工程材料力學(xué)性能答案

./1.7決定金屬屈服強度的因素有哪些？12內(nèi)在因素：金屬本性與晶格類型、晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)、溶質(zhì)元素、第二相。外在因素：溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)力狀態(tài)。1.9試舉出幾種能顯著強化金屬而又不降低其塑性的方法。固溶強化、形變硬化、細(xì)晶強化1.10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？21韌性斷裂是金屬材料斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形的斷裂,這種斷裂有一個緩慢的撕裂過程,在裂紋擴展過程中不斷地消耗能量；而脆性斷裂是突然發(fā)生的斷裂,斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形,沒有明顯征兆,因而危害性很大。1.13何謂拉伸斷口三要素？影響宏觀拉伸斷口性態(tài)的因素有哪些？

答：宏觀斷口呈杯錐形,由纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇三個區(qū)域組成,即所謂的斷口特征三要素。上述斷口三區(qū)域的形態(tài)、大小和相對位置,因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以與試驗溫度、加載速率和受力狀態(tài)不同而變化？1.20斷裂強度與抗拉強度有何區(qū)別？抗拉強度是試樣斷裂前所承受的最大工程應(yīng)力,記為σb；拉伸斷裂時的真應(yīng)力稱為斷裂強度記為σf;兩者之間有經(jīng)驗關(guān)系：σf=σb<1+ψ>；脆性材料的抗拉強度就是斷裂強度；對于塑性材料,由于出現(xiàn)頸縮兩者并不相等。1.22裂紋擴展受哪些因素支配？答:裂紋形核前均需有塑性變形；位錯運動受阻,在一定條件下便會形成裂紋。2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222.3試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)試驗的特點和應(yīng)用X圍。答：單向拉伸試驗的特點與應(yīng)用：單向拉伸的應(yīng)力狀態(tài)較硬,一般用于塑性變形抗力與切斷強度較低得所謂塑性材料試驗。壓縮試驗的特點與應(yīng)用：〔1〕單向壓縮的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)a=2,因此,壓縮試驗主要用于脆性材料,以顯示其在靜拉伸時縮不能反映的材料在韌性狀態(tài)下的力學(xué)行為?！?〕壓縮與拉伸受力方向不僅相反,且兩種試驗所得的載荷變形曲線、塑性與斷裂形態(tài)也存在較大的差別,特別是壓縮不能使塑性材料斷裂,故塑性材料一般不采用壓縮方法試驗?！?〕多向不等壓縮試驗的應(yīng)力軟性系數(shù)a＞2,故此方法適用于脆性更大的材料,它可以反映此類材料的微小塑性差異。此外接觸表面處承受多向壓縮的機件,也可以采用多向壓縮試驗,使試驗條件與試驗服役條件更接近。彎曲試驗的特點與應(yīng)用：〔1〕彎曲加載時受拉的一側(cè)應(yīng)力狀態(tài)基本上與靜拉伸時相同,且不存在如拉伸時的所謂試樣偏斜對試樣結(jié)果的影響。因此彎曲試驗常用于測定那些由于太硬難于加工成拉伸試樣的脆性材料的斷裂強度,并能顯示出它們的塑性差別?！?〕彎曲試驗時,截面上的應(yīng)力分布也是表面上應(yīng)力最大,故可靈敏的反映材料的表面缺陷,因此,常用來比較和評定材料表面處理層的質(zhì)量?！?〕由彎曲圖可以看出彎曲試驗不能使這些材料斷裂,在這種情況下雖可以測定非比例彎曲應(yīng)力,但實際上很少使用。扭轉(zhuǎn)試驗的特點與應(yīng)用：〔1〕扭轉(zhuǎn)試驗中扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α=0.8,比拉伸時的α大,易于顯示金屬的塑性行為。圓柱形試件扭轉(zhuǎn)時整個長度上的塑性變形是均勻的,沒有緊縮現(xiàn)象,所以能實現(xiàn)大塑性變形量下的試驗?！?〕扭轉(zhuǎn)試驗時,試件截面上應(yīng)力應(yīng)變分布表明,該實驗對金屬表面缺陷與表面硬化層的性能有很大的敏感度。扭轉(zhuǎn)時試件中的最大正應(yīng)力一最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等,而生產(chǎn)上所使用的大部分金屬材料的正斷強度大于切斷強度,所以,扭轉(zhuǎn)試驗是測定這些材料切斷強度最可靠的方法?！?