性能學(xué)習(xí)題集

1、一、 名詞解釋1、 塑性2、 韌性3、 脆性斷裂4、 韌性斷裂5、 低溫脆性與韌脆轉(zhuǎn)變溫度6、 缺口敏感度7、 粘著磨損8、 彈性9、 彈性比功10、 包申格效應(yīng)11、 內(nèi)耗12、 滯彈性13、 沖擊韌度14、 循環(huán)韌性15、 低溫脆性16、 韌脆轉(zhuǎn)變溫度17、 規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力與比例極限18、 缺口敏感度19、 張開(kāi)型裂紋20、 應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KI21、 裂紋擴(kuò)展K判據(jù)22、 裂紋擴(kuò)展G判據(jù)23、 裂紋尖端張開(kāi)位移及斷裂判據(jù)24、 材料常規(guī)力學(xué)性能的五大指標(biāo)25、 斷口特征三要素26、 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)27、 剪切斷裂28、 解理斷裂29、 河流花樣30、 韌窩31、 硬性應(yīng)力狀態(tài)和軟性應(yīng)

2、力狀態(tài)32、 理論斷裂強(qiáng)度33、 過(guò)載損傷34、 疲勞強(qiáng)度35、 過(guò)載損傷界36、 疲勞壽命37、 次載鍛煉38、 磨損39、 耐磨性40、 粘著磨損41、 磨粒磨損42、 腐蝕磨損43、 微動(dòng)磨損44、 沖蝕磨損45、 接觸疲勞46、 跑合47、 蠕變48、 應(yīng)力腐蝕49、 氫脆50、 氫蝕51、 白點(diǎn)52、 氫化物致脆53、 氫致延滯斷裂54、 松弛穩(wěn)定性55、 等溫強(qiáng)度二、 簡(jiǎn)答題1、 為什么拉伸試驗(yàn)又稱為靜拉伸試驗(yàn)？拉伸試驗(yàn)可以測(cè)定哪些力學(xué)性能？2、 拉伸式樣拉斷后，測(cè)量標(biāo)距長(zhǎng)度應(yīng)注意的事項(xiàng)有哪些？3、 金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說(shuō)它是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？4、

3、 消除包申格效應(yīng)的方法有哪些？5、 包申格效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理是什么？6、 常用的硬度試驗(yàn)方法有哪幾種？分別反映材料的哪種性能？常用于測(cè)量哪些硬度？7、8、 試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。為什么脆性斷裂最危險(xiǎn)？9、 觀察實(shí)際構(gòu)件的宏觀斷口主要從哪幾個(gè)方面入手？10、 實(shí)際構(gòu)件的宏觀斷口的特征總結(jié)。11、 如今有如下工件，需測(cè)試硬度，試說(shuō)明采用何種硬度試驗(yàn)方法適宜？ 1）滲碳層中的硬度分布 2）淬火鋼件 3）灰鑄鐵 4）鑒別鋼中殘余和隱晶M 5）硬質(zhì)合金 6）陶瓷涂層 7）電鍍鍍層 8）玻璃今有如下工件需要測(cè)定硬度，試說(shuō)明選用何種硬度試驗(yàn)法為宜。滲碳層的硬度分布努氏硬度淬火鋼洛氏硬度灰鑄鐵布氏硬度鑒別

4、鋼中的隱晶馬氏體與殘余奧氏體顯微維氏硬度儀表小黃銅齒輪布什硬度今有如下工件需要測(cè)定硬度，試說(shuō)明選用何種硬度試驗(yàn)法為宜。硬質(zhì)合金洛氏硬度球鐵鑄件布什硬度龍門刨床導(dǎo)軌洛氏硬度氮化層表面洛氏硬度珠寶鑒定努氏硬度12、 影響彈性模量的因素有哪些？13、 影響金屬材料力學(xué)性能的因素有哪些？14、 影響屈服強(qiáng)度的內(nèi)在因素有哪些？15、 影響屈服強(qiáng)度的外在因素有哪些？16、 屈服強(qiáng)度的工程意義。17、 金屬材料產(chǎn)生明顯屈服的條件是什么？18、 試述加工硬化的工程意義。19、 影響三要素所占比例的因素是什么？20、 格里菲斯公式的適用范圍是什么？在什么情況下需要修正？21、 彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)是什么？22、 扭轉(zhuǎn)

