材料性能3材料

1、复习弹性变形塑性变形强度？抗拉强度屈服强度断裂强度弹性？ 塑性？ 韧性？ 脆性？脆性材料？低塑性材料？ 高塑性材料？1-16第二章弹性变形1、有哪些弹性材料？2-163-16ooo安全带弹簧钢带可靠性4-162、弹性的两种力学行为1） 应力与应变成正比金属、陶瓷2） 应力与应变非线性橡胶（高弹态高分子）3、为什么会有弹性？线性正比：虎克定律s = E eE：弹性模量橡胶的高弹态呢？图 金属原子间相互作用线性5-16高分子的高弹态：点：弹性变形可达1000%（金属小于1%）种：普弹形变和高弹变形特两陶瓷弹簧的弹性机理是什么？普弹形变：变形5%，应力应变正比：分子链内部键长和键角变化高弹变形：应力

2、与应变不成正比：卷曲分子链的伸展，长度与应力不成正比6-16有陶瓷的弹簧吗？高分子的结构决定了其弹性变形的特点4、弹性指标？（1） 弹性极限se（2） 弹性模量E（3） 弹性比功We7-16（1）弹性模量E材料的弹性模量8-16材料E/GPa材料E/GPa材料E/GPa材料E/GPa铝 (Al)70.3镁 (Mg)44.7石965聚苯乙烯2.74.2镉 (Cd)49.9镍 (Ni)199.5碳化钨534.4有机2.43.4铬 (Cr)279.1铌 (Nb)104.9碳化硅470尼龙661.22.9铜 (Cu)129.8银 (Ag)82.7氧化铝415聚乙烯0.41.3金 (Au)78.0钛 (

3、Ti)115.7铅80.1橡胶0.020.8铁 (Fe)211.4钨 (W)411.0水晶73.1气体0.01（1）金属弹性模量E与什么有关？o纯金属：与原子间结合力强弱有关n与周期表相对应o合金元素的影响nn固溶体：变化不大第二相：E 略有增加颗粒强化复合材料o温度的影响nn温度升高原子间距增加 E 下降对精密仪表性零件，用“恒弹性合金”o加载速度的影响n无。因为弹性变形速度快，5000m/s如何提高材料的弹性？o冷变形的影响小弹性模量E对组织结构不敏感，是最的力学性能参数9-16（2）弹性极限seo是材料发生最大弹性变形时的应力值nn无法通过实验准确测定弹性极限规定以产生0.005%、0.

4、01%的残留变形时的应力为条件弹性极限，记为s0.005、 s0.01也用比例极限sp。如图，tanq/tanq=150%n（3）弹性比功Weo材料弹性的大小。符合弹性的面积We=1/2(seee)= se2/2E高 se 或低 E 均可提高材料的弹性nnn采用提高se的但是 E 很，oo问题1：为什么弹簧总是做成螺旋状？问题2：弹簧是怎么做出来的？10-16储能的量弹簧的o螺旋弹簧nn钢条绕制淬火+回火为什么要淬火+回火？o马氏体索氏体o板弹簧nnnn汽车减震板列车门锁板弹簧圆钢条轧制成钢板退火o为什么要退火？n绕制成型，淬火+回火11-16o重型卡车弹簧的失效12-16oo失效是行和不行好

5、和不好呢？n 除E和se，还有弹性整性！13-165、弹性的整性ooo现象：应变滞后于应力组织不均匀，各晶粒应变不均匀具体表现（1）弹性后效与内耗加载时应变落后于应力：“正弹性后效”一个加载、卸载循环：弹性滞后及弹性滞后环外力做功被材料消耗材料的“内耗”作用铜钟：内耗要小； 车床：内耗大-吸震怎么办？弹性滞后环循环应力-应变曲线14-16？5、弹性的整性ooo现象：应变滞后于应力组织不均匀，各晶粒应变不均匀具体表现（2）效应金属预先经少量变形(14%)后再同向加载，弹性极限升高，反向加载则弹性极限降低的现象。：位错的导致原子之间的力发生变化有关。后果：交变应力作用时(疲劳)，弹性极限下降软化作

6、用：高速离心处理：同向轧制时来回交替弹性滞后环循环应力-应变曲线15-166、超弹性材料oo材料：NiTi合金、NiTiCu合金、PtTi等超弹性定义:n材料在外力作用下产生远大于其弹性极限时的应变量， 外力去除自动恢复其变形的现象“形状记忆效应”“形状记忆合金”?马氏体相变oNiTiAl合金的应力-应变曲线nnn温度诱发相变应力诱发相变有无关于超弹性材料的最新研究？16-16陶瓷弹簧：类：用Al2O3陶瓷材料制成陶瓷弹簧。在机械强度、耐热等方面优于金属。弯曲强度为10T/cm2。南京：用纳米原料制成，肉色，轻。可承受几十公斤。 原文？ 研究：1、C. Kaya and E. G. Butle

7、r, Zirconia-toughened alumina ceramics of helical spring shape with improved properties from extruded sol-derived pastes,Scripta Materialia, 48(4)2003, 359-3642、M. L. Kaforey, C. W. Deeb and D. H. Matthiesen, Design of ceramic springs for use in semiconductor crystal growth in microgravity, Journal of Crystal Growth, 211(1-4)2000, 421-4273、T. Hamilton, M. Gopal, E. Atchley, J.E. Smith, Experimental investigation on the mechanical performance of helical ceramic springs, Jour