材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)資料-文庫吧
2025-04-02 03:17 本頁面
【正文】 中材料變形速度的快慢。通常情況下，塑性變形速度越快，變形后的材料儲能越高，應(yīng)變硬化率越高。這樣造成材料本體硬度提高，力學(xué)中的抗拉強(qiáng)度會相對高一些，耐磨性能也好一些。加工硬化可以使屈服強(qiáng)度增加，但不能改變抗拉強(qiáng)度金屬的抗拉強(qiáng)度其實就是抵御外力、不讓內(nèi)部由于各種原因產(chǎn)生的裂紋發(fā)生擴(kuò)展的能力。這個涉及到了材料的斷裂韌性。凡是提高或降低材料斷裂韌性的措施或手段會會相應(yīng)提高或降低材料的抗拉強(qiáng)度。如（1）加入高強(qiáng)的分散均勻、界面結(jié)合良好的細(xì)長纖維第二相（金屬中加入高強(qiáng)陶瓷纖維）；（2）或采取措施誘發(fā)產(chǎn)生應(yīng)力誘導(dǎo)的體積發(fā)生膨脹的相變過程使得裂紋前端壓應(yīng)力成分增加（如氧化鋁中加入氧化鋯）；（3）加入極細(xì)的彌散分布硬顆粒，使得裂紋的擴(kuò)展不沿直線而沿曲線傳播（金屬中加入碳化鈦或氮化鈦）；（4）裂紋前端擴(kuò)展時盡可能地發(fā)生較大的塑性變形，不過這與所述的金屬的本性有關(guān)二、 簡答題、計算方法和優(yōu)缺點。 答：洛氏硬度試驗方法的原理是以一定的壓力（600N、1000N、1500N）將頂角為1200的金剛石圓錐體壓頭或直徑為1/鋼球壓入試樣表面，以殘留于表面的壓痕深度e來表示材料的硬度。 洛氏硬度的計算方法為：（1）對以金剛石圓錐體為壓頭、總試驗力為1500N的C標(biāo)尺，有HRC=100e/；（2）對以鋼球為壓頭、總試驗力為600N和1000N的A和B標(biāo)尺，有HRA(B)=130e/。 洛氏硬度試驗的優(yōu)點是：（1）因有硬質(zhì)、軟質(zhì)兩種壓頭，故適于各種不同硬質(zhì)材料的檢驗，不存在壓頭變形問題。（2）因為硬度值可從硬度機(jī)的表盤上直接讀出，故測定洛氏硬度更為簡便迅速，工效高。（3）對試件表面造成的損傷較小，可用于成品零件的質(zhì)量檢驗。（4）因加有預(yù)載荷，可以消除表面輕微的不平度對試驗結(jié)果的影響。 洛氏硬度的缺點是：（1）洛氏硬度存在人為的定義，使得不同標(biāo)尺的洛氏硬度值無法相互比較，不像布氏硬度可以從小到大統(tǒng)一起來。（2）由于壓痕小，所以洛氏硬度對材料組織的不均勻性很敏感，測試結(jié)果比較分散，重復(fù)性差，因而不適用具有粗大組成相(如灰鑄鐵中的石墨片)或不均勻組織材料的硬度測定。2）什么是低溫脆性？并闡述低溫脆性的物理本質(zhì)。 答：材料因溫度的降低由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔眩瑳_擊吸收功明顯下降，斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫恚瑪嗫谔卣饔衫w維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀的現(xiàn)象，稱為低溫脆性或冷脆。 低溫脆性是材料屈服強(qiáng)度隨溫度的下降而急劇增加、但材料的斷裂強(qiáng)度σf卻隨溫度變化較小的結(jié)果。 3）切口沖擊韌性實驗?zāi)茉u定那些材料的低溫脆性？哪些材料不能用此方法檢驗和評定？局限性？答：切口沖擊韌性實驗?zāi)芫C合評定缺口、低溫和高應(yīng)變速率對對材料脆化的影響。塑性很好的材料及表面光滑無裂紋的材料不能用此方法檢驗和評定。 局限性表現(xiàn)在材料的沖擊韌性是定性的，無法用理論公式確定，而且，對缺口、材料缺陷敏感，不能定量研究。4）從宏觀和微觀分析為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，有些沒有？答：宏觀上，體心立方中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，高強(qiáng)度度結(jié)構(gòu)鋼在很寬的溫度范圍內(nèi)，沖擊功都很低，沒有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。面心立方金屬及其合金一般沒有韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。 微觀上，體心立方金屬中位錯運動的阻力對溫度變化非常敏感，位錯運動阻力隨溫度下降而增加，在低溫下，該材料處于脆性狀態(tài)。而面心立方金屬因滑移系較多，對溫度不敏感，故一般不顯示低溫脆性。5）材料的厚度或截面尺寸對材料的斷裂韌性有什么影響？在平面應(yīng)變斷裂韌性KIC的測試過程中，為了保證裂紋尖端處于平面應(yīng)變和小范圍屈服狀態(tài)，對試樣的尺寸有什么要求？答：材料的斷裂韌性隨材料厚度或截面尺寸的增加而減小，因此為保證裂紋尖端處于平面應(yīng)變和小范圍屈服狀態(tài)，對試樣在z向的厚度B、在y向的寬度W與裂紋長度a之差（即Wa，稱為韌帶寬度）和裂紋長度a設(shè)計成如下尺寸：6）高周疲勞與低周疲勞的區(qū)別是什么？并從材料的強(qiáng)度和塑性出發(fā)，分析應(yīng)如何提高材料的抗疲勞性能？ 答：高周疲勞是指小型試樣在變動載荷（應(yīng)力）試驗時，疲勞斷裂壽命高于105周次的疲勞過程。高周疲勞試驗是在低載荷、高壽命和控制應(yīng)力下進(jìn)行的疲勞。而低周疲勞是在高應(yīng)力、短壽命、控制應(yīng)變下進(jìn)行的疲勞過程。 對高周疲勞，由于承受的載荷較小、常處于彈性變形范圍內(nèi)，因而材料的疲勞抗力主要取決于材料強(qiáng)度。于是提高的材料就可改善材料的高周疲勞抗力。 而對低周疲勞，承受的載荷常大于材料的屈服強(qiáng)度、處于塑性變形內(nèi)，因而材料的疲勞抗力主要取決于材料的塑性。于是增加材料的塑性，可提高材料的低周疲勞抗力。7）敘述區(qū)分高強(qiáng)鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂與氫致滯后斷裂的方法。 答：應(yīng)力腐蝕與氫致滯后斷裂，雖然都是由于應(yīng)力和化學(xué)介質(zhì)共同作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象，但可通過以下的方法進(jìn)行區(qū)分
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