5、實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是什么？23、 試述缺口的三個(gè)效應(yīng)是什么？24、 影響材料缺口敏感度的因素有哪些？25、 試述布氏硬度實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)。26、 試述洛氏硬度實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)。27、 試述維氏硬度實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)。28、 簡(jiǎn)述一次性沖擊彎曲試驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用。29、 材料在承受沖擊載荷時(shí)性能發(fā)生哪些改變？30、 試述材料的多沖抗力與材料的強(qiáng)度和塑形的關(guān)系。31、 材料低溫脆性產(chǎn)生的宏觀原因是什么？32、 試述KI與KIC的區(qū)別。33、 影響材料低溫脆性的因素有哪些？34、 材料裂紋擴(kuò)展的判據(jù)有哪些？35、 應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件和特征是什么？36、 防止應(yīng)力腐蝕的措施有哪些？37、 從宏觀角度分析材料低溫脆性的產(chǎn)生原因有

6、哪些？38、 從微觀角度分析材料低溫脆性的產(chǎn)生原因有哪些？39、 試從宏觀上解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度而另外一些材料則沒(méi)有？40、 試從微觀上解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度而另外一些材料則沒(méi)有？41、 影響材料低溫脆性的因素有哪些？42、 試描述-1和Kth的不同。43、 疲勞斷裂的特點(diǎn)有哪些？44、 試述金屬表面強(qiáng)化對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。45、 試述粘著磨損產(chǎn)生的條件和機(jī)理。46、 試述防止粘著磨損的措施。47、 改善沖蝕磨損耐磨性的措施 48、 試述蠕變產(chǎn)生的原因。49、 應(yīng)力腐蝕斷裂機(jī)理。50、 氫致延滯斷裂的特點(diǎn)51、 防止氫脆的措施52、 影響材料斷裂韌度的因素有哪些

7、？計(jì)算題1、 有一化工合成塔，直徑為D=3200mm，工作壓力P=6MPa，選用材料為0.2=l200MPa，KIC=58MPa·m12，厚度t=16mm的鋼板制作過(guò)程中，經(jīng)探傷發(fā)現(xiàn)在縱焊縫中，存在一縱向橢圓裂紋，2a=4mm，2c=6 mm試校核該合成塔能否安全運(yùn)行。2、有一火箭殼體承受很高的工作壓力，其周向最大工作拉應(yīng)力1400Mpa，采用超高強(qiáng)度鋼制造，焊接后往往發(fā)現(xiàn)有縱向表面半橢圓裂紋，尺寸為a1.0mm,a/2c=0.3,現(xiàn)有兩種材料，其性能如下：A：0.21700Mpa、KIC=78Mpam1/2B：0.22800Mpa、KIC=47Mpam1/2從斷裂力學(xué)角度考慮，選用

8、哪種材料較為合適？3、有一大型板件，材料的0.2=1200MPa，Kc=115 MPa·m1/2，探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長(zhǎng)的橫向穿透裂紋，若在平均軸向應(yīng)力900 MPa下工作，試計(jì)算K和塑性區(qū)寬度，并判斷該件是否安全。4、有板件在脈動(dòng)載荷下工作，max=200MPa，min=0，該材料的b=670MPa，0.2=600MPa，Kc=104 MPa·m1/2，Paris公式中C=6.9X10-12，n=3.0，使用中發(fā)現(xiàn)有0.1mm和1mm的單邊橫向穿透裂紋，請(qǐng)估算它們的疲勞剩余壽命。部分答案：1、 屈服強(qiáng)度的工程意義？一、 作為防止因材料過(guò)量塑性變形而導(dǎo)致機(jī)件失效的設(shè)計(jì)和選材依

