第一章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。金屬材料的彈性比功取決於彈性模量和彈性極限。
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.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。
4.彈性變形的實質：金屬的彈性變形是晶格中原子自平衡位置產生可逆位移的反應。
5.彈性極限óe：在應力-應變曲線中，試件解除安裝後能恢復原狀的最大應力。
6. 決定金屬屈服強度的因素有哪些？
答：內在因素：金屬本性及晶格型別、晶粒大小和亞結構、溶質元素、第二相。外在因素：溫度、應變速率和應力狀態。
7.彈性模量的影響因素。
(1) 彈性模量主要決定於原子或分子本性和晶格型別。
(2) 合金化、熱處理(獲得不同的顯微組織)、冷塑性變形對彈性模量的影響較小。
(3) 金屬的彈性模量是乙個對組織不敏感的力學效能指標。溫度、載入速率等外在因素對其影響也不大。
8.單晶和多晶彈性模量的區別：單晶體金屬的彈性模量在不同晶體學方向上是不一樣的，表現出彈性各向異性；多晶體金屬的彈性模量為各晶粒彈性模量的統計平均值，呈現偽各向異性。
8.正彈性後效：
**性後效：
9，塑性變形的主要方式:1)滑移：指的是金屬在切應力作用下沿一定晶面(滑移面)和一定晶向(滑移方向)進行的切變過程。
2)．孿生：指的是金屬在切應力作用下，在金屬晶體內部區域性區域內，沿特定晶面和特定晶向進行的乙個均勻切變過程。
10.多晶體塑性變形的特點：1)各晶粒變形的不同時性和不均勻性；2)變形的相互協調性。
11.屈服機理:(1) 非均勻屈服的柯氏氣團釘扎理論:
α-fe中，c、n原子與位錯互動作用形成柯氏氣團，釘扎位錯，使位錯運動受阻——存在上屈服點。位錯從柯氏氣團擺脫釘扎後，可在低應力下進行運動——存在下屈服點。(2) 非均勻屈服的位錯塞積群理論:
少量位錯同向運動受阻，形成塞積群，導致材料要繼續發生塑性變形必須加大外應力(上屈服點)；一旦障礙被衝破，繼續發生塑性變形所需的外應力下降(下屈服點)。(3)金屬材料塑性變形的應變速率與位錯密度、位錯運動速率及伯氏向量成正比。
12.應變強化：材料在應力作用下進入塑性變形階段後，隨著變形量的增大，形變應力不斷提高的現象。
13.磨損、腐蝕和斷裂是機件的三種主要失效形式，其中以斷裂的危害最大。
14.拉伸斷口三要素：纖維區、放射區、剪下唇。
15. 斷裂的分類 (一) 韌性斷裂和脆性斷裂：根據斷裂前塑性變形的大小進行的分類 (1) 韌性斷裂：
指的是在斷裂前發生明顯巨集觀塑性變形的斷裂。韌性斷裂的斷裂特點 ①斷裂前發生明顯巨集觀塑性變形ψ>5% ，斷裂面一般平行於最大切應力，並與主應力成45°，斷口呈纖維狀，暗灰色② 斷裂時的名義應力高於屈服強度③ 裂紋擴充套件慢，消耗大量塑性變形能(2) 脆性斷裂：指的是突然發生的斷裂，斷裂前基本不發生塑性變形。
脆性斷裂的斷裂特點① 斷裂前不發生明顯塑性變形ψ<5%，斷裂面一般與正應力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結晶狀② 斷裂時材料承受的工作應力往往低於屈服強度—低應力斷裂 ③ 裂紋擴充套件快速、突然。
(二) 穿晶斷裂與沿晶斷裂根據裂紋擴充套件途徑進行的分類。
1、穿晶斷裂：裂紋穿過晶界。從巨集**，穿晶斷裂可以是韌性或脆性斷裂；兩者有時可混合發生。 2、沿晶斷裂：裂紋沿晶擴充套件。從巨集**，沿晶斷裂多數是脆性。
(三) 純剪下斷裂與微孔聚集、解理斷裂根據斷裂機理進行的分類。(1)剪下斷裂：在切應力作用下，沿滑移面分離而造成的滑移面分離斷裂。
