《材料性能学复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料性能学复习（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、包申格效应 ：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%） ，而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象；剪切断裂 ：材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂；解理断裂 ：在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂； 蓝脆 ：由形变时效引起钢材的机械性能变化中，在300附近有抗拉强度、硬度升高，而延伸率、断面收缩率下降的现象。应力腐蚀断裂 ；金属在拉伸应力（或压应力下)和腐蚀介质共同作用下发生断裂破坏蠕变；固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象低应力脆断 ；在应力水平低于材料屈服极限的情况下所发生
2、的突然断裂现象称为低应力脆断比例试样；试样原始标距与原始横截面积有SkL关系者称之为 比例试样应力状态软性系数:根据材料力学表明，任何复杂应力状态都可以用三个主应力表示。根据这三个主应力可以按“ 最大切应力理论 ” 计算最大切应力，按“ 相当最大正应力理论”计算最大正应力，而二者的比值表示他们的相对大小，成为应力状态软性系数，记为 。驻留滑移带 :交变载荷作用下，位错滑移时在滑移面上形成空洞，使试样表面的滑移线不能用抛光的方法去除。应力松驰失效；粘弹性材料在总应变不变的条件下，由于试样内部的粘性应变（或粘塑性应变） 分量随时间不断增长，使回弹应变分量随时间逐渐降低，从而导致变形恢复力（回弹应力
3、）随时间逐渐降低的现象韧性断裂 ；构件经过大量变形后发生的断裂。主要条件是超过工作压力，主要特征是发生了明显的宏观塑性变形（不包括压缩失稳） ，且产生延性断裂。缺口敏感性 ：材料因存在缺口造成三向应力状态和应力应变集中而变脆的倾向（填空）1拉伸断口特征的三要素纤维区、放射区、剪切唇2缺口试样产生的三个效应应力集中、改变缺口前方的应力状态、缺口强化3材料弹性变形的本质：都是构成材料的原子 (离子 )或分子自平衡位置产生可逆位移的反映4解理断裂的基本微观特征理解台阶、河流花样、舌状花样；微孔聚集型韧性断裂的微观特征韧窝 5高周疲劳宏观断口一般分为哪三个区疲劳裂纹源区、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区6金
4、属材料的磨损按其失效机理可分为粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、接触疲劳。7材料蠕变变形的机理主要有位错滑移、晶界滑动、空位扩散8 材料的抗磁性来源于电子轨道运动在外磁场作用下所产生的抗磁拒，顺磁性来源于原子（或离子）的固有磁矩。9超导体具有的两个基本特性为 完全导电性和 完全抗磁性。10. 据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有 11.测量小电阻的方法有双电桥法、电位差计法等。13.KI 称为应力场强度因子，表达式KIaY，KIc 称为断裂韧度， 其表达式KIc ccaY，KI 取决于外加应力、式样尺寸、裂纹类型， KIc 取决于材料的成分、组织结构等内在因素。14.使
5、材料变脆的三大因素是温度下降，应变速率提高，应力状态软性系数减小15.接触疲劳失效有三种，它们是麻点剥落，浅层剥落，深层剥落 16单向静拉伸的应力状态的张量表示法为，用应力状态软性系数表示为17金属材料的屈服是位错滑移 和 增殖的结果 18当6.0/2 .0时，必须考虑塑性区的影响，对KI进行修正，通常用等效裂纹 法进行修正。 20应力状态软性系数值越大，表示应力状态越软， 材料越容易产生 塑形变形；反之， 值越小，表示应力状态越硬，材料越易发生脆性断裂。 21. 提高材料强度的主要方法有：晶界与亚晶界（或细晶）强化、固溶强化、形变强化、沉淀强化（或弥散强化或第二相强化）、相变强化、提高材料强