9、據(jù)；二、根據(jù)屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比（屈強(qiáng)比）的大小，衡量材料進(jìn)一步產(chǎn)生塑性變形的傾向，作為金屬材料冷塑性變形加工和確定機(jī)件緩解應(yīng)力集中防止脆性斷裂的參考依據(jù)。2、 影響金屬材料屈服強(qiáng)度的因素？一、 晶體結(jié)構(gòu)二、 晶界與亞晶界三、 溶質(zhì)元素四、 第二相五、 溫度六、 應(yīng)變速率與應(yīng)力狀態(tài)3、 加工硬化的實(shí)際意義？材料的應(yīng)變硬化性能，在材料的加工和應(yīng)用中有十分明顯的實(shí)用價(jià)值。在加工方面，利用應(yīng)變硬化和塑性變形的合理配合，可使金屬進(jìn)行均勻的塑性變形，保證冷變形工藝順利實(shí)施。這是由于已變形的部位產(chǎn)生加工硬化，屈服強(qiáng)度提高，將變形轉(zhuǎn)移到別的未變形部位。如此反復(fù)進(jìn)行，便可獲得均勻的塑性變形，從而獲得合格的冷

10、變形加工制品；另外，低碳鋼切削時(shí)，易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，且表面加工質(zhì)量差。如果切削加工前進(jìn)行冷變形降低塑性，便可以使切屑容易脆斷脫落，改善切削加工性能。在材料應(yīng)用方面，應(yīng)變硬化可使金屬機(jī)件具有一定的抗偶然過(guò)載能力，保證機(jī)件使用安全。機(jī)件在使用過(guò)程中，某些薄弱環(huán)節(jié)可能因偶然過(guò)載而產(chǎn)生塑性變形，但是，由于應(yīng)變硬化的作用，會(huì)阻止塑性變形繼續(xù)發(fā)展，從而保證了機(jī)件的安全使用。應(yīng)變硬化也是強(qiáng)化金屬的重要手段尤其是對(duì)于那些不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的金屬，如低碳鋼、奧氏體不銹鋼、有色金屬等，這種強(qiáng)化方法顯得更為重要。a)b)c)d)e)f)g)h)2、 計(jì)算題a) 有一化工合成塔，直徑為D=3200mm，工作壓力P=6M

11、Pa，選用材料為0.2=l200MPa，KIC=58MPa·m12，厚度t=16mm的鋼板制作過(guò)程中，經(jīng)探傷發(fā)現(xiàn)在縱焊縫中，存在一縱向橢圓裂紋，2a=4mm，2c=6 mm試校核該合成塔能否安全運(yùn)行。2、有一火箭殼體承受很高的工作壓力，其周向最大工作拉應(yīng)力1400Mpa，采用超高強(qiáng)度鋼制造，焊接后往往發(fā)現(xiàn)有縱向表面半橢圓裂紋，尺寸為a1.0mm,a/2c=0.3,現(xiàn)有兩種材料，其性能如下：A：0.21700Mpa、KIC=78Mpam1/2B：0.22800Mpa、KIC=47Mpam1/2從斷裂力學(xué)角度考慮，選用哪種材料較為合適？3、有一大型板件，材料的0.2=1200MPa，Kc

12、=115 MPa·m1/2，探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長(zhǎng)的橫向穿透裂紋，若在平均軸向應(yīng)力900 MPa下工作，試計(jì)算K和塑性區(qū)寬度，并判斷該件是否安全。4、有板件在脈動(dòng)載荷下工作，max=200MPa，min=0，該材料的b=670MPa，0.2=600MPa，Kc=104 MPa·m1/2，Paris公式中C=6.9X10-12，n=3.0，使用中發(fā)現(xiàn)有0.1mm和1mm的單邊橫向穿透裂紋，請(qǐng)估算它們的疲勞剩余壽命。2010年考試內(nèi)容一、名詞解釋1、彈性比功：彈性比功又稱彈性比能或應(yīng)變比能，是材料在彈性變形過(guò)程中吸收變形功的能力。A1、滯彈性：材料在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨

