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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料热学性能第一章脆性材料的断裂强度等于甚至低于弹性极限，因而断裂前不发生塑性形变。脆性材料的抗拉断裂强度低，但抗压断裂强度高。单位体积材料在断裂前所吸收的能量，也就是外力使材料断裂所做的功，称为金属的韧度或断裂应变能密度Ut，它可能包含三部分能量，即弹性变形能、塑性变形能和断裂能。第二章零构建的刚度取决于两个因素：构件的几何和材料的刚度。表征材料刚度的力学性能指标是弹性模量。在加工过程中，应当提高材料的塑性，降低塑性变形抗力弹性极限和屈服强度。P12弹性模量表明了材料对弹性变形的抗
2、力，代表了材料的刚度。总之，弹性模量是最稳定的力学性能参数，对合金成分和组织的变化不敏感。单晶体金属的弹性模量，其值在不同的结晶学方向上是不同的，也表现出各向异性。在原子间距较小的结晶学方向上，弹性模量的数值较高，反之较小。弹性比功：弹性应变能密度，指金属材料吸收变形功而又不发生永久变形的能力，是在开始塑性变形前单位体积金属所能吸收的最大弹性变形功，韧度指标。P17p21滑移面和滑移方向常常是金属晶体中原子排列最密的晶面和晶向。金属浸提中的滑移系越多，其塑性可能越好。实用金属材料的塑性变形特点p22）:1各晶粒塑性变形的非同时性和不均一性2各晶粒塑性变形的相互制约性与协调性屈服效应、时效效应p
3、231纯金属点阵阻力p-n位错间交互作用阻力位错密度增加，临界应力也增加，所以屈服应力随之提高。因此，要提高屈服强度应增加晶体中的位错密度。晶界阻力-细晶强化Hall-patch公式，细化晶粒是提高金属屈服强度的有效方法。2合金固溶强化形成间隙性或者置换型固溶体第二相强化聚合型，尺寸与基体晶粒尺寸出于同一数量级，强度取决于第二相对位错运动的阻力。弥散型，以细小弥散的质点均匀分布于基体相内，第二相通常是中间相，比基体-固溶体的硬度高的多。第二相质点的强化作用主要是因为质点的成分和性质不同于基体，在质点周围形成应力场，而这些局部应力场对位错运动作用有阻碍。但是，这种苏艾作用能够发生的条件，是位错能
4、沿着第二相质点引起的应力场弯曲，从而能获得最小位能1温度的影响：温度升高，屈服强度降低，但其变化趋势因不同晶格类型而异。如体心、密排、面心立方。2加载速度的影响：加载速度增大，金属的强度增高，但屈服强度的增高比抗拉强度的增高更为明显。3应力状态的影响:同一材料在不同的加载方式下，屈服强度不同。因为只有自由切应力才会使材料发生塑性形变。而不同应力状态下，材料中某一点所受的切应力分量与正应力分量的比例不同，切应力分量越大，约有利于塑性变形，屈服强度越低。所以，三向不等拉伸弯曲拉伸扭转。绝大多数金属在室温下屈服后，要使塑性变形继续进行，必须不断增大应力，在真应力-真应变曲线上表现为流变应力不断上升。
5、Hollomon方程。均匀伸长率或均匀断面收缩率的大小表征金属产生最大均匀塑性变形的能力。p28）第三章p30扭转实验：采用圆柱形试件，在扭转机上进行。扭转屈服强度，和抗扭强度b，以及真抗扭强度tk，相对切应变?k。P31P32采用矩形或者圆柱形试件。实验时将试件放在有一定跨度的支座上，施加一集中载荷或二等值载荷。四点弯曲在两加载点之间试件受到等弯矩的作用，因此，试件通常在该长度内具有组织缺陷处发生断裂，能较好的反应材料性质，结果较为精确。但四点弯曲实验室必须注意加载的均衡。三点弯曲实验时，试件总是在最大弯矩附近断裂。P-fmax弯曲图。第四章硬度值的大小不仅取决于材料的成分和显微组织，而且还
6、取决于测量方法和条件。硬度测量简便，属于无损检测，可直接在零件上测定。主要测量有压入发、回调发和刻划法。常用压入法分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。用一定的压力将淬火钢球或硬质合金球压头压入试样表面，保持规定的时间后卸除压力，于是在时间表面留下压痕，单位压痕表面积A上所承受的平均压力即为HB值。压痕面积大，能反映出较大范围内材料各组成相的综合平均性能，而不受个别相和微区不均匀性的影响。故其分散性小，重复性好。P40优缺点及应用p42(表面洛氏硬度测量极薄的工件和表面硬化层)但测量所用的压头为金刚石制成的四方角椎体。适用于表面硬化层和薄片材料。特点及应用p43第五章根据断裂前是否发生宏观的塑性变
7、形，将断裂分成韧性断裂和脆性断裂。脆性断裂前不发生塑性形变，而裂纹的扩展速度往往很快，危害极大。P46总是沿着消耗能量最小，即原子结合力最弱的区域进行的，晶界不会开裂。降低晶界结合强度原因p50。理论断裂强度：由原子间结合力决定。存在着裂纹，当名义应力还很低时，裂纹尖端的局部应力已达到很高的数值，从而使裂纹快速扩展，并导致脆性断裂。1Zener-Stroh位错塞积理论2Cottrell位错反应理论p52-53延性断裂的过程是：微孔形核-微孔长大-微孔聚合。P53特征：韧窝形貌韧窝形状因应力状态而异。在正应力作用下，韧窝是等轴形的，在扭转载荷作用下，韧窝被拉为椭圆形。微孔成核的源是金属中存在的*
