【正文】 應(yīng)力比r（或平均應(yīng)力）的影響：Forman提出：殘余壓應(yīng)力因會減小r,使降低和升高，對疲勞壽命有利；而殘余拉應(yīng)力因會增大r，使升高和降低，對疲勞壽命不利。疲勞圖建立：這種圖的縱坐標(biāo)以或表示，橫坐標(biāo)以表示。通常是用工程作圖法，由疲勞圖求得各種不對稱循環(huán)的疲勞極限。其斷口比疲勞區(qū)粗糙，脆性材料為結(jié)晶狀斷口，韌性材料為纖維狀斷口。特征是：斷口比較光滑并分布有貝紋線。因此，ΔKth是疲勞裂紋不擴展的ΔK臨界值，稱為疲勞裂紋擴展門檻值。Qf=(Kf1)/（kt1）.其中Kt為理論應(yīng)力集中系數(shù)且大于一，Kf為疲勞缺口系數(shù)。ΔK是由應(yīng)力范圍Δσ和a復(fù)合為應(yīng)力強度因子范圍，ΔK=KmaxKmin=Yσmax√aYσmin√a=YΔσ√a. p105/p120da/dN:疲勞裂紋擴展速率，即每循環(huán)一次裂紋擴展的距離。應(yīng)力幅σa:σa=1/2(σmaxσmin) p95/p108平均應(yīng)力σm：σm=1/2(σmax+σmin) p95/p107應(yīng)力比r:r=σmin/σmax p95/p108疲勞源：是疲勞裂紋萌生的策源地，一般在機件表面常和缺口，裂紋，刀痕，蝕坑相連。詳見新P80/P931影響ＫＩＣ的冶金因素：內(nèi)因：學(xué)成分的影響；集體相結(jié)構(gòu)和晶粒大小的影響；雜質(zhì)及第二相的影響；顯微組織的影響。但是當(dāng)塑性區(qū)較大時，即屬于大范圍屈服或整體屈服時，這個結(jié)果是不適用的。最簡單而適用的修正方法是在計算KI時采用“有效裂紋尺寸”，即以虛擬有效裂紋代替實際裂紋，然后用線彈性理論所得的公式進行計算。影響塑性區(qū)大小的因素有：裂紋在厚板中所處的位置，板中心處于平面應(yīng)變狀態(tài)，塑性區(qū)較??；板表面處于平面應(yīng)力狀態(tài)，塑性區(qū)較大。答： K判據(jù)解決了經(jīng)典的強度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷的原因。因此無法用應(yīng)力判據(jù)處理這一問題。答： 低應(yīng)力脆斷的原因：在材料的生產(chǎn)、機件的加工和使用過程中產(chǎn)生不可避免的宏觀裂紋，從而使機件在低于屈服應(yīng)力的情況發(fā)生斷裂。將的臨界值記作，稱斷裂韌度，表示材料阻止裂紋失穩(wěn)擴展時單位面積所消耗的能量，其單位與相同，MPa為平面應(yīng)力斷裂韌度，表示在平面應(yīng)力條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。P89/P101裂紋擴展Ｊ判據(jù)： ，只要滿足上述條件，裂紋（或構(gòu)件）就會斷裂。裂紋擴展K判據(jù)：裂紋在受力時只要滿足 ，即使存在裂紋，若 也不會斷裂?！綪68】小范圍屈服： 塑性區(qū)的尺寸較裂紋尺寸及凈截面尺寸為小時（小一個數(shù)量級以上），這就稱為小范圍屈服。第四章 金屬的斷裂韌度 名詞解釋低應(yīng)力脆斷：高強度、超高強度鋼的機件 ，中低強度鋼的大型、重型機件在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂。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)。焊接容易在焊縫處形成粗大金相組織氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、錯邊、咬邊等缺陷，增加裂紋敏感度，增加材料的脆性，容易發(fā)生脆性斷裂。因為 晶界是裂紋擴展的阻力，晶粒細(xì)小，晶界總面積增加，晶界處塞積的位錯數(shù)減 少，有利于降低應(yīng)力集中；同時晶界上雜質(zhì)濃度減少，避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。 從微觀機制來看低溫脆性與位錯在晶體點陣中運動的阻力有關(guān)，當(dāng)溫度降低時，位錯運動阻力增大，原子熱激活能力下降，因此材料屈服強度增加。通常取結(jié)晶區(qū)面積占整個斷口面積50%時的溫度為，并記為50%FATT，或FATT50%，t50。含義見上面。此即為試樣變形和斷裂所消耗的功，稱為沖擊吸收功，以表示，單位為J。（1）滲碳層的硬度分布；（2）淬火鋼；（3）灰鑄鐵；（4）鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體；（5）儀表小黃銅齒輪；（6）龍門刨床導(dǎo)軌；（7）滲氮層；（8）高速鋼刀具；（9）退火態(tài)低碳鋼；（10）硬質(zhì)合金。