〕扭轉(zhuǎn)試驗時,試件受到較大的切應(yīng)力,而且還被廣泛的用于研究有關(guān)初始塑性變形的非同時性問題,如彈性后效、彈性滯后以與內(nèi)耗等。扭轉(zhuǎn)試驗可用于測定塑性材料和脆性材料的剪切變形和斷裂的全部力學(xué)性能指標(biāo),并且還有著其他力學(xué)性能試驗方法所無法比擬的優(yōu)點,因此,在科研與生產(chǎn)檢驗中得到廣泛運用。2.7七、試說明布氏硬度、洛氏硬度與維氏硬度的實驗原理,并比較布氏、洛氏與維氏硬度試驗方法的優(yōu)缺點。P49p57原理；布氏硬度：用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭,計算單位面積所承受的試驗力。洛氏硬度：采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭,以測量壓痕深度。維氏硬度：以兩相對面夾角為136。的金剛石四棱錐作壓頭,計算單位面積所承受的試驗力。布氏硬度優(yōu)點：實驗時一般采用直徑較大的壓頭球,因而所得的壓痕面積比較大。壓痕大的一個優(yōu)點是其硬度值能反映金屬在較大X圍內(nèi)各組成相得平均性能；另一個優(yōu)點是實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定,重復(fù)性強。缺點：對不同材料需更換不同直徑的壓頭球和改變試驗力,壓痕直徑的測量也較麻煩,因而用于自動檢測時受到限制。洛氏硬度優(yōu)點：操作簡便,迅捷,硬度值可直接讀出；壓痕較小,可在工件上進行試驗；采用不同標(biāo)尺可測量各種軟硬不同的金屬和厚薄不一的試樣的硬度,因而廣泛用于熱處理質(zhì)量檢測。缺點：壓痕較小,代表性差；若材料中有偏析與組織不均勻等缺陷,則所測硬度值重復(fù)性差,分散度大；此外用不同標(biāo)尺測得的硬度值彼此沒有聯(lián)系,不能直接比較。維氏硬度優(yōu)點：不存在布氏硬度試驗時要求試驗力F與壓頭直徑D之間所規(guī)定條件的約束,也不存在洛氏硬度試驗時不同標(biāo)尺的硬度值無法統(tǒng)一的弊端；維氏硬度試驗時不僅試驗力可以任意取,而且壓痕測量的精度較高,硬度值較為準(zhǔn)確。缺點是硬度值需要通過測量壓痕對角線長度后才能進行計算或查表,因此,工作效率比洛氏硬度法低的多。2.8今有如下零件和材料需要測定硬度,試說明選擇何種硬度實驗方法為宜。1滲碳層的硬度分布；2淬火鋼；3灰鑄鐵；4鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體；5儀表小黃銅齒輪；6龍門刨床導(dǎo)軌；7滲氮層；8高速鋼刀具；9退火態(tài)低碳鋼；10硬質(zhì)合金。1滲碳層的硬度分布HK或-顯微HV2淬火鋼HRC3灰鑄鐵HB4鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體顯微HV或者HK5儀表小黃銅齒輪HV6龍門刨床導(dǎo)軌HS〔肖氏硬度〕或HL<里氏硬度>7滲氮層HV8高速鋼刀具HRC9退火態(tài)低碳鋼HB10硬質(zhì)合金HRA3.4試說明低溫脆性的物理本質(zhì)與其影響因素低溫脆性的物理本質(zhì)：宏觀上對于那些有低溫脆性現(xiàn)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(dāng)溫度降低到某一溫度時,屈服強度增大到高于斷裂強度時,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(fā)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(guān),當(dāng)溫度降低時,位錯運動阻力增大,原子熱激活能力下降,因此材料屈服強度增加。影響材料低溫脆性的因素有〔P63,P73〕：1．晶體結(jié)構(gòu)：對稱性低的體心立方以與密排六方金屬、合金轉(zhuǎn)變溫度高,材料脆性斷裂趨勢明顯,塑性差。2．化學(xué)成分：能夠使材料硬度,強度提高的雜質(zhì)或者合金元素都會引起材料塑性和韌性變差,材料脆性提高。3．顯微組織：①晶粒大小,細(xì)化晶粒可以同時提高材料的強度和塑韌性。因為晶界是裂紋擴展的阻力,晶粒細(xì)小,晶界總面積增加,晶界處塞積的位錯數(shù)減少,有利于降低應(yīng)力集中；同時晶界上雜質(zhì)濃度減少,避免產(chǎn)生沿晶脆性斷裂。

