材料热学力学性能

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1、材料热学力学性能AA*~?T・第一早脆性材料的断裂强度等于甚至低于弹性极限，因而断裂前不发生塑性形变。脆性材料的抗拉断裂强度低，但抗压断裂强度高。单位体积材料在断裂前所吸收的能量，也就是外力使材料断裂所做的功，称为金属的韧度或断裂应变能密度ut,它可能包含三部分能量，即弹性变形能、塑性变形能和断裂能。第二章零构建的刚度取决于两个因素：构件的几何和材料的刚度。表征材料刚度的力学性能指标是弹性模量。在加工过程中，应当提高材料的塑性，降低塑性变形抗力——弹性极限和屈服强度。P12弹性模量表明了材料对弹性变形的抗力，代表了材料

2、的刚度。总之，弹性模量是最稳定的力学性能参数，对合金成分和组织的变化不敏感。单晶体金属的弹性模量，其值在不同的结晶学方向上是不同的，也表现出各向异性。在原子间距较小的结晶学方向上，弹性模量的数值较高，反之较小。弹性比功：弹性应变能密度，指金属材料吸收变形功而又不发生永久变形的能力，是在开始塑性变形前单位体积金属所能吸收的最大弹性变形功，韧度指标。P17P21滑移面和滑移方向常常是金属晶体屮原子排列最密的晶面和晶向。金属浸提中的滑移系越多，其塑性可能越好。实用金属材料的塑性变形特点P22):1各晶粒塑性变形的非同时性和不

3、均一性2各晶粒塑性变形的相互制约性与协调性屈服效应、时效效应p231纯金属点阵阻力tp・n位错间交互作用阻力位错密度增加，临界应力也增加，所以屈服应力随之提高。因此，要提高屈服强度应增加晶体中的位错密度。晶界阻力■细晶强化Hall-patch公式，细化晶粒是提高金属屈服强度的有效方法。(25)2合金固溶强化形成间隙性或者置换型固溶体第二相强化聚合型，尺寸与基体晶粒尺寸出于同一数量级，强度取决于第二相对位错运动的阻力。弥散型，以细小弥散的质点均匀分布于基体相内，第二相通常是中间相，比基体■固溶体的硬度高的多。第二相质点的

4、强化作用主耍是因为质点的成分和性质不同于基体，在质点周围形成应力场，而这些局部应力场对位错运动作用有阻碍。但是，这种苏艾作用能够发生的条件，是位错能沿着第二相质点引起的应力场弯曲，从而能获得最小位能……1温度的影响：温度升高，屈服强度降低，但其变化趋势因不同晶格类型而异。如体心、密排、面心立方。2加载速度的影响：加载速度增大，金属的强度增高，但屈服强度的增高比抗拉强度的增高更为明显。3应力状态的影响：同一材料在不同的加载方式下，屈服强度不同。因为只有自由切应力才会使材料发生塑性形变。而不同应力状态下，材料中某一点所受的

5、切应力分量与止应力分量的比例不同，切应力分量越大，约有利于塑性变形,屈服强度越低。所以，三向不等拉伸>弯曲>拉伸>扭转。绝人多数金属在室温下屈服后，要使塑性变形继续进行，必须不断增大应力，在真应力■真应变曲线上表现为流变应力不断上升。Hollomon方程。均匀伸长率或均匀断血收缩率的大小表征金属产生最大均匀塑性变形的能力。p28）第三章p30扭转实验：采用圆柱形试件，在扭转机上进行。扭转屈服强度T0.3,和抗扭强度Tb,以及真抗扭强度tk,相对切应变?k。P31P32采用矩形或者圆柱形试件。实验时将试

6、件放在有一定跨度的支座上,施加一集屮载荷（三点弯曲）或二等值载荷（四点弯曲）。四点弯曲在两加载点之间试件受到等弯矩的作用，因此，试件通常在该长度内具有组织缺陷处发生断裂，能较好的反应材料性质，结果较为精确。但四点弯曲实验室必须注意加载的均衡。三点弯曲实验吋，试件总是在最大弯矩附近断裂。P-fmax弯曲图。第四章硬度值的大小不仅取决于材料的成分和显微组织，而且还取决于测量方法和条件。硬度测量简便，属于无损检测，可直接在零件上测定。主要测量有压入发、回调发和刻划法。常用压入法分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。用一定的压力将

7、淬火钢球或硬质合金球压头压入试样表面，保持规定的时间后卸除压力，于是在时间表面留下压痕，单位压痕表面积A上所承受的平均压力即为HB值。压痕面积大，能反映出较大范围内材料各组成相的综合平均性能，而不受个别相和微区不均匀性的影响。故其分散性小，重复性好。P40优缺点及应用p42（表面洛氏硬度测量极薄的工件和表面硬化层）但测量所用的压头为金刚石制成的四方角椎体。适用于表面硬化层和薄片材料。特点及应用p43第五章根据断裂前是否发生宏观的塑性变形，将断裂分成韧性断裂和脆性断裂。脆性断裂前不发牛塑性形变，而裂纹的扩展速度往往很快，

8、危害极大。P46总是沿着消耗能量最小，即原子结合力最弱的区域进行的，晶界不会开裂。降低晶界结合强度原因p50o理论断裂强度：由原子间结合力决定。存在着裂纹，当名义应力还很低时，裂纹尖端的局部应力己达到很高的数值，从而使裂纹快速扩展，并导致脆性断裂。1Zener-Stroh位错塞积理论2Cottrell位错反应理论p52-53延性断