13、時(shí)間延長(zhǎng)產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象。1、循環(huán)韌性：金屬材料在交變載荷（震動(dòng)）作用下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的循環(huán)韌性，又叫金屬的內(nèi)耗。2、包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形（殘余應(yīng)變小于4%），而后再同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增加，反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低的現(xiàn)象。3、脆性斷裂：脆性斷裂是材料斷裂前基本上不產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，沒(méi)有明顯征兆，往往表現(xiàn)為突然發(fā)生的快速斷裂過(guò)程，因而具有很大的危險(xiǎn)性。斷口一般與正應(yīng)力垂直，宏觀上比較齊平光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。A4、韌性斷裂：韌性斷裂是材料斷裂前及斷裂過(guò)程中產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂過(guò)程。裂紋擴(kuò)展較慢，消耗大量塑性變形功。斷

14、口宏觀觀察呈灰暗色、纖維狀。5、應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：材料所受的應(yīng)力狀態(tài)下，最大的切應(yīng)力分量與最大正應(yīng)力分量之比，系數(shù)越大，最大切應(yīng)力分量越大，應(yīng)力狀態(tài)越軟，材料越容易產(chǎn)生塑性變形，反之系數(shù)越小，表示應(yīng)力狀態(tài)越硬，材料越容易產(chǎn)生脆性斷裂。A5、缺口效應(yīng)：由于缺口的存在，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生變化的現(xiàn)象。6、缺口敏感度：常用缺口試樣的抗拉強(qiáng)度與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強(qiáng)度的比值作為材料敏感性指標(biāo)，稱為缺口敏感度。比值越大，缺口敏感性越小。7、沖擊韌度：是指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力，常用標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊吸收功表示。7、低溫脆性：體心立方金屬及合金或某些密排六方晶體金屬及合金，

15、尤其是工程上常用的中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某一溫度時(shí)，材料由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀，這就是低溫脆性。A7、韌脆轉(zhuǎn)變溫度：材料屈服強(qiáng)度急劇升高的溫度，或斷后伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、沖擊吸收功急劇減少的溫度。7、張開(kāi)型裂紋：拉應(yīng)力垂直作用于裂紋擴(kuò)展面，裂紋沿作用力方向張開(kāi)，沿裂紋面擴(kuò)展的裂紋。7、應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KI：張開(kāi)型裂紋尖端區(qū)域各點(diǎn)的應(yīng)力分量大小除了取決于其位置外，還取決于KI值的大小。KI值越大，則應(yīng)力場(chǎng)各應(yīng)力分量也越大。這樣，KI就可以表示應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)度，故稱為引力場(chǎng)強(qiáng)度因子。7、裂紋擴(kuò)展K判據(jù)：根據(jù)應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子KI和斷裂韌度KIC的相對(duì)

16、大小可以建立裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂的斷裂K判據(jù)，即KIKIC時(shí)，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展。8、裂紋擴(kuò)展G判據(jù): 根據(jù)裂紋擴(kuò)展能量釋放率GI和斷裂韌度GIC的相對(duì)大小可以建立裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂的斷裂G判據(jù)，即GIGIC時(shí)，裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展。8、次載鍛煉：材料特別是金屬，在低于疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力下先運(yùn)轉(zhuǎn)一定周次，可以提高材料的疲勞強(qiáng)度的現(xiàn)象。9、過(guò)載損傷：材料在過(guò)載應(yīng)力下運(yùn)行一定周次后，疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命降低的現(xiàn)象。A10、熱疲勞：由周期變化的熱應(yīng)力或熱應(yīng)變引起的材料破壞稱為熱疲勞或叫熱應(yīng)力疲勞。10、應(yīng)力腐蝕斷裂：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(guò)一段時(shí)間后所發(fā)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。10、氫蝕：由