分純剪下斷裂和微孔聚集型斷裂。(2) 解理斷裂：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(解理面)而產生的穿晶斷裂。
16.拉伸應力曲線: oe彈性變形階段、eac不均勻塑性變形階段cb均勻塑性變形階段bk不均勻集中塑性變形階段k斷裂
課後習題．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。．
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。
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。
第二章1.應力狀態軟性係數α：材料或工件所承受的最大切應力
τmax和最大正應力σmax比值，
表示它們的相對大小，α值越大，最大切應力分量越大，表示應力狀態越「軟」，金屬越容易產生塑性變形和韌性斷裂，反之。α值越小，最大正應力分量越大，應力狀態月「硬」，金屬越不易產生塑性變形而易產生脆性斷裂。
2.缺口的第乙個效應：缺口造成應力集中。並改變了缺口前方的應力狀態。缺口的第二個效應：缺口使塑性材料的強度增高，塑性降低。
3.缺口敏感度：缺口試樣的抗拉強度與等截面光滑試樣抗拉強度的比值。
4.硬度的分類：**硬度、壓入硬度、劃痕硬度。
1）布氏硬度法（hbw）原理：用一定直徑d（mm）的硬質合金球作為壓頭，施以一定的試驗力f（n）,將其壓入試樣表面，經規定保持時間t(s)後卸除試驗力，試樣表面將殘留表面壓痕，測量壓痕平均直徑d(mm),求得面積a（mm2）。
(1) 優點：壓痕面積大；實驗資料穩定，重複性好。
(2) 缺點：不能用於表面不允許有較大壓痕的材料，也不宜用於薄件試樣；不同材料需要更換壓頭直徑和改變試驗力。
布氏硬度表示方法：①硬度值；②符號hbw③球直徑試驗力④試驗力保持時間（10-15s不標註）
600hbw1/30/20:布氏硬度值600，試驗球的直徑1mm，試驗力為30kgf,試驗力保持時間20s。
2）洛氏硬度實驗原理：壓頭：圓錐角α=120°的金剛石圓錐體(hra、hrc)k=0.2mm；淬火鋼球或硬質合金球(hrb)k=0.26mm。
以壓頭留下的壓痕深度表示材料的硬度值。
優點 ：操作簡便、迅速，可直接讀值；可在工件上進行試驗；可測定各種軟硬不同和薄厚不一試樣的硬度。
缺點：壓痕較小，代表性差；有偏析及組織不均勻時，所測硬度值重複性差、分散度大；試驗力大，不能用來測量極薄試樣、滲氮層及鍍層。用不同標尺測得的硬度值彼此沒有聯絡，不能直接比較。
洛氏硬度表示方法：硬度值、符號hr、標尺字母
3）維氏硬度（hv）原理：與布氏硬度相同（壓頭為兩相對面間夾角為136度的金剛石四稜錐體）
b標尺洛氏硬度有兩種材料的球壓頭，在硬度符號後面要加以明示：鋼球用s表示；硬質合金球用w表示。
優點： 壓痕清晰，採用對角線長度計量，精度較高；載荷f與壓球直徑d不存在約束關係；不同標尺的硬度可以統一；可測更薄試件。缺點：測定方法較麻煩，效率低。
（4）努氏硬度hk——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。
（5）肖氏硬度hs——採動載荷試驗法，根據重錘回跳高度表證的金屬硬度。
（6）裡氏硬度hl——採動載荷試驗法，根據重錘回跳速度表證的金屬硬度。
第三章衝擊韌性：指的是材料在衝擊載荷作用下，吸收塑性變形功和斷裂功的大小。常用標準試樣的衝擊吸收功ak來表示。
低溫脆性：金屬或合金，當溫度低於某一溫度tk時，ak明顯↓，轉變為脆性狀態，該現象稱為低溫脆性(冷脆)
韌脆轉變溫度tk：衝擊韌性顯著下降的溫度，是衡量材料冷脆轉化傾向的重要指標。
