材料力学性能

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1、第一章1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。金属材料的弹性比功取决于弹性模量和弹性极限。2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。3.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。4.弹性变形的实质：金属的弹性变形是晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反应。5.弹性极限óe：在应力-应变曲线中，

2、试件卸载后能恢复原状的最大应力。6.决定金属屈服强度的因素有哪些？答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。7.弹性模量的影响因素。(1)弹性模量主要决定于原子或分子本性和晶格类型。(2)合金化、热处理(获得不同的显微组织)、冷塑性变形对弹性模量的影响较小。(3)金属的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。温度、加载速率等外在因素对其影响也不大。8.单晶和多晶弹性模量的区别：单晶体金属的弹性模量在不同晶体学方向上是不一样的，表现出弹性各向异性；多

3、晶体金属的弹性模量为各晶粒弹性模量的统计平均值，呈现伪各向异性。8.正弹性后效：反弹性后效：9，塑性变形的主要方式:1)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。2)．孪生：指的是金属在切应力作用下，在金属晶体内部局部区域内，沿特定晶面和特定晶向进行的一个均匀切变过程。10.多晶体塑性变形的特点：1)各晶粒变形的不同时性和不均匀性；2)变形的相互协调性。11.屈服机理:(1)非均匀屈服的柯氏气团钉扎理论:α-Fe中，C、N原子与位错交互作用形成柯氏气团，钉扎位错，使位

4、错运动受阻——存在上屈服点。位错从柯氏气团摆脱钉扎后，可在低应力下进行运动——存在下屈服点。(2)非均匀屈服的位错塞积群理论:少量位错同向运动受阻，形成塞积群，导致材料要继续发生塑性变形必须加大外应力(上屈服点)；一旦障碍被冲破，继续发生塑性变形所需的外应力下降(下屈服点)。(3)金属材料塑性变形的应变速率与位错密度、位错运动速率及伯氏矢量成正比。12.应变强化：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。13.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以断裂的危害最大。14

5、.拉伸断口三要素：纤维区、放射区、剪切唇。15.断裂的分类(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。韧性断裂的断裂特点①断裂前发生明显宏观塑性变形ψ>5%，断裂面一般平行于最大切应力，并与主应力成45°，断口呈纤维状，暗灰色②断裂时的名义应力高于屈服强度③裂纹扩展慢，消耗大量塑性变形能(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。脆性断裂的断裂特点①断裂前不发生明显塑性变形ψ<5%，断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮

6、，常呈放射状或结晶状②断裂时材料承受的工作应力往往低于屈服强度—低应力断裂③裂纹扩展快速、突然。(二)穿晶断裂与沿晶断裂根据裂纹扩展途径进行的分类。1、穿晶断裂：裂纹穿过晶界。从宏观看，穿晶断裂可以是韧性或脆性断裂；两者有时可混合发生。2、沿晶断裂：裂纹沿晶扩展。从宏观看，沿晶断裂多数是脆性。(三)纯剪切断裂与微孔聚集、解理断裂根据断裂机理进行的分类。(1)剪切断裂：在切应力作用下，沿滑移面分离而造成的滑移面分离断裂。分纯剪切断裂和微孔聚集型断裂。(2)解理断裂：在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速

7、率沿一定晶体学平面(解理面)而产生的穿晶断裂。16.拉伸应力曲线:Oe弹性变形阶段、eAC不均匀塑性变形阶段CB均匀塑性变形阶段Bk不均匀集中塑性变形阶段k断裂课后习题．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？【P21】答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而

8、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。第二章1.应力状态软性系数α： 材料或工件所承受的最大切应力τmax和最大正应力σmax比值，表示它们的相对大小，α值越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越“软”，金属越容易产生塑性变形和韧性断裂，反之。α值越小，最大正应力分量越大，应力状态月“硬”，金属越不易产生塑性变形而易产生脆性断