当前位置:文档之家› 金属力学性能

金属力学性能

1、名词解释
(1)比例极限:比例极限σp是应力与应变成正比关系的最大应力,即在应力
-应变曲线上开始偏离直线时的应力;σp =Pp/Fo(MPa)Pp----比例极限的载荷,N;Fo ----试样的原截面积,m²或
mm²
(2)变动载荷:指载荷的大小、方向、波形、频率和应力幅,随时间发生周期性变化的一类载荷;
(3)平面应力状态:如果在某种情况下,三个主应力中的一个为零。

例如σ3=0那么这一点的应力状态,我们就称为平面应力状态。

(4)应力腐蚀断裂:由拉伸应力和腐蚀介质外加敏感的材料组织联合作用而引起的慢长而滞后的低应力脆性断裂称为应力腐蚀断裂(SCC)。

(5)弹性比功:又称弹性比能,应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

(6)冷脆:刚在低温冲击时其冲击功极低:这种现象称为钢的冷脆。

(7)循环硬化:指金属材料在应变保持一定的情况下,形变抗力在循环过程中不断增高的现象。

(8)循环软化:金属材料的应变保持在一定的情况下,材料的形变抗力在循环过程中下降,即产生该应变所需的应力逐渐减小,该现象称为“循环软化”。

(9)刚度:在弹性范围内,构件抵抗变形的能力:Q=P/ε=бA/ε=EA
(10)固溶强化:把异类元素原子溶入基体金属得到固溶合金,可以有效地提高屈服强度,这样的强化方法称为固溶强化。

需掌握的知识要点:
冲击韧性:指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,冲击吸收功用符号Ak表示,单位为J。

2、洛氏硬度有几种,其各自的符号及适用范围。

P25
布氏硬度:表示符号HB,适用范围:不适宜零件表面测量,薄壁件或表面硬化层
洛氏硬度:表示符号HR, 适用范围:适用于各种不同硬度材料的检验,不适用于具有粗大组成相火不均匀组织材料的硬度测定
维氏硬度:表示符号HN, 适用范围:常使用于测定表面硬化层仪表零件的硬度显微硬度:表示符号HK, 适用范围:适用于细,线材料的加工硬化程度。

3、断裂的基本过程的组成:裂纹形成,扩展
4、S-N曲线的测定方法,对于一般疲劳极限和有限寿命部分的测试方法分别是什么:分别是升降法和成组试验法
5、变形的种类及各自的特点。

弹性变形:a,有可逆性(外力作用下弹性变形产生,外力去除弹性变形消失)b,单值性(应力和应变保持线性)c,全程性(弹性变形在金属受力到断裂以前全程伴随)塑性变形:1,单晶金属塑变是位错运动的结果2,单晶体金属位错滑移的切应力极小3,单晶体金属切变强度由位错原开动四个阻力组成4,塑变中伴随有弹性变形和形变强化5,位错运动阻力对温度敏感
6、断裂韧度的测试方法分别是什么:三点弯曲法,紧凑拉伸法
7、静拉伸实验能够获得的强度性能指标有哪些?
比例极限σp、弹性极限σe、屈服极限、拉伸强度σb、断裂强度Sk
8、氢致滞后断裂的三阶段分别是什么?
孕育阶段,裂纹亚稳扩展阶段,失稳扩展阶段
9、增加零件刚度的方法有几种,分别是什么?
A,适当增加零件表面尺寸B合理设计零件的剖面形状C合理添置加强筋,采用多支点结构D提高零件接触表面的加工精度或以降低表面的粗糙度E适当增加接触面积,以降低单位压力等。

10、疲劳端口的形貌由几部分构成?
疲劳端口的形貌由疲劳裂纹产生区,疲劳裂纹扩展区和最后断裂区组成
11、提高零件表面质量及强化材料表面的作用。

可在零件表面产生有利的残余压应力,同时能提高机件表面的强度和硬度,提高疲劳强度
12、σ0.2的含义是什么?它是如何表征的?测量材料屈服极限的载荷属于哪一种?σ0.2叫做屈服强度,定义为:产生0.2%残余伸长锁对应的应力称为屈服强度σ0.2= P0.2/Fo(MPa),载荷属于静载荷
13 金属材料塑性的表征指标是什么?
断后伸长率和断面收缩率
14 测量布氏硬度的方法及符号表示
撞击法:用以规定的载荷P(N),把规定直径的淬火钢球,硬质合金球压入金属表层,保持一定时间,测得球冠形压痕的面积。