6、度的主要方法有：晶界与亚晶界（或细晶）强化、固溶强化、形变强化、沉淀强化（或弥散强化或第二相强化）、 相变强化、 疲劳裂纹扩展区的典型形貌特征是贝纹线或海滩花样。评价超导材料的三个性能指标分别是临界转变温度、 临界磁场强度、 临界电流密度。 使金属材料变脆的三大因素（外因）是缺口、低温（或降低温度）、增大变形速率高周疲劳寿命决定于应力幅或应力场强度因子 ，低周疲劳寿命决定于塑性应变幅。 高温下，材料蠕变变形的主要机制是位错滑移、点缺陷（空位）扩散、晶界滑动。氢致延滞断裂产生的三个步骤：氢的进入、氢在金属中的迁移，氢的局部聚集。（试验方法判断：根据下列材料及测试要求选择合适的试验方法，如需测硬度
7、，选用何种硬度试验方法（写出硬度符号）？测量淬火、回火的高速钢刀具的硬度洛氏硬度 HRC 鉴别钢中残余奥氏体的硬度：显微硬度HV0.1 测量氮化层硬度：维氏硬度 HV 测量灰铸铁的硬度：布氏硬度 HBS 测渗碳层的硬度分布：维氏硬度HV 淬火后的工具钢洛氏 鉴别钢中残余奥氏体显微硬度 硬质合金刀头HRA 退火后的热锻模毛坯HRC手表黄铜齿轮维氏HV过共晶白口铁中Fe3CI的硬度 HV0.1 布氏硬度 HBS 测20Cr渗碳淬火钢的塑性：扭转或弯曲实验 测40Cr钢的抗拉强度：单向静拉伸实验 测不同牌号灰铸铁的塑性差异：压缩实验 测Cr12钢的冲击韧性：冲击实验 测W18Cr4V 钢淬火回火试样
8、的塑性：扭转或弯曲实验测45钢的 b 单向静拉伸实验测40Cr钢的切断强度：扭转实验 测不同牌号铸铁的塑性差异：压缩或弯曲实验测渗碳层的硬度分布维氏硬度 HV 测Cr12钢的k 冲击实验测不同牌号铸造铝合金的断裂强度及塑性差异: 压缩实验测40Cr钢的塑性 -04 1 弹簧作为典型的弹性元件，其重要作用是减震和储能作用，因此应具有较高的屈服强度。（ 错）“ 屈服强度 ” 改为 “ 弹性比功 ” 。2弹性模量主要取决于健合力的大小，与晶体结构。组织类型、晶粒大小等基本无关。 7解理断裂断裂是脆性断裂的一种机理，属于沿晶断裂方式。（错）沿晶 ” 改为 “ 穿晶” 断裂8、半导体和绝缘体导电的差异在
9、于绝缘体的导带和价带之间存在一个较宽的禁带，而半导体导带和价带之间不存在禁带。 （错 ）不存在禁带 ” 改为 “ 存在较窄禁带9.冲压黄铜弹壳常在梅雨季节发生开裂“ 季裂 ” 是由于应力腐蚀产生的。10.固体材料的热膨胀与原子的简谐振动有关，即温度升高，导致原子间距增大，产生热膨胀。 （错 ）简谐 ” 改为 “ 非简谐 1、什么是低温脆性？其物理本质是什么？-01 当式样温度低于某一温度tk 时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶理解，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。具有体心立方或者密排六方结构的金属或合金屈服强度对温度变化敏感，温度降低，屈
10、服强度急剧上升，与断裂强度相交，交点温度为tk，体心立方还与迟屈服有关2、何谓铁磁性的自发磁化？产生的条件是什么？/什么是自发磁化？铁磁体的形成条件是什么？在没有外磁场的作用下， 金属内部的自旋磁矩自发地取向一致的行为。产生条件：（1）原子存在未被抵消的自旋磁矩，（2）a/r3，交换能积分常数A0。 （a 是原子间距， r 是未填满壳层的原子半径）3、表面强化为何能提高机件的疲劳强度？/表面强化对提高疲劳极限有哪两种作用？（1）可提高机件表面的强度和硬度，即提高表面塑变抗力； （2）可在表层产生残余压应力，从而降低表面的有效拉应力。这两方面的作用均可抑制材料表面疲劳裂纹的萌生和扩展，因此可提高
11、材料的疲劳强度。4、材料的一级相变和二级相变对热容和热焓各有什么影响？在一级相变的转变点处，热焓出现跃变，热容曲线发生不连续变化。在二级相变的转变温度范围内，热焓发生明显变化，但无跃变，热容急剧变化，出现极值。（一级相变：铁的转变，晶体的熔化与凝固，多晶转化；二级相变：铁电转变，铁磁转变（铁磁向顺磁），有序 -无序转变） 5、裂纹扩展有哪三种基本方式？写出产生失稳扩展脆断的断裂K 判据，并解释判据中各参量的物理意义。/ 写出裂纹产生失稳扩展而脆断的断裂K 判据，并解释判据中各参量的物理意义。张开型、滑开型、撕开型；失稳扩展脆断的断裂K 判据： KI=KIc ；KI ：应力场强度因子，表裂纹尖端
