材料的韧性指标

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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的韧性指标常用金属材料的主要性能指标及涵义金属材料的主要性能指标包括物理性能指标、材料力学性能指标、热力学性能指标和电性能指标。如表所示。金属材料的主要性能指标及涵义一览表1、WhatisthedefinitionforMaterialsProperties?Howdoweclassifymaterialsproperties?AndpleaselistsomeclassificationforMP.(材料特性的定义是什么?我们如何分类材料特性,请列出一些MP的分类。)答:MP:

2、MaterialsResponsetoExternalStimulus.材料性能:材料在给定的外界条件下的行为。怎样分类:根据材料对外界刺激做出的响应的类型进行分类。分类:复杂性能化学性能力学性能物理性能2.Whatisthecorerelationshipbetweenmaterialsscienceandengineering?Inordertoobtaindesiredmaterialsproperties,whatshouldweconsiderfirsttodowiththematerials?答:材料科学与工程学的核心关系是性能为了提高对于材料性能的期望,我们首先要研究材料的结构与

3、性能的关系,即研究材料学。3.WhatisthemostdeterminantforMaterialsmechanicalproperties?Why?答:材料的力学性能主要指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能,影响材料力学性能的最重要的因素是材料的结构。这些结构包括:subatomic-atomic-molecular-nano-micro-macro.由于材料的结构决定了材料的屈服强度,塑性韧性,刚度等性质,所以材料的结构对材料的力学性能影响最大。4.whatisstrengthofmaterials?Pleasetrytoidentifythedifferenceyieldstreng

4、th,tensilestrength,fatiguestrengthandtheoreticalfracturestrength?(中文ppt)材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力就是材料的强度。屈服强度代表材料开始产生明显塑性变形的抗力疲劳强度是材料在承受大小和方向同时间做周期性变化的交变应力时,往往在远小于强度极限甚至小于屈服极限的应力作用下就发生断裂。E?s?c?(a)理论断裂强度是无缺陷材料的理论预测值,其中E为杨氏模量,为解理面的表面能,a为材料内部原子间的距离describeyieldingphenomenaformaterials,anditspractical/engineer

5、ingmeaning.Aslongastherearenoyieldingphenomenaforsomematerials,howdowedeterminetheyieldstrength?屈服现象是材料开始产生明显塑性变形的标志,对应图中bd段,屈服强度的工程意义答:对于一个有裂纹的试样,在拉伸载荷作用下,Y值是一定的,当外力逐渐增大,或裂纹长度逐渐扩展时,应力场强度因子也不断增大,当应力场强度因子KI增大到某一值时:致裂纹突然失稳扩展,即发生脆断。这个应力场强度因子的临界值,称为材料的断裂韧性,用KIC表示,它表明了材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。KIC可通过实验测得,它是评价阻止裂

6、纹失稳扩展能力的力学性能指标。是材料的一种固有特性,与裂纹本身的大小、形状、外加应力等无关,而与材料本身的成分、热处理及加工工艺有关。而KI是仅力学参量!I线弹性力学参量。当KIKIC时,裂纹失稳扩展,发生脆断。当KIKIC时,裂纹处于临界状态。当KIKIC时,裂纹扩展很慢或不扩展,不发生脆断。KI应力场强度因子,KI?Y?a,故为了减少低应力脆性断裂的风险时可以减小或a。7、WhyisYoungsmodulusanon-sensitivematerialsmechanicalindextomicrostructureofmaterials?Whatisthemostdeterminantfo

7、rmaterialsYoungsmodulus?答:本质是:反映了材料内部原子种类及其结合力的大小,组织不敏感的力系指标。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。拉伸试验中得到的屈服极限S和强度极限b,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率或截面收缩率,反映了材料缩性变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中,材料弹性模量E的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围

8、内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度,例如,在拉压构件中其刚度为:EA0。由上式可见,要想提高零件的刚度EA0,亦即要减少零件的弹性变形,可选用高弹性模量的材料和适当加大承载的横截面积,刚度的重要性在于它决定了零件服役时稳定性,对细长杆件和薄壁构件尤为重要。因此,构件的理论分析和设计计算来说,弹性模量E是经常要用到的一个重要力学性能指标。它只与材料的化学成分有关,与其组织变化无关,与热处理状态无关。各种钢的弹性模量差别很小,金属合金化对其弹性模量影响也很小。8、Whatisatypicalrelationbetweenanimpac

