工程材料力學效能期末試卷

2021-05-17 01:10:03 字數 4007 閱讀 8451

金屬的彈性模量主要取決於金屬原子本性和晶格型別(不敏感:因為合金化熱處理冷塑性變形對彈性模量的影響較小,另外溫度載入速度等對其影響也不大)

為什麼選灰鑄鐵做工具機機身?

因為灰鑄鐵迴圈韌性大,是很好的消振材料。

韌性斷裂與脆性斷裂的區別:

韌性斷裂隨是金屬材料斷裂前產生明顯巨集觀塑性變形的斷裂

有乙個緩慢的過程,裂紋擴充套件過程中,不斷地消耗能量

斷裂面一般平行於最大切應力並與主應力成45°角

斷口纖維狀,灰暗色

脆性斷裂突然發生的斷裂,之前基本不發生塑性變形

斷裂面一般與正應力垂直

斷口平齊而光亮

呈放射狀活結晶狀危害性更大,無明顯徵兆

如何找斷裂源:矩形拉伸試樣斷口中的人字紋花樣的放射方向也與裂紋擴充套件方向平行,其尖端指向裂紋源

拉深斷口三要素:拉深巨集觀斷口呈杯錐形,由纖維區,剪下區,放射區三個區組成,即三要素。(影響因素:試樣形狀,尺寸,金屬材料的效能,實驗溫度,載入速率,受力狀態)

低溫脆性的物理本質及其影響因素本質:巨集觀上,材料的屈服強度會隨溫度的降低急劇增加,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,這個溫度以下材料的屈服強度比斷裂強度大。

因此,在受力時還未發生屈服便斷裂了,顯示材料脆性

影響低溫脆性的因素:

晶體結構:立方以及密排六方金屬轉變溫度高脆性斷裂明顯

化學成分:雜質導致變差

顯微組織:細化晶粒提高塑性,金相組織:不同的組織,吸收衝擊力不同

溫度,載入速度:影響塑性試樣的形狀和尺寸

金屬疲勞斷裂的特點:

疲勞是低應力迴圈延時斷裂,

疲勞是脆性斷裂

疲勞對缺陷十分敏感

疲勞微觀斷口的主要特徵及其形成模型:

斷口特徵具有略呈彎曲並相互平行的溝槽花樣,稱為疲勞條帶

滑移系多的麵心立方金屬,其疲勞條帶明顯,

滑移系少或組織複雜的金屬,其疲勞條帶短窄而紊亂

模型: laird疲勞裂紋擴充套件模型

金屬迴圈硬化和迴圈軟化現象及產生條件

現象:金屬材料在恆定應變範圍內迴圈作用下,隨著迴圈周次的增加,應力增加的就是迴圈硬化,應力下降的就是迴圈軟化

產生條件:位錯的迴圈運動

如果其能產生位錯運動的阻力就出現迴圈硬化

如果其破壞位錯運動原來存在的阻力就迴圈軟化

σb/σs>1.4 迴圈硬化

σb/σs<1.4 迴圈軟化

金屬產生應力腐蝕的條件及機理

條件:應力,化學介質和金屬材料三者是條件

應力: 機件承受的應力包括工作應力和殘餘應力

化學介質:只有在特定的化學介質中,某種金屬材料才能產生應力腐蝕

金屬材料: 所有合金對應力腐蝕都有不同程度的敏感性

機理:應力腐蝕斷裂最基本的機理是滑移——溶解理論和氫脆理論

何為氫致延滯斷裂?為什麼高強度鋼的氫致延滯斷裂是在一定的應變速率下和一定的溫度範圍內出現

1. 由於氫的作用而產生的延滯斷裂現象為———

2. 因為———機理主要是氫固溶於金屬晶格中,產生晶格膨脹畸變,與刃位錯互動作用,氫易遷移到位錯拉應力處,形成氫氣團

應變速率較低而溫度較高時,氫氣團能跟得上位錯運動,但滯後位錯一定距離,因此氣團對位錯起「釘扎「作用,產生區域性硬化。當位錯運動受阻,產生位錯塞積,氫氣團易於在塞積處聚集,產生應力集中,導致微裂

應變速率過高以及溫度低的情況下,氫氣團不能跟上位錯運動便不能產生釘扎作用,也不可能在位錯塞積處聚集,產生應力集中,導致微裂

氫致延滯斷裂是在一定的應變速率下和一定的溫度範圍內出現

區別高強度鋼的應力腐蝕與氫致延滯斷裂的方法

一般採用極化實驗方法

利用外加電流對靜載下產生裂紋時間或裂紋擴充套件速率的影響來判斷,當外加小的陽極電流而縮短產生微裂時間的是應力腐蝕

當外加小的陰極電流而縮短產生微裂時間的是氫致延滯斷裂

斷裂源:前者在表面另乙個多在表面下

斷口巨集觀特徵:應力腐色暗,另乙個光亮

斷口微觀特徵:應力腐蝕斷口一般有較多腐蝕產物另乙個境界上有大量撕裂稜

應力腐蝕會導致二次裂紋

金屬的彈性模量主要取決於金屬原子本性和晶格型別(不敏感:因為合金化熱處理冷塑性變形對彈性模量的影響較小,另外溫度載入速度等對其影響也不大)

為什麼選灰鑄鐵做工具機機身?

