材料性能學期末考試(編輯修改稿)
2024-08-30 05:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 口改變了缺口的前方應(yīng)力狀態(tài)，使平板中材料所受應(yīng)力由原來的單向應(yīng)力拉伸變?yōu)閮苫蛉蚶?，在有缺口的條件下，由于出現(xiàn)了三向應(yīng)力，試樣的屈服應(yīng)力比單向拉伸時要高，既產(chǎn)生了所謂缺口“強化”現(xiàn)象。？答：根據(jù)屈雷斯加判據(jù)SⅡ=σyσx=σs可得σy=σx+=0，故σy=σs。因此，外加載荷增加時，缺口根部最先滿足SⅡ=σy=σs而開始屈服。根部一旦屈服，σy便松弛而降低到材料的σs。但在缺口內(nèi)側(cè)，σx≠0故要滿足屈雷斯加判據(jù)要求，必須增加縱向應(yīng)力σy，即心部屈服要在σy不斷增加的情況下才能發(fā)生。若滿足這一條件，塑性變形便自表面向心部擴展，與此同時，σy與σz隨σx快速增加而增加，一直增加到塑性區(qū)與彈性區(qū) 交界處為止。因此，當缺口前方產(chǎn)生塑性變形后，最大應(yīng)力已經(jīng)不再缺口根部，而在其前方一定距離處，此處σx最大，所以σy與σz也最大，這時屈服應(yīng)力比平向拉伸高，即產(chǎn)生了“缺口強化”。1是綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉(zhuǎn)試驗的特點和應(yīng)用范圍。單向拉伸: 特點 溫度、應(yīng)力狀態(tài)、加載速度確定，常用標準光滑試樣進行試驗。范圍：用于塑性變形抗力與切斷抗力較低的塑性材料試驗。扭轉(zhuǎn)： 扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)較拉伸時的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) 試樣截面的應(yīng)力分布為表面最大，愈往心部愈小，故對材 料表面硬化及表面缺陷十分敏感。 圓柱形試樣在扭轉(zhuǎn)實驗時，整個試樣長度上基本保持原尺寸不變。 扭轉(zhuǎn)試驗正應(yīng)力與切應(yīng)力大致相等。 范圍：測定在拉伸時呈脆性材料的強度和塑性；對各種表面強化進行研究和對機件的熱處理表面質(zhì)量進行檢測；評定拉伸時出現(xiàn)頸縮的高塑性材料的形變能力和形變抗力；測定切斷強度。彎曲：特點：試樣形狀簡單，操作方便，彎曲應(yīng)力分布不均勻，表面最大，中心為零，可較靈敏的反應(yīng)材料的表面缺陷。 范圍：對于承受彎曲載荷的機件測定其力學性能。壓縮：特點：單向壓縮試驗應(yīng)力軟性系數(shù)為2，比拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)都軟，拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發(fā)生壓縮變形而不會斷裂。 范圍：拉伸時呈脆性的金屬材料的力學性能測定，如果產(chǎn)生明顯屈服，還可以測定壓縮屈服點。1試比較布氏硬度與維氏硬度原理的異同，并比較布氏、洛氏和維氏硬度優(yōu)缺點和應(yīng)用范圍。 答：維氏硬度的實驗原理與貝氏硬度基本相似，也是根據(jù)壓痕單位面積所承受的載荷來計算硬度值。所不同的是維氏硬度實驗所用的壓頭是兩相對面夾角為136176。的金剛石四棱錐，布氏硬度壓頭為淬火鋼球或硬質(zhì)合金球。布氏試驗：優(yōu)點 壓痕面積較大，其硬度值能反映材料在較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能； 實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高 缺點 壓痕直徑比較大，一般不宜在成品上直接進行檢驗 對不同的硬度材料需要更換壓頭直徑和載荷，壓痕直徑測量也比較麻煩；淬火鋼球的硬度范圍為450HBS，當大于450時需要更換為硬質(zhì)合金球。 范圍 測定灰鑄鐵、軸承、合金等材料的硬度。洛氏試驗：優(yōu)點 操作簡單迅速 壓痕小，可對工件直接進行檢驗 采用不同的標尺，可測量軟硬不同、厚薄不一試樣的硬度。 缺點 壓痕小，代表性差。尤其是偏析及組織不均勻情況 所測硬度值重復(fù)性差、分散度大 用不同標尺測得的硬度值既不能直接比較，又不能彼此互換。 范圍：淬火、調(diào)質(zhì)等熱處理后的材料，測量表面很薄的材料硬度，測定各種材料。維氏試驗：優(yōu)點 角錐壓痕清晰，采用對角線長度計算，精確可靠 壓頭為四棱錐，當載荷改變時，壓入角恒定不變，可任意選擇載荷；不存在洛氏硬度不同標尺無法統(tǒng)一，而且比洛氏硬度所測的試件厚度更薄。缺點 測定方法比較麻煩，工作效率低 壓痕面積小，代表性差 不適宜成批生產(chǎn)的常規(guī)檢測范圍 測定小型精密零件的硬度，表面硬化和有效硬化層的深度，鍍層表面硬度，薄片材料和西線材的硬度，刀刃附近的硬度。第三章 材料的沖擊韌性及低溫脆性31．解釋下列名詞：（1） 低溫脆性：體心立方金屬及合金或某些密排六方晶體金屬
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