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。
2、低溫脆性(冷脆)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。
從微觀機制來看低溫脆性與位錯在晶體點陣中運動的阻力有關，當溫度降低時，位錯運動阻力增大，原子熱啟用能力下降，因此材料屈服強度增加。
第四章1. 裂紋擴充套件的基本形式張開型(i型)、滑開型(ii型)、撕開型(iii型)，裂紋的擴充套件常常是組合形式，i型裂紋最危險。
2. 應力場強度因子：對於給定材料，裂紋尖端附近確定點p(r，θ)，ki決定了裂紋尖端應力場的大小或強弱程度， 稱為應力場強度因子
y：裂紋形狀係數，與裂紋型別有關，ki：mpa·m1/2 或kn·m-3/2 ，a：裂紋半長或全長
3. 斷裂韌度kic :當應力達到斷裂強度，裂紋失穩擴充套件而導致材料的斷裂，此時ki達到臨界值kc或kic—斷裂韌度，是力學效能指標。
kc：平面應力條件下斷裂韌度； kic：平面應變條件下的斷裂韌度
4. kic與ki之間的區別(1) kic是材料的力學效能指標之一，反映了材料抵抗裂紋失穩擴充套件即抵抗脆性斷裂的能力。它決定於材料的成分、組織結構等內在因素，而與外加應力及試樣尺寸等外在因素無關。
(2) kic是ki的臨界值，與ki有相同的量綱，但kic與ki的意義截然不同。ki描述裂紋前端內應力場強弱的力學參量，決定於外加應力、試樣尺寸和裂紋型別，而與材料無關。
5. 脆性斷裂k判據： ki≥kic，即
6. 斷裂的能量g判據——裂紋失穩擴充套件的條件：
gi≥gic ——平面應變條件下gi≥gc ——平面應力條件下
平面應力時平面應變時：
7. 理論強度公式
第五章1．高周疲勞定義：材料在低於屈服極限的交變應力作用下，於超過105迴圈周次而產生的疲勞斷裂。
2.低周疲勞定義：材料在接近或超過屈服極限的交變應力作用下，由於塑性應變反覆迴圈，於超過102-105迴圈周次而產生的疲勞斷裂。
3.疲勞特點：(1) 低應力、延時、有壽命的斷裂。(2) 脆性斷裂3) 疲勞對缺陷十分敏感
4.疲勞巨集觀斷口的巨集觀特徵
疲勞源：裂紋的萌生地。一般在表面，也可在內部。光亮度最大。表面產生加工硬化。可有乙個或幾個疲勞源—應力狀態和大小。
疲勞區(貝紋區)：斷面比較光滑，並分布有貝紋線。迴圈應力低，材料韌性好，疲勞區大，貝紋線細、明顯。
材料力學效能
蠕變 金屬在長時間的恆溫 恆載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現象。蠕變極限 在高溫長時間載荷作用下不致產生過量塑性變形的抗力指標。該指標與常溫下的屈服強度相似。應力腐蝕 金屬在拉應力和特定的化學介質共同作用下，經過一段時間後所產生的低應力脆性斷裂叫應力腐蝕。靜力韌度 材料在靜拉伸時單位體積材料從變形到...
材料力學效能
斷裂是機械和工程構件失效的主要形式之一，它比其它失效形式，如失穩 磨損 腐蝕等，更具有危險性。斷裂是材料的一種十分複雜的行為，在不同的力學 物理和化學環境下，會有不同的斷裂形式。例如，在迴圈應力作用下材料會發生疲勞斷裂，在高溫持久應力作用下會發生蠕變斷裂，在腐蝕環境下會發生應力腐蝕或腐蝕疲勞斷裂等等...
材料力學效能
試說明高溫下金屬蠕變變形的機理與常溫下金屬塑性變形的機理有何不同？答 常溫下金屬塑性變形主要是通過位錯滑移和孿晶進行的，以位錯滑移為主要機制。當滑移面上的位錯運動受阻產生塞積時，必須在更大的切應力作用下才能使位錯重新運動和增值，巨集觀變現為加工硬化現象，或對於螺型位錯，採用交滑移改變滑移面來實現位錯...