金屬力學(xué)性能

1、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滯彈性：金屬材料在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時(shí)間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象稱為滯彈性，也就是應(yīng)變落后與應(yīng)力的現(xiàn)象.包申格效應(yīng)：材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形（<14%）后卸載，而后再同向加載時(shí)，則屈服強(qiáng)度增大，反向加載時(shí)，則屈服強(qiáng)度減少的現(xiàn)象稱為包申格效應(yīng)。塑性：金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力脆性：材料在外力作用下(如拉伸、沖擊等)僅產(chǎn)生很小的變形即斷裂破壞的性質(zhì)。韌性：金屬材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。穿晶斷裂：穿晶斷裂的裂紋穿過晶內(nèi)，可以是韌性斷裂，也可以是

2、脆性斷裂沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴(kuò)展，多數(shù)是脆性斷裂韌脆轉(zhuǎn)變：具有一定韌性的金屬材料當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟赛c(diǎn)時(shí)，沖擊吸收功明顯下降，斷裂方式有原來的韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔?，這種現(xiàn)象稱為韌脆轉(zhuǎn)變16、根據(jù)公式1-44既得17、格雷菲斯理論的局限性：該理論只適用與脆性固體，如玻璃、金剛石等，也就是只適用與那些裂紋尖端塑性變形可以忽略的情況。因此要對(duì)該公式進(jìn)行修正。18、19不詳25、公式左邊項(xiàng)小雨右邊項(xiàng)，則裂紋雖形成但不會(huì)自動(dòng)擴(kuò)展，反之左邊大于右邊，則裂紋一產(chǎn)生就自動(dòng)擴(kuò)展。所以只要降低左邊項(xiàng)所涉及的因素都會(huì)是韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低。第二章1、應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：材料或工件所承受的最大切應(yīng)力max和最大正應(yīng)力比值，即缺口

3、效應(yīng)：絕大多數(shù)都不是截面均勻、表面光滑體，而往往存在截面急劇變化，如鍵糟、油孔、軸肩、螺紋、焊縫等，這種截面變化的部位往往視為“缺口”，由于缺口的存在，在載荷作用下缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的缺口效應(yīng)。布氏硬度：用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，采用單位面積所承受的試驗(yàn)力計(jì)算而得到的硬度洛氏硬度：采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球做壓頭，以測量壓痕深度所表示的硬度維氏硬度：以兩相對(duì)面夾角為136°的金剛石四棱錐做壓頭，采用單位面積所承受的試驗(yàn)力計(jì)算得到的硬度努氏硬度：采用連個(gè)對(duì)面角不等的四棱錐金剛石壓頭，由試驗(yàn)力除以壓痕投影面積得到的硬度 第三章沖擊韌度：材料在沖擊載荷作用下吸收

4、塑性變形功和斷裂功的能力低溫脆性：體心立方晶體金屬及其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(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，在試驗(yàn)溫度低于某一溫度tK時(shí)，會(huì)由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫硇?，端口特征由纖維狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶狀，這就是低溫脆性。韌脆轉(zhuǎn)變溫度：在試驗(yàn)溫度低于某一溫度tK時(shí)，會(huì)由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，該溫度即為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。第四章低應(yīng)力脆斷：高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼的機(jī)件，中低強(qiáng)度鋼的大型，重型機(jī)件在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂。應(yīng)力場強(qiáng)度因子KI:在裂紋尖端區(qū)域各點(diǎn)的盈利分量除了決定于位置外，尚與強(qiáng)度因子KI有關(guān)對(duì)于某一確定的點(diǎn)，其應(yīng)力分量由KI確定