缺點：壓痕較小，代表性差；若材料中有偏析及組織不均勻等缺陷，則所測硬度值重復(fù)性差，分散度大；此外用不同標(biāo)尺測得的硬度值彼此沒有聯(lián)系，不能直接比較。布氏硬度優(yōu)點：實驗時一般采用直徑較大的壓頭球，因而所得的壓痕面積比較大?！綪49 P57】原理布氏硬度：用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，計算單位面積所承受的試驗力。光滑試樣軸向拉伸試驗：截面上無應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力分布均勻，僅在頸縮時發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)改變。為了評定不同金屬材料的缺口變脆傾向，必須采用缺口試樣進行靜載力學(xué)性能試驗。四．試述脆性材料彎曲試驗的特點及其應(yīng)用。彎曲 彎曲試樣形狀簡單，操作方便；不存在拉伸試驗時試樣軸線與力偏斜問題，沒有附加應(yīng)力影響試驗結(jié)果，可用試樣彎曲撓度顯示材料的塑性；彎曲試樣表面應(yīng)力最大，可靈敏地反映材料表面缺陷。 塑性變形抗力和切斷強度較低的塑性材料。 （9）HRB——材料的洛氏硬度【P52 P61】 （6）NSR——材料的缺口敏感度【P47 P55】 （2）σｂｂ——材料的抗彎強度【P42 P50】 （8）肖氏硬度——采動載荷試驗法，根據(jù)重錘回跳高度表證的金屬硬度?！綪44 P53】（3）缺口敏感度——缺口試樣的抗拉強度σbn的與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強度σb 的比值，稱為缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 論述格雷菲斯裂紋理論分析問題的思路，推導(dǎo)格雷菲斯方程，并指出該理論的局限性。為什么脆性斷裂最危險？【P21】答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有一個緩慢的撕裂過程，在裂紋擴展過程中不斷地消耗能量；而脆性斷裂是突然發(fā)生的斷裂，斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形，沒有明顯征兆，因而危害性很大。組織雖然改變了，原子的本性和晶格類型未發(fā)生改變，故彈性模量對組織不敏感。：具有一定韌性的金屬材料當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟赛c時，沖擊吸收功明顯下降，斷裂方式由原來的韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔?，這種現(xiàn)象稱為韌脆轉(zhuǎn)變：理想的彈性體是不存在的，多數(shù)工程材料彈性變形時，可能出現(xiàn)加載線與卸載線不重合、應(yīng)變滯后于應(yīng)力變化等現(xiàn)象,稱之為彈性不完整性。是解理臺階的一種標(biāo)志。6．塑性：金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久（塑性）變形的能力。2．滯彈性：金屬材料在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象稱為滯彈性，也就是應(yīng)變落后于應(yīng)力的現(xiàn)象。1彈性比功：金屬材料吸收彈性變形功的能力，一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。5．解理刻面：這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。：解理臺階沿裂紋前端滑動而相互匯合,同號臺階相互匯合長大,當(dāng)匯合臺階高度足夠大時,便成為河流花樣。沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴展，多數(shù)是脆性斷裂。合金化、熱處理、冷塑性變形等能夠改變金屬材料的組織形態(tài)和晶粒大小，但是不改變金屬原子的本性和晶格類型。 試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。上述斷口三區(qū)域的形態(tài)、大小和相對位置，因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以及試驗溫度、加載速率和受力狀態(tài)不同而變化。（1）應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)——絕大多