【正文】 (t)下和實驗時間 (τ )內，是試樣產生的蠕變總伸長率 (δ )不超過規(guī)定的最大值 σtδ/τ。 常溫下的穿晶斷裂轉變?yōu)檠鼐嗔选? 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。 三 、提高材料的蠕變抗力有哪些途徑 ? 答案：加入的合金元素阻止刃位錯的攀移，以及阻止空位的形成與運動從 而阻止其擴散。 ：在高溫長 時間載荷作用下不致產生過量塑性變形的抗力指標。 在一定硬度范圍內，接觸疲勞強度隨硬度的升高而增加，但并不保持正比線性關系。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，加速了微動磨損的過程。 磨損機理： 實際接觸點局部應力引起塑性變形，使兩接觸面的原子產生粘著。 第七章 金屬的磨損與耐磨性 一、 名詞解釋 ：機件表面相互接觸并產生相對運動，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、造成表面損傷的現象。 只有在特定的合金成分與特定的介質相組合時才會造成應力腐蝕。 因為氫致延滯斷裂的機理主要是氫固溶于金屬晶格中，產生晶格膨脹畸變，與刃位錯交互作用，氫易遷移到位錯拉應力處，形成氫氣團。 三、 如何識別氫脆與應力腐蝕？ 答：氫脆和應力腐蝕相比，其特點表現在： 實驗室中識別氫脆與應力腐蝕的一種辦法是，當施加一小的陽 極電流，如使開裂加速，則為應力腐蝕；而當施加一小的陰極電流，使開裂加速者則為氫脆。如果過飽和的氫未能擴散逸出，便聚集在某些缺陷處而形成氫分子。這兩方面的作用都能提高疲勞強度。當鋼的淬火組織中存在一定量的殘余奧氏體和貝氏體等韌性組織時，可以提高鋼的 thK? ，降低 dadN 。 （ 3） 瞬斷區(qū)是裂紋最后失穩(wěn)快速擴展所形成的斷口區(qū)域。 Kf=(σ 1)/(σ 1N) P102,103/p117 由實驗測定，測出不同過載應力水平和相應的開始降低疲勞壽命的應力循環(huán)周次，得到不同試驗點，連接各點便得到過載損傷界。 P96 2/122I mM P a168)( )/( ??? ?????saK ???? 1 2sI0 ??????????? ?? KR塑性區(qū)寬度：是疲勞區(qū)的最大特征，一般認為它是由載荷變動引起的，是裂紋前沿線留下的弧狀臺階痕跡。 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。 答： K判據解決了經典的強度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會產生低應力脆斷的原因。這說明經典的強度理論單純用應力大小來判斷受載的裂紋體是否破壞是不正確的。 它們都是 ? 型裂紋的材料裂紋韌性指標，但 CK 值與試樣厚度有關?！?P68】 ： 塑性區(qū)的尺寸較裂紋尺寸及凈截面尺寸小一個數量級以上 的屈服 ，這就稱為小范圍屈服。而面心立方金屬因位錯寬度比較大，對溫度不敏感，故一般不顯示低溫脆性。 低溫脆性是材料屈服強度隨 溫度降低而急劇增加，而解理斷裂強度隨溫度變化很小的結果。 影響材料低溫脆性的因素有（ P63， P73）： 1．晶體結構：對稱性低的體心立方以及密排六方金屬、合金轉變溫度高，材料脆性斷裂趨勢明顯，塑性差。沖擊吸收功不能真正代表材料的韌脆程度，但由于它們對材料內部組織變化十分敏感，而且沖擊彎曲試驗方法簡便易行，被廣泛采用。 缺口試樣的靜彎試驗則用來評定或比較結構鋼的缺口敏感度和裂紋敏感度。 洛氏 硬度 優(yōu)點：操作簡便，迅捷，硬度值可直接讀出；壓痕較小，可在工件上進行試驗；采用不同標尺可測量各種軟硬不同的金屬和厚薄不一的試樣的硬度，因而廣泛用于熱處理質量檢測。 五 、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實驗原理，并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗方法的優(yōu)缺點。 無論脆性材料或塑性材料，都因機件上的缺口造成兩向或三向應力狀態(tài)和應力集中而產生脆性傾向，降低了機件的使用安全性。 【 P49 P58】 （ 5）洛氏硬度 —— 采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度所表示的硬度 【 P51 P60】 。這種位錯結構在力學上是相當穩(wěn)定的，宏觀上表現為規(guī)定殘余伸長應力增加。