5、，KI越大，則應(yīng)力場各點(diǎn)的應(yīng)力分量越大，這樣KI就可以表示應(yīng)力場強(qiáng)弱程度，稱KI為應(yīng)力場強(qiáng)度因子。裂紋擴(kuò)展K判據(jù)：裂紋在受力時(shí)只要滿足KIKIC，就會(huì)產(chǎn)生脆性斷裂，反之，即使存在裂紋，若KIKIC也不會(huì)斷裂。裂紋擴(kuò)展能量釋放率GI:I型裂紋擴(kuò)展單位面積時(shí)系統(tǒng)釋放勢能的數(shù)值。 所以，Ki>Kic,裂紋會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展，不安全第五章應(yīng)力范圍：疲勞試驗(yàn)循環(huán)中，最大應(yīng)力和最小應(yīng)力的代數(shù)差值。應(yīng)變范圍：疲勞試驗(yàn)循環(huán)中，最大應(yīng)變和最小應(yīng)變的代數(shù)差值應(yīng)力幅：疲勞試驗(yàn)循環(huán)中，最大應(yīng)力和最小應(yīng)力的代數(shù)差值的1/2。疲勞壽命：試樣在交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變作用下直至發(fā)生破壞前所經(jīng)受應(yīng)力或應(yīng)變的循環(huán)次數(shù)。熱疲勞：機(jī)件在由

6、溫度循環(huán)變化時(shí)產(chǎn)生的循環(huán)熱應(yīng)力及熱應(yīng)變作用下發(fā)生的疲勞。3、7、機(jī)理主要有三種方式：表面滑移帶開裂；第二相、夾雜物或其界面開裂；晶界或亞晶界開裂。阻止疲勞裂紋萌生的一般方法：1、提高材料表面的強(qiáng)韌性，可以通過滲C，滲N、C、N共滲或者噴丸技術(shù)實(shí)現(xiàn)。2、提高表面質(zhì)量，降低表面粗糙度。3、提高冶金質(zhì)量，降低夾雜物的含量，減少應(yīng)力集中。4、通過熱處理提高材料中韌性相，減少脆性相。第六章應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象氫脆：由于氫和應(yīng)力共同作用而導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象白點(diǎn)：當(dāng)鋼種含有過量的氫時(shí)，隨著溫度降低氫在鋼中的溶解度減小，如果過飽和的

7、氫未能擴(kuò)散逸出，便聚集在某些缺陷處形成氫分子，此時(shí)，氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)應(yīng)力很大足以使金屬局部撕裂，而形成微裂紋。氫化物致脆：對(duì)于IVB或VB族金屬，由于他們與氫有較大的親和力，極易生成脆性脆性氫化物使金屬脆化。氫致延滯斷裂：這種由于氫的作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象就是氫致延滯斷裂。3、產(chǎn)生條件：應(yīng)力、化學(xué)介質(zhì)和金屬材料。產(chǎn)生機(jī)理：滑移-溶解理論（即在拉應(yīng)力作用下，裂紋尖端地區(qū)發(fā)生局部塑性變形，滑移臺(tái)階在表面露頭時(shí)鈍化膜破裂，顯露出新鮮表面。這個(gè)新鮮表面在電解質(zhì)溶液中稱為陽極，而其余具有鈍化膜的金屬表面便成為陰極，從而形成腐蝕微電池）和氫脆理論（氫原子進(jìn)入鋼中，并在鋼中遷移，在位錯(cuò)附件的拉應(yīng)力區(qū)形成氫氣團(tuán)。再外加應(yīng)力作用下，氣團(tuán)隨著位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，但落后一定距離，因此便對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生釘扎作用，是局部產(chǎn)生硬化。若應(yīng)力足夠大，則在位錯(cuò)塞積的端部形成應(yīng)力集中，形成裂紋）。第七章磨損：機(jī)件表面相互接觸并產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表面逐漸由微笑顆粒分離出來而形成磨屑，使表面材料逐漸損失造成表面損傷的現(xiàn)象耐磨性：材料抵抗磨損的性能接觸疲勞：兩接觸面做滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力長期作用下，材料表面因疲勞損傷，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生小片金屬剝落而使材料損失的現(xiàn)象第八章等強(qiáng)溫度：晶粒與晶界兩者強(qiáng)度相等的溫度約比溫度：金屬材料試驗(yàn)溫度與金屬熔點(diǎn)的比值（用熱力學(xué)溫