8、第二相粒子。其分为两大类：夹杂物和强化相。Ashby用变形不协调解释微孔形成。脆性-韧性转变p56只有切应力才能引起材料的塑性变形，因为切应力是位错运动的驱动力，而位错在障碍物前的塞积可以引起裂纹的萌生和发展。所以切应力对材料的变形和开裂都起作用，而拉应力只促进材料的断裂。p57温度对屈服强度影响很大，主要是因为温度有助于激活FR位错源，有利于位错运动，使滑移易于进行。材料的微观结构的影响：1晶格类型2成分3晶粒大小第七章裂纹体的断裂是因裂纹的失稳扩展引起的，而裂纹的扩展显然是受裂纹尖端的力学状态控制的。I型裂纹尖端处于平面应变、三向拉伸应力状态，应力状态柔度因数很小，因而是危险的应力状态。常
9、用的应力强度因子表达式：1含中心穿透裂纹的有限宽板2紧凑拉伸试件3单边裂纹弯曲试件4体内椭圆裂纹5表面半椭圆裂纹第八章1精确地估算机械结构的零件的疲劳寿命2采用经济而有效的技术和管理措施以延长疲劳寿命。应力随时间呈周期的变化，变化波形通常是正弦波。按照应力幅和平均应力的相对大小，将循环应力分成：1交变对称循环2交变不对称循环3脉动循环4波动循环S-N曲线三个区：1低循环疲劳区2高循环疲劳区3无限寿命区或安全区非对称循环应力除需给出应力幅外，还要给出平均应力或应力比。延寿技术：p1081细化晶粒2减少和细化合金中的夹杂物3微量合金化4减少高强度钢中的残余奥氏体5改善切口根部的表面状态6孔挤压强化
10、第十二章结构复合材料是用人工办法将高强度、高模量纤维与韧性基体材料结合起来形成新的结构材料。纤维方向为纵向，垂直于纤维方向为横向。为了预测复合材料的基本力学性能，做出一些假设p159研究复合材料用代表性体元。纤维和基体对复合材料的力学性能所做的贡献与它们的体积分复合材料的应力应变曲线的位置取决于纤维和基体的力学性能，同时也取决于纤维的体积分数。纤维含量越高，复合材料强度越高，对于圆截面纤维%。体积分数太高，基体不可能润湿和渗透纤维束，导致基体与纤维结合不佳造成复合材料强度降低。P163P164p166-1691纤维拔出2纤维断裂3基体变形和开裂4纤维脱粘和分层裂纹p172第十四章陶瓷材料在弹性
11、变形阶段结束后，立即发生脆性断裂。P186陶瓷材料的断裂强度：和金属材料相比，陶瓷材料在高温下具有良好的抗蠕变性能，而且在高温下也有一定的塑性。陶瓷材料的抗弯强度：遵循正态分布，且表明粗糙度对弯曲强度也有影响。P188陶瓷材料的切口强度加载速率对陶瓷材料强度影响：加载速率低时，影响不大。高于某一数值时，陶瓷材料弯曲强度和切口强度随加载速率的升高急剧下降。陶瓷材料的疲劳:静态：在持久载荷的作用下，发生的失效断裂，对应于金属材料中的应力腐蚀和高温蠕变。动态：恒定的速率加载，研究材料的失效断裂对加载速率的敏感性，类似于金属材料应力腐蚀研究中的慢应变速率拉伸。第八章材料的热学性能一本章的教学目的与要求
12、本章主要介绍了固体热容的量子理论，影响热容的因素，热膨胀的机理，影响热膨胀系数的因素，热传导的微观机理，影响材料热传导性能的因素，以及这些热学性能在材料研究中的应用。二教学重点与难点1.热容的定义及影响材料热容的因素2.热膨胀的机理及影响热膨胀系数的因素3.热传导的微观机理三主要外语词汇热学性能：thermalproperties热容：heatcapacity热膨胀：thermalexpansion热传导：heatconduction声子：phonon光子：photon热导率：thermalconductivity四参考文献1.关振铎等.无机材料物理性能.北京：清华大学出版社，19922.张帆
13、，周伟敏.材料性能学.上海：上海交通大学出版社，XX3.周玉.陶瓷材料学.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19954.宋学孟.金属物理性能分析.北京：机械工业出版社，19945.周云峰,WCp/2024Al复合材料热学性能研究J.金属功能材料，XX，17：41-45五授课内容第八章材料的热学性能第一节热学性能的物理基础热学性能：材料在使用的过程中，将对不同的温度做出反应，表现出不同的热物理性能，这些物理性能称为材料的热学性能。热学性能：热容热膨胀热传导为什么要研究材料的热学性能？1.节能材料2.加热技术领域3.太阳能的热转换4.超大规模集成电路第一节热学性能的物理基础一构成材料的质点的晶格热振动
14、latticeheatvibration），点阵中的质点总是围绕其平衡位置作微小振动，这种振动称为晶格热振动。2.晶格热振动中质点的运动方程根据牛顿第二定律，简谐振动方程为：Em=微观弹性模量，m=质点质量，x=质点在x方向上位移。3质点热运动与热量的关系另外，(动能kineticenergy)i=热量即：各质点热运动时动能总和就是该物体的热量。二弹性波1.弹性波：晶格振动的弹性波称为格2.弹性波的传播:弹性波在固体中的传播速度V=3103ms，晶格的晶格常数a约为10-10m数量级，而声频振动的最小周期为2a，故它的最大振动频率为三声频支振动与光频支振动声频支振动(acousticbranchvibration)：如果振动着的质点中包含频率甚低的格波，质点彼此之间的位相差不大，则格波类似于弹性体中的应变波，称为“声频支振动”。声频支可以看成是相邻原子具有相同的振动方向。由于两种原子的质量不同，振幅也不同，所以两原