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。 二、 說明下列力學性能指標的意義。 沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴展，多數是脆性斷裂。 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。 2．滯彈性：金屬材料在彈性范圍內快速加載或卸載后，隨時間延長產生附加彈性應變的現象稱為滯彈性，也就是應變落后于應力的現象。是解理臺階的一種標志。 ：在解理斷裂中具有低指數，表面能低的晶體學平面。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。 八 、 什么是包申格效應，如何解釋，它有什么實際意義 ? 包申格效應： 金屬材料經過預先加載產生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應力增加；反向加載，規(guī)定殘余伸長應力降低的現象。 第二章 金屬在 其他靜載荷下的力學性能 一、解釋下列名詞： （ 1）應力狀態(tài)軟性系數 —— 材料或工件所承受的最大切應力 τ max和最大正應力 σ max比值，即： ? ?32131m a xm a x ??? ????? ?? ??? 【 新書 P39 舊書 P46】 （ 2）缺口效應 —— 絕大多數機件的橫截面都不是均勻而無變化的光滑體，往往存在截面的急劇變化，如鍵槽、油孔、軸肩、螺紋、退刀槽及焊縫等，這種截面變化的部分可視為 “ 缺口 ” ，由于21212 ?????????????????? aEaE ssc ????缺口的存在，在載荷作用下缺口截面上的應力狀態(tài)將發(fā)生變化，產生所謂的缺口效應。 （ 9）里氏硬度 —— 采動載荷試驗法，根據重錘回跳速度表 征 的金屬硬度。 偏斜拉伸試驗：在拉伸試驗時在試樣與試驗機夾頭之間放一墊圈，使試樣的軸線與拉伸力形成一定角度進行拉伸。 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。 （ 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）龍門刨床導軌；（ 7）滲氮層；（ 8）高速鋼刀具；（ 9）退火態(tài)低碳鋼；（ 10）硬質合金。 :材料使用溫度和韌脆轉變溫度的差值，保證材料的低溫服役行為。 （ 4） FTE: 以低階能和高階能平均值對應的溫度定義 tk，記為 FTE （ 5） FTP: 以高階能對應 的溫度為 tk，記為 FTP 三 、試說明低溫脆性的物理本質及其影響因素 低溫脆性的物理本質：宏觀上對于那些有低溫脆性現象的材料，它們的屈服強度會隨溫度的降低急劇增加，而斷裂強度隨溫度的降低而變化不大。鋼中夾雜物、碳化物等第二相質點對鋼的脆性有重要影響，當其尺寸增大時均使材料韌性下降，韌脆轉變溫度升高。而高強度結構鋼在很寬的溫度范圍內，沖擊功都很低，沒有明顯的韌脆轉變溫度。 ?K ： 表示應力場的強弱程度。 P76/P88 G判據： ICI GG ? ，當Ｇ Ｉ 滿足上述條件時裂紋失穩(wěn)擴展斷裂。 答： 低應力脆斷的原因：在材料的生產、機件的加工和使用過程中產生不可避免的宏觀裂紋，從而使機件在低于屈服應力的情況發(fā)生斷裂。 “ I”表示 I 型裂紋。但是無論平面應力或平面應變，塑性區(qū)寬度總是與（ KIC/σ s)2成正比。 九 、 有一大型板件，材料的 σ =1200MPa， KIc=115MPa*m1/2，探傷發(fā)現有 20mm長的橫向穿透裂紋，若在平均軸向拉應力 900MPa下工作，試計算 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 工作 應力為σ =900MPa 根據 σ/σ ，確定裂紋斷裂韌度 KIC是否 需 要修正 因為 σ/σ =900/1200=，所以裂紋斷裂韌度 KIC需要修正 對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的 KI為： 因為 KI=（ MPa*m1/2） KIc=115（ MPa*m1/2） 所以： KIKIc ，裂紋會失穩(wěn)擴展 , 所以該件不安全。 P102/p117 二、 揭示下列疲勞性能指標的意義 σ 1， σ p,τ