機械工業出版社 2008第2版
第一章單向靜拉伸力學效能
1、 解釋下列名詞。
1彈性比功：金屬材料吸收彈性變形功的能力，一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。
2．滯彈性：金屬材料在彈性範圍內快速載入或解除安裝後，隨時間延長產生附加彈性應變的現象稱為滯彈性，也就是應變落後於應力的現象。
3．迴圈韌性：金屬材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力稱為迴圈韌性。
4．包申格效應：金屬材料經過預先載入產生少量塑性變形，解除安裝後再同向載入，規定殘餘伸長應力增加；反向載入，規定殘餘伸長應力降低的現象。
5．解理刻面：這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。
6．塑性：金屬材料斷裂前發生不可逆永久（塑性）變形的能力。
韌性：指金屬材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。
7.解理台階：當解理裂紋與螺型位錯相遇時，便形成乙個高度為b的台階。
8.河流花樣：解理台階沿裂紋前端滑動而相互匯合,同號台階相互匯合長大,當匯合台階高度足夠大時,便成為河流花樣。是解理台階的一種標誌。
9.解理面：是金屬材料在一定條件下，當外加正應力達到一定數值後，以極快速率沿一定晶體學平面產生的穿晶斷裂，因與大理石斷裂類似，故稱此種晶體學平面為解理面。
10.穿晶斷裂：穿晶斷裂的裂紋穿過晶內，可以是韌性斷裂，也可以是脆性斷裂。
沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴充套件，多數是脆性斷裂。
11.韌脆轉變：具有一定韌性的金屬材料當低於某一溫度點時，衝擊吸收功明顯下降，斷裂方式由原來的韌性斷裂變為脆性斷裂，這種現象稱為韌脆轉變
2、 說明下列力學效能指標的意義。
答：e彈性模量 g切變模量規定殘餘伸長應力屈服強度
金屬材料拉伸時最大應力下的總伸長率
n 應變硬化指數 【p15】
3、 金屬的彈性模量主要取決於什麼因素？為什麼說它是乙個對組織不敏感的力學效能指標？
答：主要決定於原子本性和晶格型別。合金化、熱處理、冷塑性變形等能夠改變金屬材料的組織形態和晶粒大小，但是不改變金屬原子的本性和晶格型別。
組織雖然改變了，原子的本性和晶格型別未發生改變，故彈性模量對組織不敏感。【p4】
10. 試述韌性斷裂與脆性斷裂的區別。為什麼脆性斷裂最危險？【p21】
答：韌性斷裂是金屬材料斷裂前產生明顯的巨集觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有乙個緩慢的撕裂過程，在裂紋擴充套件過程中不斷地消耗能量；而脆性斷裂是突然發生的斷裂，斷裂前基本上不發生塑性變形，沒有明顯徵兆，因而危害性很大。
13. 何謂拉伸斷口三要素？影響巨集觀拉伸斷口性態的因素有哪些？
答：巨集觀斷口呈杯錐形，由纖維區、放射區和剪下唇三個區域組成，即所謂的斷口特徵三要素。上述斷口三區域的形態、大小和相對位置，因試樣形狀、尺寸和金屬材料的效能以及試驗溫度、載入速率和受力狀態不同而變化。
第二章金屬在其他靜載荷下的力學效能
一、解釋下列名詞：
（1）應力狀態軟性係數——材料或工件所承受的最大切應力τmax和最大正應力σmax比值，即： 【新書p39 舊書p46】
（2）缺口效應——絕大多數機件的橫截面都不是均勻而無變化的光滑體，往往存在截面的急劇變化，如鍵槽、油孔、軸肩、螺紋、退刀槽及焊縫等，這種截面變化的部分可視為「缺口」，由於缺口的存在，在載荷作用下缺口截面上的應力狀態將發生變化，產生所謂的缺口效應。【p44 p53】
（3）缺口敏感度——缺口試樣的抗拉強度σbn的與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強度σb 的比值，稱為缺口敏感度，即： 【p47 p55 】
（4）布氏硬度——用鋼球或硬質合金球作為壓頭，採用單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。【p49 p58】
（5）洛氏硬度——採用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度所表示的硬度【p51 p60】。
（6）維氏硬度——以兩相對面夾角為136。的金剛石四稜錐作壓頭，採用單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。【p53 p62】
（7）努氏硬度——採用兩個對面角不等的四稜錐金剛石壓頭，由試驗力除以壓痕投影面積得到的硬度。
（8）肖氏硬度——採動載荷試驗法，根據重錘回跳高度表證的金屬硬度。
（9）裡氏硬度——採動載荷試驗法，根據重錘回跳速度表證的金屬硬度。
二、說明下列力學效能指標的意義
（1）σｂｃ——材料的抗壓強度【p41 p48】
（2）σｂｂ——材料的抗彎強度【p42 p50】
（3）τｓ——材料的扭轉屈服點【p44 p52】
（4）τｂ——材料的抗扭強度【p44 p52】
