【正文】 HV或者 HK （ 5）儀表小黃銅齒輪 HV （ 6）龍門刨床導(dǎo)軌 HS（肖氏硬度）或 HL(里氏硬度 ) （ 7）滲氮層 HV （ 8）高速鋼刀具 HRC （ 9）退火態(tài)低碳鋼 HB （ 10）硬質(zhì)合金 HRA 9 愛學(xué)習(xí)論壇 : 第三章 材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能 一、解釋下列名詞 （ 1）沖擊韌度 —材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。 二、說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義 （ 1） AK——材料的沖擊吸收功 AKV (CVN) 和 AKU——V型缺口和 U型缺口試樣測(cè)得的沖擊吸收功 （ 2） FATT50——結(jié)晶區(qū)占整個(gè)端口面積 50%是的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 （ 3） NDT——以低階能開始上升的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 （ 4） FTE——以低階能和高階能平均值對(duì)應(yīng)的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 （ 5） FTP——高階能對(duì)應(yīng)的溫度 三、 J積分的主要優(yōu)點(diǎn)是什么 ?為什么用這 種方法測(cè)定低中強(qiáng)度材料的斷裂韌性要比一般的 KIC測(cè)定方法其試樣尺寸要小很多？ 答案： J 積分有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是可以用來測(cè)定低中強(qiáng)度材料的 KIC。當(dāng)試樣裂紋繼續(xù)擴(kuò)展時(shí)，進(jìn)入平面應(yīng)力的穩(wěn)定擴(kuò)展階段，此時(shí)的 J 不再單獨(dú)是材料的性質(zhì)，還與試樣尺寸有關(guān)。 tk稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 原因： 這是因?yàn)榕衫?duì)其屈服強(qiáng)度的影響占有很大比重，而派拉力是短程力，對(duì)溫度很敏感，溫度降低 時(shí)，派拉力大幅增加，則其強(qiáng)度急劇增加而變脆。 （ 4）小范圍屈服：塑性尺寸較裂紋尺寸及凈截面尺寸為小，小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的屈服。在形成疲勞裂紋之后，裂紋慢速擴(kuò)展，形成貝殼狀或海灘狀條紋。總之，一個(gè)典型的疲勞斷口總是由疲勞源，疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和最終斷裂區(qū)三部份構(gòu)成。 塑性區(qū)尺寸較裂紋尺寸 a 及靜截面尺寸為小時(shí)（小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上），即在所謂的小范圍屈服 裂紋的應(yīng)力場強(qiáng)度因子與其斷裂韌度相比較，若裂紋要失穩(wěn)擴(kuò)展脆斷，則應(yīng)有： 這就是斷裂 K判據(jù)。 意義： KC平面應(yīng)力斷裂韌度（薄板受力狀態(tài)） KIC平面應(yīng)變斷裂韌度（厚板受力狀態(tài)） 13 愛學(xué)習(xí)論壇 : ，材料的 =1200MPa， KIc=115MPa*m1/2，探傷發(fā)現(xiàn)有 20mm長的橫向穿透裂紋，若在平均軸向拉應(yīng)力 900MPa 下工作，試計(jì)算 KI 及塑性區(qū)寬度 R0，并判斷該件是 否安全？ 解：由題意知穿透裂紋受到的應(yīng)力為 ζ=900MPa 根據(jù) ζ/，確定裂紋斷裂韌度 KIC是否休要修正 因?yàn)?ζ/=900/1200=，所以裂紋斷裂韌度 KIC需要修正 對(duì)于無限板的中心穿透裂紋，修正后的 KI為： KI( （ MPa*m1/2） 塑性區(qū)寬度為： 比較 K1與 KIc： (mm) 因?yàn)?K1=（ MPa*m1/2） KIc=115（ MPa*m1/2） 所以： K1KIc ，裂紋會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展 , 所以該件不安全。 二．意義 ζ1：疲勞強(qiáng)度。 η1：對(duì)稱扭轉(zhuǎn)疲勞極限。 只有在特定的合金成分與特定的介質(zhì)相組合時(shí)才會(huì)造成應(yīng)力腐蝕。 應(yīng)力腐蝕的主裂紋擴(kuò)展時(shí)常有分枝。 四、如何識(shí)別氫脆與應(yīng)力腐蝕？ 答案：氫脆和應(yīng)力腐蝕相比，其特點(diǎn)表現(xiàn)在： 實(shí)驗(yàn)室中識(shí)別氫脆與應(yīng)力腐蝕的一種辦法是，當(dāng)施加一小的陽極電流，如使開裂加速，則為應(yīng)力腐蝕；而當(dāng)施加一小的陰極電流，使開裂加速者則為氫脆。 大多數(shù)的氫脆斷裂 (氫化物的氫脆除外 )，都表現(xiàn)出對(duì)溫度和形變速率有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系。