17、于氫與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界結(jié)合力減弱而導(dǎo)致金屬脆化的現(xiàn)象。10、白點(diǎn)：當(dāng)鋼中含有過(guò)量的氫時(shí)，隨著溫度的降低氫在鋼中的溶解度減小。如果過(guò)飽和的氫未能擴(kuò)散逸出，便聚集在某些缺陷處形成氫分子，體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)壓力很大，足以將金屬局部撕裂而形成微裂紋，這種微裂紋的斷面呈圓形或橢圓形，顏色為銀白色，故稱為白點(diǎn)。10、氫化物致脆：金屬中的某些合金元素與氫有較大的親和力，極易生成脆性氫化物，使金屬脆化的現(xiàn)象。10、氫致延滯斷裂：由于氫的作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象。11、磨損：在摩擦作用下物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面逐漸分離出磨屑從而不斷損傷的現(xiàn)象。12、粘著磨損：又稱咬合磨損，是因?yàn)閮煞N

18、材料表面某些接觸點(diǎn)局部壓應(yīng)力超過(guò)該處材料的屈服強(qiáng)度發(fā)生粘合并拽開(kāi)而產(chǎn)生的一種表面損傷磨損，多發(fā)生在摩擦副相對(duì)滑動(dòng)速度小，接觸面氧化膜脆弱，潤(rùn)滑條件差，以及接觸應(yīng)力大的滑動(dòng)摩擦條件下。A13、跑合：是在磨損過(guò)程的第一階段，在此階段無(wú)論摩擦副雙方硬度如何，摩擦表面逐漸被磨平，實(shí)際接觸面積增大，磨損速率逐漸減小。14、耐磨性：是材料抵抗磨損的性能，是一個(gè)系統(tǒng)性質(zhì)。通常用磨損量來(lái)表示材料的耐磨性，磨損量越小，耐磨性越高。15、沖蝕磨損：是指流體或固體以松散的小顆粒按一定的速度和角度對(duì)材料表面進(jìn)行沖擊所造成的磨損。16、接觸疲勞：是機(jī)件兩接觸面作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力長(zhǎng)期作用下，材料表

19、面因疲勞損傷，導(dǎo)致局部區(qū)域產(chǎn)生小片或小塊狀金屬剝落而使材料流失的現(xiàn)象，又稱表面疲勞磨損或疲勞磨損。13、等強(qiáng)溫度：材料晶粒與晶界強(qiáng)度相等時(shí)的溫度。14、蠕變：金屬在長(zhǎng)時(shí)間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。17、松弛穩(wěn)定性：金屬材料抵抗應(yīng)力松弛的性能稱為松弛穩(wěn)定性。可以通過(guò)應(yīng)力松弛實(shí)驗(yàn)測(cè)定應(yīng)力松弛曲線來(lái)評(píng)定。二、簡(jiǎn)答題1、金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說(shuō)它是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？由于彈性變形是原子間距在外力作用下可逆變化的結(jié)果，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系實(shí)際上是原子間作用力與原子間距的關(guān)系，所以彈性模量與原子間作用力有關(guān)，與原子間距也有一定的關(guān)系。原子間作用力取決于金屬原子

20、本性和晶格類型，故彈性模量也主要決定于金屬原子本性和晶格類型。合金化、熱處理（影響顯微組織）、冷塑性變形對(duì)彈性模量的影響較小，所以，金屬材料的彈性模量是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)。溫度、加載速率等外在因素對(duì)其影響也不大。1、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別。為什么脆性斷裂最危險(xiǎn)？韌性斷裂是材料斷裂前及斷裂過(guò)程中產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂過(guò)程。裂紋擴(kuò)展較慢，消耗大量塑性變形功。斷口宏觀觀察呈灰暗色、纖維狀。脆性斷裂是材料斷裂前基本上不產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，沒(méi)有明顯征兆，斷口一般與正應(yīng)力垂直，宏觀上比較齊平光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。往往表現(xiàn)為突然發(fā)生的快速斷裂過(guò)程，因而具有很大的危險(xiǎn)性。A1、何

