材料力学性能知识要点

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、延长率3、陶瓷材料增韧的主要途径有相变增韧、微裂纹增韧、外表剩余应力增韧、晶须或纤维增韧 显微构造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、格外敏感，它的粘弹性表现为滞后环、应力松弛蠕变，这种现象与温度、时间亲热有关。2外温度、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：(1)产生应力集中、(2)(3)(4)使缺口四周的应变速率增高。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 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、延长率断面收缩率、 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、外表剩余应力增韧、晶须或纤维增韧 显微构造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ac7、 K /acc ICσcσcK1C：平面应变的断裂韧性，它反映了材料组织裂纹扩展的力气；Y：几何外形因子ac:裂纹长度da8dNc(K)m进展解释，并说明各符号的名称及其物理意义〔5分〕答：表示疲乏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。dadN：裂纹扩展速率〔随周次；cm：与材料有关的常数；K：裂纹尖端的应力强度因子幅度9、sn为应力指数，n并非完全是材料常数，随着温度的上升，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=Kεn Hollomon关系式n称为加工硬化指数或应变硬化指数，KS—真应力ε—真应变假设取对数，lnS=lnK+ nlnε1举一例。答： 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，材料的屈服强度也上升。差异的缘由何在?答：首先，材料在高温下将发生蠕变现象，即在应力恒定的状况下，材料在应应力松弛、蠕变还会产生疲乏损伤，使高温疲乏强度下降。材料在高温下的力学性能特点都是和蠕变过程严密相连的。途径有哪些？答：金属疲乏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，和最终断裂三个组成局部。成。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?力相等时，材料就发生脆断。小而是明显增大。故面心立方金属没有冷脆现象。提高零件的疲乏寿命有哪些方法?试就每种方法各举一应用实例，并对这种方中有良好的效果?答：提高疲乏寿命的方法有：1、承受滚压或喷丸的外表强化方法。由于疲乏裂裂纹也不易扩展。2、利用外表化学热处理的方法来提高零件的疲乏强度。如渗碳氮化等，其外表强化原理和上述的喷丸、滚压法是一样的，也是在渗层外表产生剩余压应力。Al2O3MnS等与基体的膨胀系数不同，在淬火过程中使其四周产生应力，在夹杂物和基体之间萌生疲乏裂纹。相当于减小了平均滑移距离，削减了在晶界上位错塞积所引起的应力集中。用铍的外表镀层能显著提高疲乏极限。在零件制造过程中，留意消退磨削和焊接等工艺造成的剩余拉应力。6、为什么材料的塑性要以延长率和断面收缩率这两个指标来度量?它们在工程上各有什么实际意义?率则反映了材料局部变形的力气。在试样拉伸过程中，试样伸长包括两局部，均匀伸长〔颈缩前〕和局部伸长〔颈缩后，因此可以用延长率和断面收缩率来度量材料的塑性。7、缺口对材料的性能有哪些影响？为什么缺口冲击韧性被列为材料常规性能的五大指标之一？它和断裂韧性有何关系？答：影响：1、产生应力集中；2、引起三向应力状态，使材料变脆；3、由应力集中带来应变集中；4、使缺口四周的应变速率增高。缘由：测量简便快速，综合了缺口、低温及高应变速率这三个因素的影响，能够评定材料的冷脆倾向。二者在低温下有确定的对应关系。缺口冲击韧性为什么被列为材料常规性能的五大指标之一，怎样正确理解冲击韧性的功能：(a)它是把握工艺的性能指标；(b)它是服役性能指标；(c)两者兼而有之，但要具体分?冲击韧性能理解为材料抵抗冲击载荷而不发生破坏的力气吗?规力学性能。缺口冲击韧性用于把握材料的冶金质量和铸造、锻造、焊接及热处理等热加工工艺的质量。厂里所规定的冲击韧性值是用来检验材料的冶金质量和热加工工艺是否正常，而不是作为使用性能或服役性能的指标提出的。它是用来评定材料的冷脆倾向。评定脆断倾向的标准常常是和材料的具体服役条件但应理解为和具体服役条件有关的性能指标。冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用下断裂的力气不发生破坏的力气。1、某汽车弹簧，在未装满载时已变形到最大位置，缺载后可完全恢复到原来状态；另一汽车弹簧，使用一段时间后，觉察弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及转变措施。答：第一种故障主要是材料的刚度〔弹性模量〕缺乏，抵抗弹簧变形力气不够；〔1〕〔2〕其次种故障主要是材料的弹性极限偏低所致；〔1〕更换弹性极限高的材料〔2〕对材料进展适当热处理3.材料M比材料N的高温蠕变极限、长期强度以及长期塑性都高，而且表现出高温“强韧化”特点。请在蠕变曲线图上画出材料M和材料N的相对位置，并做以说明。答：材料M和N的应力－应变曲线示意图如下。横坐标为应变值；纵坐标为应力值，材料M在断裂时的最大应力值大于材料N，也就是，材料M的强度比材料N要大。材料M，在应力－应变曲线上有明显的塑性变形阶段，而材料N到达最大应力值时就断裂了，说明材料M的塑性较好。22.5mm200mm2023N2.2mm,试计算：(1)杆的最终长度；(2)S与真应变；(3)在该载荷作用下的条件应力与条件应变。答 ：

AA0＝ A ×100%=0

d2d20d2 ×100%=0

2.522.222.52 ×100%=22.56% =1=29.13%最终杆长：l=l0(1+ )=200×〔1+29.13%〕25826mm(备注：也可利用体积不变定律计算)F 2023N(2)S=A=1/4**2.22*mm2

=526.13Mpalln(1)=ln(129.13%)ln258.26

2556 〔或

lnl= 0＝200 =25.56%〕(3)

FA 0

2023N1/4**2.52*mm2=407.44Mpa(或 S=1