【正文】 σ 7001X103=30MPa 表示溫度為 700℃ 、 1000h 的持續(xù)強度極限為 30MPa。 σ 5001/105=100MPa，表示材料在 500℃ ， 105h 后總的生產率位 1%的蠕變極限為 100MPa。 σ 6001X105=60MPa 表示溫度為 600℃ ，穩(wěn)定蠕變速率為 1 105%/h 的蠕變極限為 60MPa。 晶粒度要均勻，否則在大小晶粒交界處易產生應力集中而形成裂紋。 當使用溫度低于等強溫度時，細晶鋼有較高的強度；當使用溫度高于等強溫度時，粗晶鋼有較高的蠕變極限和持久強度極限。 原因：溫度升高時晶粒強度和晶界強度都降低，但晶界強度降低較 快。 高溫長時加載時，塑性降低，缺口敏感度增加，呈現(xiàn)脆斷現(xiàn)象。 五、 高溫下金屬材料的韌脆變化有何特征？斷裂路徑變化有何變化？結合等強溫度分析晶粒大小對金屬材料高溫力學性能的影響。 但晶粒太大會降低材料的塑性和韌度 。 對于奧氏體耐熱鋼，一般進行固溶處理和時效 ， 獲得適當?shù)木Я６雀纳茝娀嗟姆植紶顟B(tài) 。 （三）熱處理工藝的影響 對于珠光體耐熱鋼，一般用正火加回火。加入能形成彌散相的合金元素彌散強化阻礙位錯的滑移 ， 加入增加晶界擴散激活能的元素（硼、稀土等）阻礙晶界滑動 ， 增大晶界裂紋面的表面能 。 熔點愈高的金屬自擴散愈慢 ， 層錯能降低易形成擴展位錯 。 四、影響金屬高溫力學性能的主要因素 由蠕變 斷裂機理可知要降低蠕變速度提高蠕變極限，必須控制位錯攀移的速度； 要提高斷裂抗力，即提高持久強度，必須抑制晶界的滑動，也就是說要控制晶內和晶界的擴散過程。 產生疲勞損傷，使高溫疲勞強度下降。應變速率越低，載荷作用時間越長，塑性降低得越顯著。 二 、和常溫下力學性能相比，金屬材料在高溫下的力學行為有哪些特點 ? 答案： 首先，材料在高溫將發(fā)生蠕變現(xiàn)象。 該指標與常溫下的屈服強度相似。 （ TE）：晶粒強度與晶界強度相等的溫度。 接觸應力低，表面粗糙度對疲勞壽命影響較大 接觸應力高，表面粗糙度對疲勞壽命影響較小 兩個接觸滾動體的硬度和裝配質量等都應匹配適當。 表面硬化層深度要適中，殘余壓應力有利于提高疲勞壽命。 表面形成一層極薄的殘余奧氏體層，因表面產生微量塑性變形和磨損，增加了接觸面積，減小了應力集中，反而增加了接觸疲勞壽命。 未溶碳化物和帶狀碳化物越多，接觸疲勞壽命越低。 當馬氏體含碳量在 ~%時，接觸疲勞壽命最高。生產上盡可能減少鋼中非金屬夾雜物。滾壓、噴九和表面化學熱處理都可因為表層產生壓應力，能有效地減少微動磨損。 四、在什么條件下發(fā)生微動磨損 ?如何減少微動磨損 ? 答案：微動磨損通常發(fā)生在一對緊 密 配合的零件，在載荷和一定的振動頻率作用下，較長時間后會產生松動，這種松動只是微米級的相對滑動，而微小的相對滑動導致了接觸金屬間的粘著，隨后是粘 著 點的剪切，粘著物脫落。 ： 減小滑動速度和接觸壓力能有效降低粘著磨損。 改善粘著磨損耐磨性的措施 ：配對材料的粘著傾向小 、 互溶性小 、 表面易形成化合物的材料 ， 金屬與非金屬配對 。粘著點從軟的一方被剪斷轉移到硬的一方金屬表面，隨后脫落形成磨屑舊的粘著點剪斷后，新的粘著點產生，隨后也被剪斷、轉移。 三、粘著磨損產生的條件、機理及其防止措施 又稱為咬合磨損，在滑動摩擦條件下，摩擦 副相對滑動速度較小，因缺乏潤滑油，摩擦副表面無氧化膜，且單位法向載荷很大，以致接觸應力超過實際接觸點處屈服強度而產生的一種磨損。 通過表面化學熱處理，如滲硫、硫氮共 熔 、磷化、軟氮化等熱處理工藝，使表面生成一化合物薄膜，或為硫化物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系數(shù)減小，起到減磨作用也減小粘著磨損。不要用淬硬鋼與軟鋼配對；不要用軟金屬與軟金屬配對。 ：兩接觸面做滾動或滾動加滑動摩擦時，在交變接觸壓應力長期作用下，材料表面因疲勞損傷，導致局部區(qū)域產生小片金屬剝落而使材料損失的現(xiàn)象。如果是穿晶斷裂，其斷口是解理或準解理的，其裂紋有似人字形或羽毛狀的標記。但應力腐 蝕裂紋并不總是分技的。 應力腐蝕破壞的斷口，其顏色灰暗，表面常有腐蝕產物，而疲勞斷口的表面，如果是新鮮斷口常常較光滑，有光澤。 應力腐蝕的裂紋擴展速率一般在 109— 106m/s，有點象疲勞，是漸進緩慢的，這種亞臨界的擴展狀況一直達到某一臨界尺寸，使剩余下的斷面不能承受外載時，就突然發(fā)生斷裂。 