12、区域的应力场强度，为力学参量；KIc ：平面应变断裂度，表征材料平面应变条件下抵抗裂纹失稳扩展的能力，为力性指标。8应力腐蚀断裂产生的条件是什么？应力，化学介质和金属材料。应力包括工作应力和残余应力，起作用的是拉应力；某种金属有其特定应力腐蚀敏感的化学介质；所有合金对应力腐蚀敏感的合金成分。10. 疲劳断裂的特点是什么？ 低应力脆断；低应力循环的延时断裂；损伤累积过程；对缺陷（缺口、组织、杂质）十分敏感；断裂寿命与应力水平有关，应力水平低，寿命较长。（指出下列力学性能指标的名称及含义）-1 ；对称弯曲疲劳强度，表示材料在对称弯曲循环载荷下，经无限次应力循环不发生断裂的最大应力；0.2 ；屈服强
13、度，表示材料抵抗起始塑形变形产生微量塑变（0.2%残余应变）的能力；KV ；V 型缺口试样的冲击功，表试样变形和断裂所吸收的功；Kth ；疲劳裂纹扩展门槛值，疲劳裂纹不扩展ki 的最大值，表阻止疲劳裂纹开始扩展的能力；tT ；持久强度，表材料在一定的温度和规定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力； FATT50 ；韧脆转变温度， 用断口形貌表示的一种方法，结晶区面积占整个断口面积的50%， 。 KU；e ；弹性极限，表示材料有弹性变形过度到弹塑性变形时的应力，MPa；KISCC：应力腐蚀临界应力场强度因子，表示应力腐蚀条件下的断裂韧性，MPa1、论述细化晶粒可提高材料强韧性的机理。-01 提高强
14、度的机理：凡是阻碍位错运动和位错增殖的因素均可以使材料的强度提高。（1）细化晶粒，使晶粒尺寸减小，晶粒内位错塞积的长度将缩短，其应力集中程度不足以推动相邻晶粒内的位错滑移，需加更大的外加切应力，表现为材料的强度增高。细化晶粒，境界增多，对位错的阻碍加强，强度增高。细化晶粒提高韧性的机理： （1）境界是裂纹扩展的阻力；（2）晶界前塞积的位错数减少，有利于降低应力集中；（3）晶界总面积增加，使晶界杂质浓度减少，避免产生沿晶脆性断裂。2、利用能带理论解释材料导电性的差异。/试用能带理论解释导体、 半导体、绝缘体导电性的差别. 材料的导电性与其能带结构和能级的填充情况有关。（1）如允带中的能级未填满，
15、允带之间无禁带或允带重叠，在外电场的作用下电子很容易从一个能级转到另一个能级上去而产生电流。具有这种能带结构的材料为导体。（2）如允带为满带，即所有能级都被电子填满，满带上方相邻一个很宽的禁带，满带上的电子无活动余地，在外电场作用下电子很难跳过禁带，故不能产生电流。具有这种能带结构的材料为绝缘体。（3）半导体的能带结构与绝缘体相似，只不过它的禁带较窄，电子可在外界作用下跳过禁带，跃迁到导带上去，产生电流。3、高温蠕变变形有哪三种主要机理，试说明之。-02 位错滑移蠕变机理一定应力下，位错滑移塑性变形 位错塞积，运动受阻，在高温下，热激活作用使得位错突破阻力滑移，继续产生塑性变形。扩散蠕变机理较
16、高温度下，原子、空位发生热激活扩散，外力作用下，定向扩散，从而引起晶粒沿拉伸方向伸长晶体产生蠕变。晶界滑动蠕变机理高温下，晶界在外力作用下发生相对滑动，引起明显的塑性变形粘弹性机理高分子材料在恒定应力作用下，分子链由卷曲状 伸展 蠕变，外力去除后回复为卷曲状态蠕变回复4、为什么表面强化可以提高疲劳寿命？表面强化有哪些方法？表面强化处理产生表面残余压应力，抵消工作应力，表面强化提高了表面的疲劳强度。表面强化的方法1 表面喷丸及滚压产生残余压应力抵消部分表层工作压力2 表面热处理和化学处理表硬心韧3 复合强化渗氮 +表面淬火渗碳 +喷丸 表面淬火 +喷丸（滚压）5、何谓滞弹性？何为内耗？滞弹性 ( 弹性后效 ) 是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能在非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，这个封闭回线称为弹性滞后环 存在弹性滞后环的现象说明加载时材料吸收的变形功大于卸载时材料释放的变形功，有一部分加载变形功被
