工程材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)資料-文庫(kù)吧
2024-12-26 02:56 本頁(yè)面
【正文】 程中，當(dāng)外力超過(guò)屈服強(qiáng)度之后，塑性變形并不是像屈服平臺(tái)那樣連續(xù)流變下去，而需要不斷增加外力才能繼續(xù)進(jìn)行。這表明金屬材料有一種阻止塑brLGb ln ??LGb ??2/1yi k ??? ds ??性變形的能力。 應(yīng)變硬化指數(shù) 在金屬材料拉伸真應(yīng)力－應(yīng)變曲線上的均勻塑性變階段，應(yīng)力與應(yīng)變之間符合 Hollomon 關(guān)系式： S = ke? n— 應(yīng)變硬化指數(shù)，金屬材料抵抗繼續(xù)塑性變形的能力， 是表征金屬材料應(yīng)變硬化能力的性能指標(biāo)。 k— 硬化系數(shù)，真應(yīng)變等于 時(shí)的真實(shí)應(yīng)力 n=1 材料 為完全理想的彈性體， S 與 e 成正比關(guān)系。 n=0 s=k=常數(shù)，材料沒(méi)有應(yīng)變硬化能力。 應(yīng)變硬化在生產(chǎn)實(shí)際中的意義 *應(yīng)變硬化可使金屬零件具有抵抗偶然過(guò)載的能力， 保證安全。 *應(yīng)變硬化是工程上強(qiáng)化材料的重要手段。如 188 型不銹鋼，變形前 =196MPa，經(jīng)40%冷軋后， = 780～ 980MPa，屈服強(qiáng)度提高 3~4 倍。 *應(yīng)變硬化性能可以保證某些冷成形工藝，如冷拔線材和深沖成形等順利進(jìn)行。 磨損、腐蝕和斷裂是機(jī)件的三種失效形式 斷口三要素 纖 維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇 韌性斷 裂 ： 中、低強(qiáng)度鋼光滑圓柱試樣在室溫的靜拉伸斷裂就是典型的韌性斷裂，其宏觀斷口呈杯錐狀 脆性斷裂 斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形。脆性斷裂的斷裂面一般與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀 韌斷的特征 ： a) 伴隨塑性變形及能量吸收； b) 工件外形呈頸縮、彎曲及斷面收縮； c) 斷面一般平行于最大切應(yīng)力并與主應(yīng)力成 45176。 脆斷的特征 ： a) 斷裂時(shí)構(gòu)件承載的工作應(yīng)力并不高，通常不超過(guò)σ s，故又稱為低應(yīng)力脆斷。 b) 脆斷總是從構(gòu)件內(nèi)部存在的宏觀裂紋作為“源”開(kāi)始的。 c) 中 、低強(qiáng)度鋼脆斷常在低溫下發(fā)生，而高強(qiáng)鋼則不一定。 d) 斷口平整光亮，有金屬光澤，且與正應(yīng)力垂直，斷面上有人字或放射花紋。 解理裂紋的形成 位錯(cuò)塞積理論的要點(diǎn)：塑性變形→位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻→位錯(cuò)塞積→塞積頭應(yīng)力集中→如塞積頭處最大拉應(yīng)力σ fmax≥理論斷裂強(qiáng)度σ m→產(chǎn)生裂紋 解理斷裂的微觀斷口特征 1 解理斷裂：解理臺(tái)階、河流花樣、舌狀花樣、魚骨狀花樣（人字型花樣、二次裂紋 解理斷裂 ：沿一定的晶體學(xué)平面產(chǎn)生的快速穿晶斷裂。晶體學(xué)平面－－解理面，一般是低指數(shù)，表面能低的晶面。 微孔聚集斷裂的微觀特征 微孔聚集的過(guò)程亦有 兩種形式，一種是相鄰微孔成長(zhǎng)至互相接觸；另外是相距較大的微孔由于微孔之間的基體金屬發(fā)生變形 — 頸縮而引起微孔的聚集。 韌窩的大小與深淺，決定于材料斷裂時(shí)孔洞核心的數(shù)量、材料本身相對(duì)塑性和環(huán)境溫度。 解理和準(zhǔn)解理之間有聯(lián)系 共同點(diǎn)：都是穿晶斷裂；有小解理刻面；有臺(tái)階或撕裂棱及河流花樣。 區(qū)別：準(zhǔn)解理小刻面不是晶體學(xué)解理面；真正的解理裂紋常源于晶界，而準(zhǔn)解理裂紋則常源于晶內(nèi)硬質(zhì)點(diǎn)，形成從晶內(nèi)某點(diǎn)發(fā)源的放射狀河流花樣 E(G)彈性模量 σ b 抗拉強(qiáng)度 σ s 屈服強(qiáng)度 σ r 規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力 σ t 規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力 σ n— 應(yīng)變硬化指數(shù) 第二章 彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn) 金屬桿狀試樣承受彎矩作用后，其內(nèi)部應(yīng)力主要為正應(yīng)力。但桿截面上的應(yīng)力分布不均勻，表面最大，中心為零，且應(yīng)力方向發(fā)生變化。 1） 彎曲試驗(yàn)的試樣形狀簡(jiǎn)單，操作方便。常用于測(cè)定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼及硬質(zhì)合金等脆性與低塑性材料的強(qiáng)度和顯示塑性的差別。 2） 彎曲試驗(yàn)時(shí)可用試樣彎曲的撓度顯示材料的塑性。 3） 彎曲試驗(yàn)時(shí)，試樣的表面應(yīng)力最大，可較靈敏地反映材料的表面缺陷。常用來(lái)比較和鑒定滲碳層和表面淬火層等表面熱處理機(jī)件的質(zhì)量和性能。 試樣在彈 性范圍內(nèi)彎曲時(shí)，受拉側(cè)表面的最大彎曲應(yīng)力： M－最大彎矩： 三點(diǎn)彎曲 M=FLS/4 四點(diǎn)彎曲 M=Fl/2 W－試樣的抗彎截面系數(shù)： 圓形試樣 矩形試樣 缺口效應(yīng) 1：引起應(yīng)力集中，并改變?nèi)笨谇胺降膽?yīng)力狀態(tài)。對(duì)于脆性或低塑性材料，使其抗拉強(qiáng)度降低。 缺口效應(yīng) 2：使塑性材料強(qiáng)度增高，塑性降低 缺口敏感度：金屬材料對(duì)缺口的敏感性指標(biāo)用缺口試樣的抗拉強(qiáng)度σ bn 與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度σ b 的 比值作為材料的缺口敏感性指標(biāo)，稱為缺口敏感度 應(yīng)力狀態(tài)軟性系
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