（5）σｂｎ——材料的抗拉強度【p47 p55】
（6）nsr——材料的缺口敏感度【p47 p55】
（7）hbw——壓頭為硬質合金球的材料的布氏硬度【p49 p58】
（8）hra——材料的洛氏硬度【p52 p61】
（9）hrb——材料的洛氏硬度【p52 p61】
（10）hrc——材料的洛氏硬度【p52 p61】
（11）hv——材料的維氏硬度【p53 p62】
三、試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉試驗的特點和應用範圍。
四．試述脆性材料彎曲試驗的特點及其應用。
五、缺口試樣拉伸時的應力分布有何特點？【p45 p53】
在彈性狀態下的應力分布：薄板：在缺口根部處於單向拉應力狀態，在板中心部位處於兩向拉伸平面應力狀態。厚板：在缺口根部處於兩向拉應力狀態，缺口內側處三向拉伸平面應變狀態。
無論脆性材料或塑性材料，都因機件上的缺口造成兩向或三向應力狀態和應力集中而產生脆性傾向，降低了機件的使用安全性。為了評定不同金屬材料的缺口變脆傾向，必須採用缺口試樣進行靜載力學效能試驗。
七、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實驗原理，並比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗方法的優缺點。【p49 p57】
原理布氏硬度：用鋼球或硬質合金球作為壓頭，計算單位面積所承受的試驗力。
洛氏硬度：採用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度。
維氏硬度：以兩相對面夾角為136。的金剛石四稜錐作壓頭，計算單位面積所承受的試驗力。
布氏硬度優點：實驗時一般採用直徑較大的壓頭球，因而所得的壓痕面積比較大。壓痕大的乙個優點是其硬度值能反映金屬在較大範圍內各組成相得平均效能；另乙個優點是實驗資料穩定，重複性強。
缺點：對不同材料需更換不同直徑的壓頭球和改變試驗力，壓痕直徑的測量也較麻煩，因而用於自動檢測時受到限制。
洛氏硬度優點：操作簡便，迅捷，硬度值可直接讀出；壓痕較小，可在工件上進行試驗；採用不同標尺可測量各種軟硬不同的金屬和厚薄不一的試樣的硬度，因而廣泛用於熱處理質量檢測。缺點：
壓痕較小，代表性差；若材料中有偏析及組織不均勻等缺陷，則所測硬度值重複性差，分散度大；此外用不同標尺測得的硬度值彼此沒有聯絡，不能直接比較。
維氏硬度優點：不存在布氏硬度試驗時要求試驗力f與壓頭直徑d之間所規定條件的約束，也不存在洛氏硬度試驗時不同標尺的硬度值無法統一的弊端；維氏硬度試驗時不僅試驗力可以任意取，而且壓痕測量的精度較高，硬度值較為準確。缺點是硬度值需要通過測量壓痕對角線長度後才能進行計算或查表，因此，工作效率比洛氏硬度法低的多。
第三章金屬在衝擊載荷下的力學效能
衝擊韌度: :u形缺口衝擊吸收功除以衝擊試樣缺口底部截面積所得之商，稱為衝擊韌度，αku=aku/s （j/cm2）, 反應了材料抵抗衝擊載荷的能力,用表示。p57注釋/p67
衝擊吸收功: 缺口試樣衝擊彎曲試驗中，擺錘沖斷試樣失去的位能為mgh1-mgh2。此即為試樣變形和斷裂所消耗的功，稱為衝擊吸收功，以表示，單位為j。p57/p67
低溫脆性： 體心立方晶體金屬及合金或某些密排六方晶體金屬及其合金，特別是工程上常用的中、低強度結構鋼（鐵素體-珠光體鋼），在試驗溫度低於某一溫度時，會由韌性狀態變為脆性狀態，衝擊吸收功明顯下降，斷裂機理由微孔聚集型變為穿晶解理型，斷口特徵由纖維狀變為結晶狀，這就是低溫脆性。
韌性溫度儲備:材料使用溫度和韌脆轉變溫度的差值，保證材料的低溫服役行為。
二、 （1）：衝擊吸收功。含義見上面。衝擊吸收功不能真正代表材料的韌脆程度，但由於它們對材料內部組織變化十分敏感，而且衝擊彎曲試驗方法簡便易行，被廣泛採用。
akv (cvn)：v型缺口試樣衝擊吸收功.
aku：u型缺口衝擊吸收功.
（2）fatt50：衝擊試樣斷口分為纖維區、放射區（結晶區）與剪下唇三部分，在不同試驗溫度下，三個區之間的相對面積不同。溫度下降，纖維區面積突然減少，結晶區面積突然增大，材料由韌變脆。
通常取結晶區面積佔整個斷口面積50%時的溫度為，並記為50%fatt，或fatt50%，t50。（新書p61，舊書p71）
或:結晶區佔整個斷口面積50%是的溫度定義的韌脆轉變溫度.
（3）ndt: 以低階能開始上公升的溫度定義的韌脆轉變溫度,稱為無塑性或零塑性轉變溫度。
（4）fte: 以低階能和高階能平均值對應的溫度定義tk，記為fte
（5）ftp: 以高階能對應的溫度為tk，記為ftp
四、試說明低溫脆性的物理本質及其影響因素
低溫脆性的物理本質：巨集觀上對於那些有低溫脆性現象的材料，它們的屈服強度會隨溫度的降低急劇增加，而斷裂強度隨溫度的降低而變化不大。當溫度降低到某一溫度時，屈服強度增大到高於斷裂強度時，在這個溫度以下材料的屈服強度比斷裂強度大，因此材料在受力時還未發生屈服便斷裂了，材料顯示脆性。
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