因為灰鑄鐵迴圈韌性大,是很好的消振材料。

韌性斷裂與脆性斷裂的區別:

韌性斷裂隨是金屬材料斷裂前產生明顯巨集觀塑性變形的斷裂

有乙個緩慢的過程,裂紋擴充套件過程中,不斷地消耗能量

斷裂面一般平行於最大切應力並與主應力成45°角

斷口纖維狀,灰暗色

脆性斷裂突然發生的斷裂,之前基本不發生塑性變形

斷裂面一般與正應力垂直

斷口平齊而光亮

呈放射狀活結晶狀危害性更大,無明顯徵兆

如何找斷裂源:矩形拉伸試樣斷口中的人字紋花樣的放射方向也與裂紋擴充套件方向平行,其尖端指向裂紋源

拉深斷口三要素:拉深巨集觀斷口呈杯錐形,由纖維區,剪下區,放射區三個區組成,即三要素。(影響因素:試樣形狀,尺寸,金屬材料的效能,實驗溫度,載入速率,受力狀態)

低溫脆性的物理本質及其影響因素本質:巨集觀上,材料的屈服強度會隨溫度的降低急劇增加,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,這個溫度以下材料的屈服強度比斷裂強度大。

因此,在受力時還未發生屈服便斷裂了,顯示材料脆性

影響低溫脆性的因素:

晶體結構:立方以及密排六方金屬轉變溫度高脆性斷裂明顯

化學成分:雜質導致變差

顯微組織:細化晶粒提高塑性,金相組織:不同的組織,吸收衝擊力不同

溫度,載入速度:影響塑性試樣的形狀和尺寸

金屬疲勞斷裂的特點:

疲勞是低應力迴圈延時斷裂,

疲勞是脆性斷裂

疲勞對缺陷十分敏感

疲勞微觀斷口的主要特徵及其形成模型:

斷口特徵具有略呈彎曲並相互平行的溝槽花樣,稱為疲勞條帶

滑移系多的麵心立方金屬,其疲勞條帶明顯,

滑移系少或組織複雜的金屬,其疲勞條帶短窄而紊亂

模型: laird疲勞裂紋擴充套件模型

金屬迴圈硬化和迴圈軟化現象及產生條件

現象:金屬材料在恆定應變範圍內迴圈作用下,隨著迴圈周次的增加,應力增加的就是迴圈硬化,應力下降的就是迴圈軟化

產生條件:位錯的迴圈運動

如果其能產生位錯運動的阻力就出現迴圈硬化

如果其破壞位錯運動原來存在的阻力就迴圈軟化

σb/σs>1.4 迴圈硬化

σb/σs<1.4 迴圈軟化

金屬產生應力腐蝕的條件及機理

條件:應力,化學介質和金屬材料三者是條件

應力: 機件承受的應力包括工作應力和殘餘應力

化學介質:只有在特定的化學介質中,某種金屬材料才能產生應力腐蝕

金屬材料: 所有合金對應力腐蝕都有不同程度的敏感性

機理:應力腐蝕斷裂最基本的機理是滑移——溶解理論和氫脆理論

何為氫致延滯斷裂?為什麼高強度鋼的氫致延滯斷裂是在一定的應變速率下和一定的溫度範圍內出現

3. 由於氫的作用而產生的延滯斷裂現象為———

4. 因為———機理主要是氫固溶於金屬晶格中,產生晶格膨脹畸變,與刃位錯互動作用,氫易遷移到位錯拉應力處,形成氫氣團

應變速率較低而溫度較高時,氫氣團能跟得上位錯運動,但滯後位錯一定距離,因此氣團對位錯起「釘扎「作用,產生區域性硬化。當位錯運動受阻,產生位錯塞積,氫氣團易於在塞積處聚集,產生應力集中,導致微裂

應變速率過高以及溫度低的情況下,氫氣團不能跟上位錯運動便不能產生釘扎作用,也不可能在位錯塞積處聚集,產生應力集中,導致微裂

氫致延滯斷裂是在一定的應變速率下和一定的溫度範圍內出現

區別高強度鋼的應力腐蝕與氫致延滯斷裂的方法

一般採用極化實驗方法

利用外加電流對靜載下產生裂紋時間或裂紋擴充套件速率的影響來判斷,當外加小的陽極電流而縮短產生微裂時間的是應力腐蝕

當外加小的陰極電流而縮短產生微裂時間的是氫致延滯斷裂

斷裂源:前者在表面另乙個多在表面下

斷口巨集觀特徵:應力腐色暗,另乙個光亮

斷口微觀特徵:應力腐蝕斷口一般有較多腐蝕產物另乙個境界上有大量撕裂稜

應力腐蝕會導致二次裂紋

工程材料力學效能

第一章單向靜拉伸力學效能 1 解釋下列名詞。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。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。迴圈韌性 金屬材料在交變載荷下吸收不...

工程材料力學效能

第一章單向靜拉伸力學效能。1.彈性比功 金屬材料吸收彈性變形功的能力。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。3 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...

工程材料力學效能

第一章1.2.彈性形變可逆,塑性形變不可逆。3.彈性模量即等於彈性應力,即彈性模量是產生百分之百彈性變形所需的應力。工程上的彈性模量被稱為材料的剛度,表徵金屬材料對彈性變形的抗力,其值越大,則在相同應力下產生的彈性變形就越小。習題3.金屬的彈性模量主要取決於什麼?為什麼說它是乙個對結構不敏感的力學姓...