21、謂斷口三要素？影響宏觀拉伸斷口的形態(tài)的因素有哪些?斷口三要素：纖維區(qū)、放射區(qū)、剪切唇。這三個(gè)區(qū)域的的形態(tài)、大小及相對(duì)位置因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以及試驗(yàn)溫度、加載速度和受力狀態(tài)不同而變化。1、簡(jiǎn)述應(yīng)變硬化的工程意義有？A材料的加工硬化性能，在材料的加工和使用中有明顯的實(shí)用價(jià)值：利用加工硬化和塑性變形的合理配合，可使金屬進(jìn)行均勻的塑性變形，保證冷變形工藝順利實(shí)施；低碳鋼切削時(shí)，易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，且表面加工質(zhì)量差，如果切削加工前進(jìn)行冷變形提高強(qiáng)度，降低塑性，使切屑易于脆斷脫落，改善切削加工性能；加工硬化可使機(jī)件具有一定的抗偶然過(guò)載能力，保證機(jī)件的使用安全；形變強(qiáng)化也是一種強(qiáng)化金屬的手段，尤其

22、是對(duì)于那些不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的材料。2、簡(jiǎn)述材料屈服強(qiáng)度的工程意義。屈服強(qiáng)度是工程技術(shù)上最重要的力學(xué)性能指標(biāo)之一，其工程意義在于：作為防止因材料過(guò)量塑性變形而導(dǎo)致機(jī)件失效的設(shè)計(jì)和選材依據(jù)；根據(jù)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度之比（屈強(qiáng)比）的大小，衡量材料進(jìn)一步產(chǎn)生塑性變形的傾向，作為金屬材料冷塑性變形加工和確定機(jī)件緩解應(yīng)力集中防止脆斷的參考依據(jù)。3、簡(jiǎn)述影響金屬材料屈服強(qiáng)度的因素。金屬本性及晶格結(jié)構(gòu)：金屬晶體結(jié)構(gòu)不同，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力不同，屈服強(qiáng)度也不同；晶粒大小與亞結(jié)構(gòu)：晶粒和亞結(jié)構(gòu)越細(xì)小，晶界和亞晶界越多，位錯(cuò)移動(dòng)越困難，屈服強(qiáng)度越大；溶質(zhì)元素：溶質(zhì)元素引起晶格畸變，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高屈服強(qiáng)度（固溶強(qiáng)化）

23、；第二相：第二相的性質(zhì)、尺寸、形狀、數(shù)量等均影響強(qiáng)化效果；溫度：溫度越高，位錯(cuò)越易于移動(dòng)，屈服強(qiáng)度越低；應(yīng)變速率和應(yīng)力狀態(tài)：應(yīng)變速率高，屈服強(qiáng)度高，應(yīng)力狀態(tài)越軟，屈服強(qiáng)度越小。4、簡(jiǎn)述材料塑性的實(shí)際意義。A材料具有一定的塑性，對(duì)材料加工和使用具有以下意義：當(dāng)偶然承受過(guò)載時(shí)，通過(guò)塑性變形和應(yīng)變硬化的配合可避免機(jī)件發(fā)生突然破壞；當(dāng)機(jī)件因存在臺(tái)階、溝槽、小孔等而產(chǎn)生局部應(yīng)力集中時(shí)，通過(guò)材料的塑性變形可削減應(yīng)力高峰使之重新分布，從而保證機(jī)件正常運(yùn)行；有利于塑性加工和修復(fù)工藝的順利進(jìn)行；金屬材料塑性的好壞是評(píng)定冶金質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。5、試述缺口的三個(gè)效應(yīng)。缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中，這是缺口的第一效應(yīng)；缺口改變

