1.疲劳过程：裂纹萌生、亚稳扩展、失稳扩展、断裂。2机理：主要方式有表面滑移带开裂；第二相、夹杂物或其界面开裂；品界或亚 品界开裂P111-1138 .疲劳裂纹的扩展过程，扩展第二阶段的断口特征，贝纹线和疲劳条带的区别；1、疲劳裂纹扩展第一阶段沿主滑移系(与主应力成45。)，以纯剪切方式向内扩展；扩展距离仅为 23个 晶粒范围。2、疲劳裂纹扩展第二阶段由于晶粒位向的不同和晶界的阻碍，裂纹方向转向与外力轴垂直，进入第二阶段 疲劳裂纹亚稳扩展的主要部分。断口特征：具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样，称为疲劳条带。3贝纹线和疲劳条带的区别(1)疲劳条带是

30、电子显微镜观察到的疲劳断口微观特征，一次应力循环产生一条 疲劳条带；贝纹线是疲劳断口宏观特征，由启动、停歇、偶然过载等大的载荷变 动引起；(2)相邻贝纹线间可能有成千上万条疲劳条带；(3)循环应力下疲劳条带是相互平行、等间距的；贝纹线在疲劳源附近较密，偏离 疲劳源时则较稀疏；判断裂纹扩展方向通常利用贝纹线；9 .疲劳的分类(P96低周、高周、热疲劳、热机械疲劳)1、分类：根据断裂周次高低高周疲劳(断裂周次Nf >105)断裂应力水平较低，(<"s也称低应力疲劳，即通常所说的疲劳 机械疲劳；高周疲劳定义：材料在低于屈服极限的交变应力作用下，超过 105循环周次而产 生的疲劳

31、断裂。低周疲劳(Nf = 102105)断裂应力水平较高，也称高应力疲劳或应变疲劳。低周疲劳定义：材料在接近或超过屈服极限的交变应力作用下，由于塑性应变反复循环，于超过-1区别；Kf-1qf Kt-1102-105循环周次而产生的疲劳断裂。热(应力)疲劳：由周期变化的热应力火热应变引起的材料破坏热机械疲劳：热引力与机械应力叠加引起的疲劳10 .影响疲劳强度的因素；一、表面状态的影响1、应力集中缺口导致应力集中，高于平均应力，微裂纹产生，卜2、表面状态表面粗糙程度增加、划痕、表面氧化、脱碳等缺陷，均使 卜二、表面层残余应力及表面强化的影响(1)表面残余拉应力导致疲劳强度降低。表面残余压应力可以提

32、高疲劳强度。表面强化处理可在表面产生有利的残余压应力，并能提高表面的强度和硬度，可提高疲劳强度。11 .高周疲劳、低周疲劳定义，低周疲劳的特点(P120);疲劳寿命为102-105次的疲劳断裂，称为低周疲劳。低周疲劳的特点(1)局部产生宏观变形，应力与应变之间呈非线性；(2)裂纹成核期短，有多个裂纹源；(3)断口呈韧窝状、轮胎花样状；(4)疲劳寿命取决于塑性应变幅。塑性应变占主要地位。12 .循环软化，循环硬化，过渡寿命。循环硬化与循环软化：恒应变幅(塑性应变幅或总应变幅)循环加载过程中，材料 的形变抗力不断增加，则称为循环硬化；反之为循环软化。过渡寿命(P122)第六章金属的应力腐蚀和氢脆断

33、裂1 .应力腐蚀断裂定义及其产生条件；1、应力腐蚀的含义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性断裂现象。2 .产生条件应力：拉应力(不大)，工作应力+残余应力化学介质：特定的化学介质，弱腐蚀性金属材料：合金，有敏感成分3 .应力腐蚀断口特征；宏观：有亚稳扩展区，最后瞬断区(与疲劳裂纹相似)；断口呈黑色或灰色，呈枯 树枝状。微观：泥状花样”腐蚀产物；腐蚀坑；沿晶断裂和穿晶断裂。4 .应力腐蚀应力场强度因子(P131应力腐蚀门槛值KISCC );应力腐蚀门槛值KIscc :将不发生应力腐蚀断裂的最大应力场强度因子，称为应力腐蚀临界应力场强度因子 断裂判据：KI初KIS