9、ttoughnessandtemperatureforsteel?WhatisthetransitiontemperatureTk,andhowdowedetermineit?Whichone,AorBasshownthebelow,isbetterintermsoflowtemperaturefracturefailure?Why?答:钢的冲击韧性会因温度的降低而减小,在某一温度范围内,ak会由于温度降低而急剧下降并引起脆性破坏现象,成为冷脆现象。温度降低时金属材料由韧性状态变化为脆性状态的温度区域叫做脆性转变温度。我们评定脆性转变温度的方法有:1、断口形貌特征:在这种类型时,使用得最多的是

10、称为断口形貌转化温度FATT,是根据断口上出现50%纤维状的韧性断口和50%结晶状态的脆性断口作标准。和静拉伸断口一样,冲击试样断口一般也存在三个区域2、能量标准以某一固定能量来确定脆化温度3、断口的变形特征将缺口试样冲断时,缺口的一侧收缩,另一侧膨胀,测量两侧面的变长,以边长差值为作为冷脆转化温度。A比B不容易低温断裂,因为A的最大冲击值比B大且A的脆性转变温度比B要小,因此A的抗冷脆能力断口呈暗灰色的纤维状比B大。9、Whatisdifferenceincharacteristicsbetweenductilefractureandbrittle?Whythelatterismoreris

11、kyinpractice?答:韧性断裂:韧性断裂在断裂前产生较大的塑性变形,断口呈暗灰色的纤维状,微观上断口以微孔聚合机制形成,断裂过程为:颈缩-最大轴向拉应力位于试样中心-开始产生微孔-继而长大和聚合-中心裂纹-沿着垂直于拉力轴的方向伸展-到试样边缘以大约和轴向成45平面剪切断开;脆性断裂:而脆性断裂在断裂前没有明显的塑性变形,断口平齐,呈光良的结晶状。特征有:脆断都是属于低应力破坏,其破坏应力往往低于材料的屈服极限,一般都发生在较低温度,通常发生脆断时的材料的温度均在室温一下20,脆断发生前,无预兆,开裂速度快,为音速的1/3,发生断裂的裂纹源是勾践中的应力集中处。于切应力。1为拉应力,3

12、为等值压应力,1=-3=2=0.沿着横截面断裂切断(塑性)断口呈螺旋状与纵轴成45断裂脆性断裂扭转应力状态系数较拉伸应力状态系数高,故可以用来测定那些在拉伸时呈现脆性的材料的强度和塑性.11.Basedonthefollowinggraph,wouldyoupleaseexplainwhatthemaininfluencingfactorsformetalsresistivityare?Why?答:Theresistivityisdefinedbyscatteringeventsduetotheimperfectionsandthermalvibrations.Totalresistivity

13、totcanbedescribedbytheMatthiessenrule:total=thermal+impurity+deformationthermal-fromthermalvibrations,impurityfromimpurities,deformation-fromdeformation-induceddefects(1)温度对金属导电性的影响:金属电阻率随温度升高而增大。尽管温度对有效电子数和电子平均速度几乎没有影响,然而温度升高会使晶格振动加剧,瞬间偏离平衡位置的原子数增加,使电子运动的自由程减小,散射几率增加而导致电阻率增大。(2)冷塑性变形与应力:冷加工变形引起金属电阻

14、率增大的原因有:一是冷加工变形使晶体点阵畸变和晶体缺陷增加,特别是空位浓度的增加,造成点阵电场的不均匀而加剧对电子散射的结果;其次是冷加工变形使原子间距有所改变,也会对电阻率产生一定影响。若对冷加工变形的金属进行退火,使它产生回复和再结晶,则电阻率下降。主要原因是退火可以降低点缺陷浓度,而再结晶过程可消除变形造成的点阵畸变和晶体缺陷,所以使电阻率下降,恢复到变形前的水平。(3)合金化或杂质:合金元素和相结构对金属导电性的影响:纯金属的导电性与其在元素周期表中的位置有关,这是由不同的能带结构决定的。合金的导电性则表现得更为复杂,这是因为金属中加入合金元素后,异类原子将引起点阵畸变,组元间相互作用

15、引起有效电子数和能带结构的变化,以及合金组织结构的变化等,这些因素都会对合金的导电性产生明显的影响。在纯金属是加入其他元素,可能会形成固溶体,也可能形成新相。这二种情况下,合金电阻率随其他元素的加入呈现完全不同的变化规律。固溶体的导电性如果第二组元或杂质原子以代位或间隙原子的形式形成固溶体,会导致电阻率明显升汽车机械基础1工程材料模拟试题1及答案一、填空题1、金属的机械性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标,其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有_、_、_。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有_和_。2、常用的回火方法有低温回火、_和_。3、工程中常用的特殊性能钢有_、_、_。4、根据铝合金成分和工艺特点,可将铝合金分为_和_两大类。5、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分,碳钢分为_、_

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