24、缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)，使單向應(yīng)力狀態(tài)改變?yōu)殡p向或三向應(yīng)力狀態(tài)；在有缺口的情況下，由于出現(xiàn)了三向應(yīng)力，試樣的屈服應(yīng)力比單向拉伸時(shí)要高，即產(chǎn)生了所謂的缺口強(qiáng)化現(xiàn)象，這是缺口的第三個(gè)效應(yīng)。6、今有如下工件需要測(cè)定硬度，試說(shuō)明選用何種硬度試驗(yàn)法為宜。A滲碳層的硬度分布努氏硬度淬火鋼洛氏硬度灰鑄鐵布氏硬度鑒別鋼中的隱晶馬氏體與殘余奧氏體顯微維氏硬度儀表小黃銅齒輪布什硬度7、今有如下工件需要測(cè)定硬度，試說(shuō)明選用何種硬度試驗(yàn)法為宜。硬質(zhì)合金洛氏硬度球鐵鑄件布什硬度龍門刨床導(dǎo)軌洛氏硬度氮化層表面洛氏硬度珠寶鑒定努氏硬度8、試從宏觀上解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度而另外一些材料則沒(méi)有？A從宏觀角度分析，材

25、料低溫脆性的產(chǎn)生與其屈服強(qiáng)度s斷裂強(qiáng)度c隨溫度的變化情況有關(guān)。因熱激活裂紋斷裂的力學(xué)條件沒(méi)有明顯作用，故斷裂強(qiáng)度c隨溫度的變化很小，如圖所示。屈服強(qiáng)度隨溫度的變化情況與材料的本性有關(guān)，具有體心立方或密排六方結(jié)構(gòu)的金屬或合金的屈服強(qiáng)度對(duì)溫度的變化十分敏感，溫度降低，屈服強(qiáng)度急劇升高，故兩線交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度即為韌脆轉(zhuǎn)變溫度，高于該溫度時(shí)，斷裂強(qiáng)度高于屈服強(qiáng)度，材料受載后先屈服再斷裂，為韌性斷裂，低于該溫度時(shí)，外加應(yīng)力首先達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度，材料表現(xiàn)為脆性斷裂。而面心立方結(jié)構(gòu)材料的屈服強(qiáng)度s隨溫度的下降變化不大，近似為水平線，即使在很低的溫度下仍沒(méi)與斷裂強(qiáng)度曲線相交，故此材料的冷脆現(xiàn)象不明

26、顯。ss,tsc9、試從微觀上解釋為什么有些材料有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變溫度而另外一些材料則沒(méi)有？從微觀上講，體心立方金屬的低溫脆性與位錯(cuò)在晶體中的運(yùn)動(dòng)阻力對(duì)溫度變化非常敏感有關(guān)，運(yùn)動(dòng)阻力隨溫度降低而增加，故該類材料在低溫下處于脆性狀態(tài)，而面心立方金屬因位錯(cuò)寬度比較大，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力對(duì)溫度變化不敏感，故一般不顯示低溫脆性。10、試描述KI和KIC的不同。AKI和KIC是兩個(gè)不同的概念，KI是一個(gè)力學(xué)參量，表示裂紋體中裂紋尖端的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)度的大小，它決定于外加應(yīng)力、試樣尺寸和裂紋形狀，而和材料無(wú)關(guān)；但KIC是材料的力學(xué)性能指標(biāo)，它決定于材料的成分、組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素，而與外加應(yīng)力及試樣尺寸等外在因素?zé)o關(guān)