34、CC5 .防止应力腐蚀的措施；1合理选择金属材料2减少或消除机件中的残余拉应力 3改善化学介质4改善化 学介质6 .氢脆类型及特征；氢致延滞断裂；一、氢脆类型及其特征氢蚀，白点(发裂)，氢化物致脆，氢致延滞断裂(1)氢蚀高压气体（CH4） 一品界结合力减弱而导致金属脆化。形成位置：机件与高温、高压氢气相接触的部位。碳钢， 300 500c断口特征 宏观：氧化色，颗粒状 微观：晶界明显加宽，沿晶断裂白点（发裂）聚集在缺陷处的H2发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，形成微裂纹，微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色。（3）氢化物致脆IVB或VB族金属（Ti、Zr、V、Ni和Nb）与氢极易

35、形成氢化物，使金属脆化。对温度及缺口尖锐敏感，界面是裂纹源，断口可见氢化物，氢化物形状与分布（4）氢致延滞断裂（HIC）定义：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象高强度钢或钛合金，固溶态氢，箕经过孕育期，三向拉应力区形成裂纹，逐步扩展一脆性断裂特点（1）只在一定温度范围内出现。（2）提高应变速率，材料对氢脆的敏感性降低。可显著降低6和机（4）高强度钢的HIC具有可逆性。7 .应力腐蚀与氢致延滞断裂的关系。（P136）第七章金属磨损和接触疲劳1 .磨损定义、类型，耐磨性的指标（P140）;磨损：是在摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现 象。类型：粘着磨损磨粒磨损冲蚀磨损疲劳磨

36、损微动磨损腐蚀磨损耐磨性是材料抵抗磨损的性能。通常用磨损量来表示材料的耐磨性，磨损量越小，耐磨性越高1、磨损量线磨损：试样摩擦表面法线方向的尺寸减小。 体积磨损：试样体积减小。质量磨损：试样的质量损失。（4）比磨损量：磨损量/ （摩擦距离压力）。2、耐磨性：1/磨损量。3、相对耐磨性4、磨损系数：1/8 e瓢准试样的磨损量被测试样的耐磨性二被测试样的磨损量 标准试样的耐磨性2 .机件的磨损过程：跑合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段 ；3 .粘着磨损及其特征；1、定义：相接触的两种材料由于表面某些接触点局部正压力超过该处的屈服强度以致发生粘合并拽开而产生的一种表面损伤磨损。2.重要特征：转移膜、

37、化学成分变化 一判断粘着磨损的主要特征；机件表面有大 小不等的结疤4 .材料磨损的控制和防磨措施；5 .磨粒磨损及其主要特征；1、定义：当摩擦副一方表面存在坚硬的细微凸起，或在接触面之间存在着硬粒 子时所产生的一种磨损。前者称两体磨粒磨损，后者称三体磨粒磨损。微观断 裂。2.磨粒磨损的特征：明显犁皱形成的沟槽，剪切、犁皱或切削，韧性材料，连续屑；脆性材料，断屑6.接触疲劳定义，分类。1、定义：接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时，工件表面在交变接触压应力长 期作用后所引起的一种局部区域发生小片（块）状剥落的表面疲劳损伤现象，称接 触疲劳（表面疲劳磨损、疲劳磨损）2、接触疲劳破坏的分类：麻点剥落（点

38、蚀），浅层剥落，深层剥落（表面压碎） 第八章金属高温力学性能1 .蠕变，等强温度，应力松弛，约比温度；蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象，称为蠕 变。等强温度：晶粒与晶界两者强度相等的温度 T<TE时，穿晶断裂，T>TE时, 沿晶断裂（1）当约比温度A0.5时一一高温状态。（K） （2）当约比温度< 0.5时一一低温状态 使用温度约比温度=合金熔点（K） 应力松弛：规定温度和初始应力条件下，金属材料中的应力随着时间的延长自行 减低的现象，时阿2 .蠕变变形机理及蠕变断裂机理，断口特征；一、蠕变变形机理（1）位错滑移蠕变：常温下，位错运动与增殖一产生塑性变形一位错运动受阻一变形停止。高温下，借助热激活能和空位扩散克服某些短程障碍，一位错持续运动一从而变形继续。高温下的热激活过程主要是刃型位错的攀移变形时，温度升高，原子扩散加剧，促进位错攀移引起动态回