表示材料阻止疲 勞裂紋開始擴(kuò)展的性能。 疲勞裂紋擴(kuò)展的塑性鈍化模型 (Laird模型 )： 圖中 (a),在交變應(yīng)力為零時(shí)裂紋閉合。 圖 (d)，當(dāng)應(yīng)力變?yōu)閴嚎s應(yīng)力時(shí)，滑移方向也改變了，裂紋尖端被壓彎成 “耳狀 ”切口。 17 愛學(xué)習(xí)論壇 : 金屬材料在恒定應(yīng)變范圍循環(huán)作用下，隨循環(huán)周次增加其應(yīng)力逐漸減 小，即為循環(huán)軟化。 退火狀態(tài)的塑性材料往往表現(xiàn)為循環(huán)硬化，加工硬化的材料表現(xiàn)為循環(huán)軟化。 低周疲勞的應(yīng)變 壽命曲線如圖 534，曼森 柯芬等分析了低周疲勞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了低周疲勞壽命的公式： f 請(qǐng)結(jié)合該公式，分析圖 534 的變化規(guī)律，指出低周疲勞和高周疲勞的什么起主導(dǎo)作用，選材時(shí)應(yīng)分別以什么性能為主？ 答 ：低周疲勞壽命的公式由彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變兩部分對(duì)應(yīng)的壽命公式組成，其對(duì)應(yīng)的公式分別為： f 將以上兩公式兩邊分別取對(duì)數(shù)，在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，上兩公式就變成了兩條直線， 18 愛學(xué)習(xí)論壇 : 分別代表彈性應(yīng)變幅 壽命線和塑性應(yīng)變幅 壽命線。 第六章 金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂 一、名詞解釋 應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。此時(shí)，氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)壓力很大足以將金 屬局部撕裂，而形成微裂紋。 K1scc：應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場強(qiáng)度因子。 金屬間互溶程度越小，晶體結(jié)構(gòu)不同，原子尺寸差別較大，形成化合物傾向較大的金屬，構(gòu)成摩擦副時(shí)粘著磨損就較輕微。在大氣環(huán)境下這些脫落物被氧化成氧化物磨屑，由于兩摩擦表面的緊密配合，磨屑不易排出，這些磨屑起著磨料的作用，加速了微動(dòng)磨損的過程。 第七章 磨損：機(jī)件表面相互接觸并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑，使表面材料逐漸損失、造成表面損傷的現(xiàn)象。 粘著點(diǎn)從軟的一方被剪斷轉(zhuǎn)移到硬的一方金屬表面，隨后脫落形成磨屑 舊的粘著點(diǎn)剪斷后，新的粘著點(diǎn)產(chǎn)生，隨后也被剪斷、轉(zhuǎn)移。 改善潤滑條件，降低表面粗糙度，提高氧化膜與機(jī)體結(jié)合力都能降低粘著磨損。 當(dāng)馬氏體含碳量在 ~%時(shí)，接觸疲勞壽命最高。 表面形成一層極薄的殘余奧氏體層，因表面產(chǎn)生微量塑性變形和磨損，增加 22 愛學(xué)習(xí)論壇 : 了接觸面積，減小了應(yīng)力集中，反而增加了接觸疲勞壽命。 接觸應(yīng)力低，表面粗糙度對(duì)疲勞壽命影響較大 接觸應(yīng)力高，表面粗糙度對(duì)疲勞壽命影響較小 兩個(gè)接觸滾動(dòng)體的硬度和裝配質(zhì)量等都應(yīng)匹配適當(dāng)。 該指標(biāo)與常溫下的屈服強(qiáng)度相似。 (t)下和實(shí)驗(yàn)時(shí)間 (η)內(nèi)，是試樣產(chǎn)生的蠕變總伸長率 (δ)不超過 23 愛學(xué)習(xí)論壇 : 規(guī)定的最大值 ζtδ/η。 （一）合金化學(xué)成分的影響 耐熱鋼及合金的基體材料一般選用熔點(diǎn)高、自擴(kuò)散激活能大或?qū)渝e(cuò)能低的金屬及合金。 正火溫度較高，促使碳化物較充分而均勻地溶入奧氏體 回火溫度應(yīng)高于使用溫度 100~150℃ 以上，以提高其在使用溫度下的組織穩(wěn)定性。） 結(jié)合等強(qiáng)溫度分析晶粒大小對(duì)金屬材料高溫力學(xué)性能（韌脆變化、斷裂路徑、蠕變極限和持久強(qiáng)度極限）的影響。 原因：溫 度升高時(shí)晶粒強(qiáng)度和晶界強(qiáng)度都降低，但晶界強(qiáng)度降低較快。 第九章 銀紋：非晶態(tài)聚合物的某些薄弱區(qū)，因拉應(yīng)力塑性變 形，在其表面和內(nèi)部出現(xiàn)閃亮的、細(xì)長形的 “類裂紋 ”銀紋。彈性模量比其他狀態(tài)的大，無彈性滯后。室溫下處于高彈態(tài)的聚合物稱為橡膠。 高彈性與交聯(lián)度有關(guān) 交聯(lián)少 產(chǎn)生塑性變形 交聯(lián)多 彈性下降，彈性模量和硬度增加。 熱震損傷：陶瓷材料在熱沖擊循環(huán)作用下，材料先出現(xiàn)開裂、剝落，然后碎裂和變質(zhì)，終至整體破壞，稱之為熱震損傷。 晶粒長寬比增加，斷裂韌度增加。 簡述陶瓷材料的耐磨性的特點(diǎn)。這使得其耐