《材料力学性能》复习提纲-陈艳.doc

《材料力学性能》复习提纲 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 1.拉伸变形过程； 可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形和断裂几个阶段。 2.弹性不完整性（滞弹性，包申格效应强化类型 强化机理 热稳定性 相图要求 高温使用情况 沉淀强化 溶质原子偏聚→超过固溶度→共格析出→分散粒子→阻碍位错运动。 热不稳定。时效有过程。欠时效→时效→过时效。 有 不能 弥散强化 外加分散粒子，无共格关系，阻碍位错运动。 热稳定的 无 能 (4) 提高强度，降低塑性，改善低碳钢的切削加工性能。 5.缩颈，抗拉强度； 抗拉强度： 定义：材料在静拉伸条件下的最大位伸应力。 缩颈现象： 韧性材料，变形集中于局部区域 应变硬化与截面减小共同作用的结果 塑性、脆性及韧性，塑性指标； 塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 均匀塑性变形 + 集中塑性变形 塑性指标 ①断后伸长率δ ②断面收缩率ψ ③?δ5 ?δ10 ④最大应力下总伸长率δgt 脆性：指材料收到外力时，其内部容易产生裂纹并破坏的性质 韧性：指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂的能力 静力韧度：金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。 7.机件的失效形式：磨损、腐蚀和断裂； 8.断裂的分类及各类断口特征，韧性断裂和脆性断裂的区别，哪种断裂更危险及其原因； 一、断裂的分类（P24看） (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。 断口特征三要素：纤维区、放射区、剪切唇。 纤维区：灰暗色，裂纹扩展速度慢； 放射区：裂纹扩散速度快，低能量撕裂，有放射线花样。 剪切唇：切断。杯状或锥状，表面光滑，与拉伸轴成45°角。 （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。 断裂前不发生明显塑性变形ψ5%，断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状； 韧性与脆性断裂比较 断裂类型 塑性变形 扩展速度 断口特征 材料 韧性断裂 明显 慢 灰黑色、纤维状 金属及高分子 脆性断裂 无 突然、快速 平齐光亮、放射状、结晶状 淬火钢,铸铁,陶瓷 格雷菲斯公式 是必要条件，能量判据。 为什么理论断裂强度与实际断裂强度在数值上有数量级的差别； 13.机械设计中最常用的两个强度指标为：屈服强度和抗拉强度； 14.碳含量对钢拉伸曲线的影响。 金属在其他静载荷下的力学性能 应力状态软性系数α (1) α越大就越易塑性变形，反之越易产生脆性断裂。 (2) 把α值较大的称做软的应力状态，α值较小的称做硬的应力状态。 压缩、弯曲、扭转试验的特点； 压缩试验的特点 (1) 单向压缩的应力状态软性系数α＝2。 (2) 拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂 2弯曲试验的特点 上表面为压应力，下表面为拉应力； 弯曲试验试样形状简单，造作方便 表面上应力最大可灵敏反映材料表面缺陷； 3扭转试验的特点 扭转的应力状态软性系数为0.8，易于显示塑性行为； 圆柱试样扭转时，整个长度上塑性变形是均匀的，没有颈缩现象； (3) 可敏感反映表面缺陷及硬化层性能； (4) 根据扭转试验可明确区分材料最终断裂方式是正断还是切断。 缺口效应（定义及由于缺口引起的两个效应），理论应力集中系数，缺口敏感度及其代表的意义； 缺口效应：缺口的存在，使得材料在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生改变 缺口的第一个效应：缺口造成应力集中。并改变了缺口前方的应力状态 缺口的第二个效应：缺口使塑性材料的强度增高，塑性降低。 理论应力集中系数Kt：表示缺口引起的应力集中程度。 缺口敏感度（NSR）：缺口试样的抗拉强度与等截面光滑试样抗拉强度的比值。 ------ 缺口试样拉伸强度 --------光滑试样拉伸强度 NSR越大缺口敏感性越小 (1) 脆性材料，NSR远小于1，形变强化非常小，对缺口非常敏感 (2) 高强度材料，NSR＜1，形变强化小，敏感 (3) 塑性材料，NSR＞1，形变强化大，不敏感 硬度的分类、符号表示方法、测试（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）原理\方法； 一、布氏硬度（HB） 1、测定方法及原理 压头有淬火钢球或硬质合金球。 压力将压头压入试样表面，保持规定的时间后卸除压力，试件表面留下压痕。 单位压痕表面积上所承受的平均压力即定义为布氏硬度值。 符号表示：压头为淬火钢球，HBS(布氏硬度小于450)；压头为硬质合金球(布氏硬度450~650)，HBW。 表