低温工程材料复习专题.doc

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1、低温工程材料复习题1、疲劳失效断口有何特点？有两个明显的部分组成，一部分是疲劳裂纹扩展的部分，叫疲劳破坏范围，其特征是经过磨擦而较为光滑，晶粒较细，有时呈瓷状，甚至可以观察到若弧形或放射形的特征，有时能发先疲劳源中心及疲劳源数目。另一部分是突然断裂部分，叫瞬时脆性破坏范围，断口呈光亮的结晶状或纤维状，晶粒较粗，有一明显分界线，称疲劳前沿线。2、简述冲击韧性及其工程意义？冲击韧性是材料抵抗冲击性外力而不破坏的能力，其值通过在冲击实验机上的摆锤试验测量一次冲断时的冲击功来确定。它反映了材料承受动外力的能力。受材料的强度•塑性的综合影响。冲击韧性实验方法能灵敏反映金属的破坏趋势和韧性，因此

2、被广泛应用于产品质量的检验。3、何为无槊性或零數性转变温度?答：铁素体结构钢的韧性随温度下降而降低，当温度降到某一值时，达到临界点，此时断口完全呈结晶状脆性断裂状态，这一温度称为无塑性转变温度，是以下阶能开始上升的温度定义的韧脆转变温度，表征含有小裂纹的钢材在动态加载屈服应力下发生脆断的最高温度。4、简述冲击试样冲断后，其断口形貌?在冲击力作用下，试样的断裂过程也和静拉伸一样，仍然表现为弹性变形、塑性变形和断裂。其不同点仅在于变形速度。由于冲击速度快，塑性变形跟不上，使其变形不能完全进行，集中在某些局部，这种影响也涉及到试样的断裂过程。典型冲击试样断口的宏观形态,一般分为三个区域%1

3、纤维区：冲击试样缺口底部在冲击时受拉应力作用，裂纹就在其根部中间或稍离缺口表面处萌生。对塑性较好的材料，裂纹一般沿两侧和深度方向稳态扩展，中间部分较深，形成脚跟形（也称为指甲形）的纤维区域。其宏观断口特征为无光泽的暗灰断口。%1放射区：当纤维区内的裂纹长大到一定尺寸后（即临界裂纹尺寸）。裂纹开始快速失稳扩展，形成放射区。其断口形貌特征是以纤维区为中心呈放射花样。%1剪切唇区：它在断裂的最后阶段形成。断口特征为表面光滑，与拉应力成约45度角唇口。5、简述钢的常用强化方式?（1）•固溶强化，置换，间隙固溶体渗入金属晶格中，造成原子尺度效应，弹性模量效应，固溶体有序化强化⑵•析出强化，时效

4、硬化，沉淀硬化（3）•界面强化6、钢的韧性及其韧化方式？答：钢在冲击力的作用下抵抗断裂的能力称为韧性韧化方式：（1）细化晶粒和组织可同时提高钢的强度和韧性，故被广泛釆用（2）改善基体和强化相形态（3）引入韧性相（4）减少气体夹杂和控制夹杂的形态。7、叙述获得晶粒细化的方法?（1）在液态金属结晶时，提高冷却速度，增大过冷度，来促进白发形核。晶核数量愈多，则晶粒愈细。（2）在金属结晶时，有冃的地在液态金屈屮加入某些杂质，做为外來晶核，进行非自发形核，以达到细化晶粒的目的，此方法称为变质处理。这种方法在工业生产屮得到了广泛的应用。如铸铁屮加入硅、钙等。（3）在结晶过稈屮，采用机械振动、超声

5、波振动、电磁搅拌等，也可使晶粒细化。（1增大结晶过冷度即增大冷却速度，使形核率急剧增大，使金属晶粒细化2加入一些难熔或不熔的合金粉末可促进非均匀形核，以细化晶粒3增加逐渐中液态金属的流动与振动，不但可增加冷却速度还可冲断枝晶，增大形核率）8、简述解理断裂？1）解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂，即断裂面沿一定的晶面（即解理面）分离。解理断裂常见于体心立方和密扌非六方金属及合金，低温、冲击载荷和应力集中常促使解理断裂的发生。面心立方金屈很少发生解理断裂。（2）解理断裂通常是宋观脆性断裂，它的裂纹发展十分迅速，常常造成零件或构件灾难性的总崩溃。（3）断口特征：解理断裂断口的轮廓垂直

6、于最大拉应力方向。新鲜的断口都是晶粒状的，有许多强烈反光的小平面（称为解理刻面）。解理断口电了图像的主要特征是“河流花样”，河流花样中的每条支流都对应着一个不同高度的相互平行的解理面之间的台阶。解理裂纹扩展过程屮，众多的台阶相互汇合，便形成了河流花样。在河流的“上游”，许多较小的台阶汇合成较大的台阶，到“下游”，较大的台阶又汇合成更大的台阶。河流的流向恰好与裂纹扩展方向一致。所以人们可以根据河流花样的流向，判断解理裂纹在微观区域内的扩展方向。金属在低温条件下，其应力值达到一定的值时，便以极快的速度沿一定的结晶学平面发生断裂，断裂面平滑而光亮，这种断裂称解理断裂。9、简述脆性断裂、韧性

7、断裂宋观断口形貌?裂纹在工作应力下失稳扩展，由于材料的缺陷（断口有空洞缺口裂纹等）和应力集中导致材料发生低应力突然断裂，断口分三类为张开型，滑开型，撕开型。韧性断裂断口部位有明显的塑性变形如拉伸试样断口有明显颈缩，高温蠕变试样有明显伸长；脆性断裂端口无宏观塑性变形，断口表面相对较平整。答：（1）脆性断裂断口的宏观特征如下：断口上没有明显的宏观塑性变形；断口相对齐平并垂直于拉伸载荷方向；如果没有被腐蚀产物或赃物污染，表面经常呈现晶体学平面或晶粒的外形；断口的