27、。KI和KIC的關(guān)系與和S的關(guān)系相同，KI和都是力學(xué)參量，而KIC和S都是材料的力學(xué)性能指標(biāo)。10、試述影響材料斷裂韌度KIC的因素。 化學(xué)成分、基體相結(jié)構(gòu)和晶粒的大小、雜質(zhì)及第二相、顯微組織、溫度、應(yīng)變速率等因素都影響材料斷裂韌度KIC的大小。11、試描述-1和Kth的不同。同為表征材料無(wú)限壽命疲勞性能的-1和Kth，它們的意義完全不同，疲勞強(qiáng)度-1代表的是光滑試樣的無(wú)限壽命疲勞強(qiáng)度，適用于傳統(tǒng)的疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)和校核；疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值Kth代表的是裂紋試樣的無(wú)限壽命疲勞性能，適用于裂紋件的設(shè)計(jì)和疲勞強(qiáng)度校核。11、試述金屬疲勞斷裂的特點(diǎn)。 疲勞斷裂與靜載斷裂或一次沖擊斷裂相比，具有以下特點(diǎn)：

28、（1）疲勞斷裂是低應(yīng)力循環(huán)延時(shí)斷裂，即具有壽命的斷裂，其斷裂應(yīng)力水平往往低于材料抗拉強(qiáng)度，甚至屈服強(qiáng)度。斷裂壽命隨應(yīng)力不同而變化，應(yīng)力高壽命短，應(yīng)力低壽命長(zhǎng)。當(dāng)應(yīng)力低于某一臨界值時(shí)，壽命可達(dá)無(wú)限長(zhǎng)。 (2)疲勞斷裂是脆性斷裂。由于一般疲勞的應(yīng)力水平比屈服強(qiáng)度低，所以不論是韌性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂前均不會(huì)發(fā)生塑性變形及有形變預(yù)兆，它是在長(zhǎng)期積累損傷過(guò)程中，經(jīng)裂紋萌生和緩慢亞穩(wěn)擴(kuò)展到臨界尺寸時(shí)才突然發(fā)生的。因此，疲勞是一種潛在的突發(fā)性脆性斷裂。 （3）疲勞對(duì)缺陷十分敏感。由于疲勞破壞是從局部開(kāi)始的，所以它對(duì)缺陷具有高度的選擇性。缺口、裂紋和組織缺陷都加快疲勞破壞的開(kāi)始和發(fā)展。11、試述金屬

29、表面強(qiáng)化對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。 常用的提高疲勞強(qiáng)度的金屬表面強(qiáng)化方法有噴丸、滾壓、表面淬火及表面化學(xué)熱處理。 噴丸是用壓縮空氣將堅(jiān)硬的小彈丸高速噴打到機(jī)件表面，使機(jī)件表面產(chǎn)生局部形變硬化，同時(shí)因塑變層周圍的彈性約束，又在塑變層內(nèi)產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，從而提高疲勞強(qiáng)度。 滾壓的作用與噴丸相似，只是壓應(yīng)力層較大，適合大工件。 表面熱處理和化學(xué)熱處理都是利用組織相變獲得表面強(qiáng)化的工藝方法，也是常用的表面強(qiáng)化方法，使機(jī)件表面獲得高強(qiáng)度和殘余壓應(yīng)力，可有效提高機(jī)件疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命。11、試述金屬產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件。 應(yīng)力、化學(xué)介質(zhì)和金屬材料三者是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件。 （1）應(yīng)力 在化學(xué)介質(zhì)誘導(dǎo)開(kāi)裂過(guò)程中起作用的是拉應(yīng)力，包括工作拉應(yīng)力和殘余拉應(yīng)力。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的拉應(yīng)力不一定很大，如果沒(méi)有化學(xué)介質(zhì)的協(xié)同作用，機(jī)件在該應(yīng)力的作用下可以長(zhǎng)期服役而不會(huì)斷裂。 （2）化學(xué)介質(zhì) 只有在某些特定的化學(xué)介質(zhì)中，某種金屬材料才能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。 （3）金屬材料 一般認(rèn)為，純金屬不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