工程材料力学性能(束德林)-第三版-课后题答案

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1、工程材料力学性能课后题答案第三版（束德林）第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。（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。（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）循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。（4）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。（5）解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称

2、为解理刻面。（6）塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。脆性：指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。（7）解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。（8）河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。（9）解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。（10）

3、穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。（11）韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变。2、说明下列力学性能指标的意义。答：（1）E（G）分别为拉伸杨氏模量和切边模量，统称为弹性模量表示产生100％弹性变所需的应力。（2）sr规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。s0.2名义屈服强度（点），对没有明显屈服阶段的塑性材料通常以产生0.2％的塑性形变对应的

4、应力作为屈服强度或屈服极限。σr0.2规定残余伸长率为0.2％时的应力。σs—材料的屈服强度，用应力表示材料的屈服点或下屈服点，表征材料对微量塑性变形的抗力。σb—抗拉强度，即金属试样拉断过程中最大力所对应的应力，表征金属材料所能承受的最大拉伸应力。ReH上屈服强度ReL下屈服强度屈服强度是表示材料对微量塑性变形的抗力。Rp0.2规定塑性延伸率为0.2％时的应力。Rr0.2规定残余延伸率为0.2％时的应力。Rt0.5规定总延伸率为0.5％时的应力。（3）Rm抗拉强度，只代表金属材料所能承受的最大拉伸应力，表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。（4）n应变硬化指数

5、，反映金属材料抵抗均匀塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。（5）A断后伸长率，是试样拉断后标距的残余伸长（Lu-L0）与原始标距L0之比的百分率。表征金属材料断裂前发生塑性变形的能力。A11.3原始标距L0=10d0的试样的断后伸长率。27A50mm表示原始标距为50mm的断后伸长率。Agt最大力总延伸率，它是金属材料拉伸时产生的最大均匀塑性变形量。Z断面收缩率，它是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积之比的百分率。3、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：弹性模量主要取决于金属原子

6、本性和晶格类型。由于合金化、热处理（显微组织）、冷塑性变形对弹性模量的影响较小，因而金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。4、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，你会选择哪种材料用作机床床身？为什么？答：选择灰铸铁，因为作为机床床身材料必须要求循环韧性高，以保证机器的稳定运转。灰铸铁中含有不易传送弹性机械振动的石墨，具有很高的循环韧性。5、试述多晶体金属产生明显屈服的条件，并解释bcc金属及其合金与fcc金属及其合金屈服行为不同的原因。答：产生屈服的条件：①材料变形前可动位错密度较小。②随塑性变形发生，位错能快速增殖。③位错运动速率

7、与外加应力有强烈依存关系。bcc金属的位错运动速率应力敏感指数数值较低，而此数值越低，则为使位错运动速率变化所需的应力变化越大，则屈服现象越明显，而fcc的此数值较高，故屈服现象不明显。6、试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？答：从退火低碳钢、中碳钢及高碳钢的拉伸力—伸长曲线图上可以明显看出，三种不同钢种的拉伸力—伸长曲线图有区别，可以看出退火低碳钢的屈服现象最明显，其次是退火中碳钢，而高碳钢几乎看不到屈服现象。但根据条件屈服强度可以判断出随着碳含量的增加，屈服强度在提高。这主要是因为随着碳含量的增加，碳原子对基体的强化

8、作用越来越强，阻碍了位错