用钢球时,布氏硬度标为HBS。

用硬质合金球标为HBW.
15 断面收缩率的符号及定义
含义:指断裂后,试件工作部分截面积的相对收缩值。

符号:ψ=(Fo—F)/Fo*100%=(Ao—A)/Ao*100%
16、σ-1的含义是:表示疲劳极限
17 金属材料塑性及屈服极限的关系是?
塑性ek为材料的塑性指标之一,ek=(Sk—σ0.2)/D
由式可知,Sk增加,D减少,σ0.2 减小时,塑性ek增加
18 如何提高材料的刚度?
1、合金元素的溶入。

2、改变材料的组织。

3、塑性变形的影响。

4、温度及加载速度的改变。

从以上方法只能对E起很小的改变,大幅改变其E值,只有选材。

19 应力水平及材料强度如何影响疲劳分散带|?
20 细晶强化的适用范围。

体心立方金属的细晶强化效果最好,而面心或六方晶系的则较差。

21 格里菲斯理论的适用范围。

只适用于脆性固体,如;玻璃,金刚石。

(适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况)。

22 三点弯曲法测量断裂韧度时的具体要求?
试样尺寸必须保证裂纹顶端处于平面应变和小范围内屈服状态。

23 形象E的因素?
1、金属的本质,点阵间距,晶体类型。

2、弹性模数与周期表。

3、合金元素的影响。

4、组织的影响。

5冷变形的影响。

6温度及载荷速度的影响。

24.弹性后效的消除方式是什么?
用回火可以有效地去除金属的弹性后效现象,对钢材一般在300-400℃长时间回
火,铜合金一般150-200℃,长时间回火。

回火的作用是使间隙原子到位错、空位和晶界去自身变得比较稳定。

25.韧性的定义:材料断裂时所吸收的变形功和断裂功
26.夹杂物如何影响材料的断裂韧性?
钢中的夹杂物的韧性均比基本材料差称为脆性相,由于他的存在,均降低K2c 值,而且随夹杂物体积分数fv增加,K2c值降低越多。

27.热疲劳的定义:
构件在由温度循环变化时产生的循环应力及热应变作用下发生的疲劳称为热疲劳。

28.疲劳断裂的特点?
1、疲劳是低应力循环延时断裂,即具有寿命的断裂
2、.疲劳是脆性断裂,断裂时没有发生塑性变形,是突发性的无预兆。

3、疲劳对缺陷(缺口、裂纹及组织缺陷)十分敏感。

29.线弹性力学的使用条件,应力松弛的方式,进行修正后的塑性区尺寸与不考虑,应力松弛情况下的塑性区尺寸的关系。

线性力学的使用条件:a、应力应变分析方法,考虑裂纹尖端附近的应力场强度,得到相应的断裂K判据。

b、能量分析法,考虑裂纹扩展时系统能量的变化,建立能量转化平衡方程,得到相应的断裂G判据。

材料的K1c越高和σs越低,其塑性区宽度就越大,
30、影响金属材料屈服强度的因素:
1、金属的本性对屈服强度的影响;
2、晶粒大小的影响;
3、固溶强化;
4、第二相的影响;
5、形变强化;
6、温度及变形速率。

31、形变强化的意义是什么?
1、形变强化可使金属机件均有一定的抗偶然过载能力,保证机件安全;
2、形变强化可使金属塑变均匀进行,保证冷变形工艺的顺利实现;
3、形变强化可提高金属强度;
4、形变强化还可降低塑性,改善低碳钢的切削加工性能。

32、从力学角度对材料的腐蚀疲劳进行保护。

从力学角度出发应降低应力和消除应力对材料的腐蚀疲劳进行保护。

其具体的方法为:
A、改善结构设计避免或减少局部应力集中;
B、进行消除应力处理(如利用退火处理);
C、按照断裂力学进行结构设计;
33、确定冷脆转变温度的三种方法。

能量准则发:以Ak 值降至某一特定数值时的温度作为Tk;
断口形貌准则法:按特定断口形貌对应温度确定Tk;
断口变形特征准则:试样表面相对膨胀收缩为某一定值(1%或3.8%)或膨胀与收缩部分边长差值为0.18mm时的温度为Tk。

相关主题