應力腐蝕造成的破壞，是 脆 性斷裂，沒有明顯的塑 性變形。 所以氫致延滯斷裂是在一定的應變速率下和一定的溫度范圍內出現(xiàn)的。當位錯運動受阻， 產生位錯塞積，氫氣團易于在塞積處聚集，產生應力集中，導致微裂紋。 當應變速率較低而溫度較高時，氫氣團能跟得上位錯運動，但滯后位錯一定距離。 氫致延滯斷裂。氫脆只在一定的溫度范圍內出現(xiàn)，出現(xiàn)氫脆的溫度區(qū)間決定于 合金的化學成分和形變速率。 氫 脆斷口上一般沒有腐蝕產物或者其量極微。 在強度較低的材料中，或者雖為高強度材料但受力不大，存在的殘余拉應力也較小這時其斷裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此處三向拉應力最大，氫濃集在這里造成 氫脆 斷裂。 da/dt： 應 力 腐蝕 裂 紋擴展速率。 二、說明下列力學性能指標的意義 σ scc：材料不發(fā)生應力腐蝕的臨界應力。 氫致延滯斷裂：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。此時，氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內壓力很大足以將金屬局部撕裂，而形成微裂紋。 白點：當鋼中含有過量的氫時，隨著溫度降低氫在鋼中的溶解度減小。 第六章 金屬的應力腐蝕和氫脆斷裂 一、名詞解釋 應力腐蝕：金屬在拉應力和特定的化學介質共同作用下，經過一段時間后所產生的低應力脆斷現(xiàn)象。 表面滾壓和噴丸的作用相似，只是其壓應力層深度較大，很適于大工件；而且表面粗糙度低，強化效果更好。 表面強化方法，通常有表面噴丸、滾壓、表面淬火及表面化學熱處理等。（新書 P117~P118，舊書 P135~P136） 答：表面強化處理可在機件表面產生有利的殘余壓應力，同時還能提高機件表面的強度和 硬度?；葡刀嗟拿嫘牧⒎浇饘?，其疲勞條帶明顯；滑移系少或組織復雜的金屬，其疲勞條帶短窄而紊亂。（新書 P113~P114，舊書 P132） 答：斷口特征是具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣，稱疲勞條帶（疲勞條紋、疲勞輝紋）。③噴丸處理：噴丸強化也能提 高 thK? 。②組織：鋼的含碳量越低，鐵素體含量越多時，其 thK? 值就越高。但若過載適當，有時反而是有益的 。（新書 P107~109，舊書 P123~125） 答： 應力比 r（或平均應力 m? ）的影響： Forman提出： ()(1 )ncda c KdN r K K?? ? ? ? 殘余壓應力因會減小 r,使 dadN降低和 thK? 升高，對疲勞壽命有利；而殘余拉應力因會增大 r，使 dadN升高和 thK? 降低，對疲勞壽命不利。其斷口比疲勞區(qū)粗糙，脆性材料為結晶狀斷口，韌性材料為纖維狀斷口。貝紋線是由載荷變動引起的，如機器運轉時的開動與停歇，偶然過載引起的載荷變動，使裂紋前沿線留下了弧狀臺階痕跡。特征是：斷口比較光滑并分布有貝紋線。 （ 1） 疲勞源是疲勞裂紋萌生的策源地，疲勞源區(qū)的光亮度最大，因為這里在整個裂紋亞穩(wěn)擴展過程中斷面不斷摩擦擠壓，故顯示光亮平滑，另疲勞源的貝紋線細小。 ΔK th P105/p120 把裂紋擴展的每一微小過程看成是裂紋體小區(qū)域的斷裂過程，則設想應力強度因子幅度△K=KmaxKmin 是疲勞裂紋擴展的控制因子，當△ K 小于某臨界值△ Kth 時，疲勞裂紋不擴展，所以△Kth叫疲勞裂紋擴展的門檻值。 qf=(Kf1)/（ kt1） .其中 Kt為理 論應力集中系數(shù)且大于 1， Kf為疲勞缺口系數(shù)。 P102/p117 二、 揭示下列疲勞性能指標的意義 σ 1， σ p,τ 1,σ 1N, P99,100,103/p114 σ 1: 對稱應力循環(huán)作用下的彎曲疲勞極限； σ p:對稱拉壓疲勞極限； τ 1:對稱扭轉疲勞極限； σ 1N:缺口試樣在對稱應力循環(huán)作用下的疲勞極限。 Δ K是由應力范圍 Δσ 和 a 復合為應力強度因子范圍， ΔK =KmaxKmin=Yσ max √ aYσ min √ a=YΔσ √ a. p105/p120 :疲勞裂紋擴展速率，即每循環(huán)一次裂紋擴展的距離。 P97/p110 ：疲勞裂紋擴展的第二階段的斷口特征是具有略 呈 彎曲并相互平行的溝槽花樣，稱為疲勞條帶（疲勞輝紋，疲勞條紋） p113/p132 ：用電解拋光的方法很