工程材料力學性能復習資料-資料下載頁
2024-10-30 04:14本頁面
【導讀】材料的成分、組織材料組織越不均勻，滯彈性越明顯?；鼗鸬淖饔檬鞘归g隙原子到位錯空位和晶界去，自身變得比較穩(wěn)定。金屬的內耗 加載時消耗于金屬的變形功大于卸載時金屬放出的變形功，因而有一部分變形功為金屬所吸收，這部分吸收的功就稱為金屬的內耗。循環(huán)韌性的意義是：材料循環(huán)韌性愈高，則機件依靠材料自身的消振能力愈好。包申格效應金屬材料經過預先加載產生少量塑性變形，而后再同向加載，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(xiàn)象。屈服現(xiàn)象是金屬材料開始產生宏觀塑性變形時的標志。上屈服點σsu：試樣發(fā)生屈服而試驗力首次下降前的最大應力。（a是與晶體本性、位錯結構分布相關的比例系數(shù)，L是位錯間距。b)工件外形呈頸縮、彎曲及斷面收縮；c)斷面一般平行于最大切應力并與主應力成45°。金屬桿狀試樣承受彎矩作用后，其內部應力主要為正應力。但桿截面上的應力分布不均勻，表面最大，中心為零，且應力
【正文】 腐蝕斷口特征 應力腐蝕斷口的宏觀形貌與疲勞斷口頗為相似，也有亞穩(wěn)擴展區(qū)和最后瞬斷區(qū)。在亞穩(wěn)擴展區(qū)可見到腐蝕產物和氧化現(xiàn)象，故常呈黑色或灰黑色，具有脆性特征。最后瞬斷區(qū)一般為快速撕裂破壞，顯示出基體材料的特性。斷口的微觀形貌一般為沿晶斷裂型，也可能為穿晶解理斷裂或準解理斷裂型，有時還出現(xiàn)混合斷裂型。其表面可見到“泥狀花樣”的腐蝕產物及腐蝕坑應力腐蝕抗力指標1應力腐蝕臨界應力場強度因子因此，KISCC可作為力學性能指標，表示含有宏觀裂紋的材料，在應力腐蝕條件下的斷裂韌度。KI初≥KISCC為金屬材料在應力腐蝕條件下的斷裂判據(jù)。 2應力腐蝕裂紋擴展速率：單位時間內的應力腐蝕裂紋的擴展量稱應力腐蝕裂紋擴展速率即da/dt，實驗證明：da/dt = f(KI)防止應力腐蝕的措施 合理選擇金屬材料針對機件所受的應力和接觸的化學介質，選用耐應力腐蝕的金屬材料，這是一個基本原則。盡可能選用 KISCC較高的合金，以提高機件抗應力腐蝕的能力。 氫蝕 由于氫與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界結合力減弱而導致金屬脆化。氫蝕斷裂的宏觀斷口形貌呈氧化色，顆粒狀。微觀斷口上晶界明顯加寬，呈沿晶斷裂。氫化物致脆對于ⅣB或ⅤB族金屬(如純鈦、α鈦合金、鎳、鋯及其合金)，由于它們與氫有較大的親和力，極易生成脆性氫化物，使金屬脆化。氫致延滯斷裂高強度鋼或α+β鈦合金，含有適量的處于固溶狀態(tài)的氫在低于屈服強度的應力持續(xù)作用下，經過一段孕育期后，在金屬內部，特別是在三向拉應力區(qū)形成裂紋，裂紋逐步擴展，最后突然發(fā)生脆性斷裂。這種由于氫的作用而產生的延滯斷裂現(xiàn)象稱為氫致延滯斷裂 K1scc：應力腐蝕臨界應力場強度因子da/dt：應力腐蝕或氫致延滯斷裂裂紋擴展速率第七章 磨損：機件表面相接觸并作相對運動時，表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑(松散的尺寸與形狀均不相同的碎屑)，使表面材料逐漸流失(導致機件尺寸和質量損失)、造成表面損傷的現(xiàn)象。磨損分類方法是：（1）粘著磨損接觸表面相互運動 時，由于固相焊合作用使材料從一個表面脫落或轉移 到另一表面而形成的磨損。（2）磨粒磨損由于摩擦表面間硬顆 ?；蛴餐黄?，使材料產生脫落而形成的磨損。（3）沖蝕磨損含有固體顆 粒的流體介質沖刷固體表面，使表面造成材料損失 的磨損，又稱為濕磨粒磨損。（4）疲勞磨損由于摩擦表面間循環(huán)交 變應力引起表面疲勞，導致摩擦表面材料脫落而形 成的磨損。（5）腐蝕磨損在摩擦過程中，由于 固體界面上的材料與周圍介質發(fā)生化學反應導致材 料損耗而形成的磨損。（6）微動磨損在兩物體接觸面間由 于振幅很小(1mm以下)的相對振動引起的磨損。耐磨性是材料抵抗磨損的性能，這是一個系統(tǒng)性質。通常是用磨損量來表示材料的耐磨性， 磨損量越小，耐磨性越高。計算題：，=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應力為σ=900MPa根據(jù)σ/，確定裂紋斷裂韌度KIC是否休要修正 因為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： = （MPa*m1/2）塑性區(qū)寬度為： =(m)= (mm)比較K1與KIc：因為K1=（MPa*m1/2）KIc=115（MPa*m1/2）所以：K1KIc ，裂紋會失穩(wěn)擴展 , 所以該件不安全。，使用中發(fā)現(xiàn)橫向疲勞脆性正斷，斷口分析表明有25mm深度的表面半橢圓疲勞區(qū)，根據(jù)裂紋a/c可以確定φ=1，=720MPa ，試估算材料的斷裂韌度KIC為多少？解： 因為σ/=150/720=，所以裂紋斷裂韌度KIC不需要修正對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的KI為：KIC=Yσcac1/2對于表面半橢圓裂紋，Y=所以，KIC=Yσcac1/2==（MPa*m1/2）
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