②金相組織：較低強度水平時強度等而組織不同的鋼,沖擊吸收功和韌脆轉(zhuǎn)變溫度以馬氏體高溫回火最佳,貝氏體回火組織次之,片狀珠光體組織最差。鋼中夾雜物、碳化物等第二相質(zhì)點對鋼的脆性有重要影響,當(dāng)其尺寸增大時均使材料韌性下降,韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。3.8簡述根據(jù)韌脆轉(zhuǎn)變溫度分析機件脆斷失效的優(yōu)缺點。缺點：脆性斷裂一般斷裂時間較短,突發(fā)性的斷裂,因此在使用時一旦超過屈服強度就會很快斷裂優(yōu)點：脆性斷裂在常溫下表現(xiàn)為脆性,因此材料的變形隨溫度降低時變化不大,這樣在交變溫度的使用環(huán)境下,就不需要考慮材料的冷脆溫度33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333334.1〔1〕低應(yīng)力脆斷：高強度、超高強度鋼的機件,中低強度鋼的大型、重型機件在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂?！?〕應(yīng)力場強度因子K：在裂紋尖端區(qū)域各點的應(yīng)力分量除了決定于位置外,尚與強度因子K有關(guān),對于某一確定的點,其應(yīng)力分量由K確定,K越大,則應(yīng)力場各點應(yīng)力分量也越大,這樣K就可以表示應(yīng)力場的強弱程度,稱K為應(yīng)力場強度因子。"I"表示I型裂紋。P68〔9〕裂紋擴展K判據(jù)：裂紋在受力時只要滿足K1>=KIC,就會發(fā)生脆性斷裂反之,即使存在裂紋,若K1<KIC也不會斷裂。新P71：舊８３4.2說明下列斷裂韌度指標(biāo)的意義與其相互關(guān)系Klc和Kc答：臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的K記作KIC或Kc,Kic為平面應(yīng)變下的斷裂韌度,表示在平面應(yīng)變條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。Kc為平面應(yīng)力斷裂韌度,表示在平面應(yīng)力條件下材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。它們都是型裂紋的材料裂紋韌性指標(biāo),但Kc值與試樣厚度有關(guān)。當(dāng)試樣厚度增加,使裂紋尖端達(dá)到平面應(yīng)變狀態(tài)時,斷裂韌度趨于一穩(wěn)定的低值,即為KIC,它與試樣厚度無關(guān),而是真正的材料常數(shù)。P71/P82GIc答：P77/P89當(dāng)GI增加到某一臨界值時,GI能克服裂紋失穩(wěn)擴展的阻力,則裂紋失穩(wěn)擴展斷裂。將GI的臨界值記作GIc,稱斷裂韌度,表示材料阻止裂紋失穩(wěn)擴展時單位面積所消耗的能量,其單位與GI相同,MPa·mJIC：是材料的斷裂韌度,表示材料抵抗裂紋開始擴展的能力,其單位與GIC相同。P90/P102c：是材料的斷裂韌度,表示材料阻止裂紋開始擴展的能力.P91/P104Ｊ判據(jù)和判據(jù)一樣都是裂紋開始擴展的裂紋判據(jù),而不是裂紋失穩(wěn)擴展的裂紋判據(jù)。P91/P1044.5試述應(yīng)力場強度因子的意義與典型裂紋K的表達(dá)式答：新書P69舊書P80參看書中圖〔應(yīng)力場強度因子的意義見上〕幾種裂紋的K表達(dá)式,無限大板穿透裂紋；有限寬板穿透裂紋：有限寬板單邊直裂紋：受彎單邊裂紋梁：無限大物體內(nèi)部有橢圓片裂紋,遠(yuǎn)處受均勻拉伸：4無限大物體表面有半橢圓裂紋,遠(yuǎn)處均受拉伸：A點的4.6試述K判據(jù)的意義與用途。答：K判據(jù)解決了經(jīng)典的強度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會產(chǎn)生低應(yīng)力脆斷的原因。K判據(jù)將材料斷裂韌度同機件的工作應(yīng)力與裂紋尺寸的關(guān)系定量地聯(lián)系起來,可直接用于設(shè)計計算,估算裂紋體的最大承載能力、允許的裂紋最大尺寸,以與用于正確選擇機件材料、優(yōu)化工藝等。P71/P834.13試述KIC與材料強度塑形之間的關(guān)系總的來說,斷裂韌度隨韌度隨強度的升高而降低4.16有一大型板件,材料的σ0.2=1200MPa,KIc=115MPa*m1/2,探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長的橫向穿透裂紋,若在平均軸向拉應(yīng)力900MPa下工作,試計算KI與塑性區(qū)寬度R0,并判斷該件是否安全4.17有一軸件平行軸向工作應(yīng)力150MPa,使用中發(fā)現(xiàn)橫向疲勞脆性正斷,斷口分析表明有25mm深度的表面半橢圓疲勞區(qū),根據(jù)裂紋a/c可以確定υ=1,測試材料的σ0.2=720MPa,試估算材料的斷裂韌度KIC為多少？4.18有一構(gòu)件制造時,出現(xiàn)表面半橢圓裂紋,若a=1mm,在工作應(yīng)力σ=1000MPa下工作,應(yīng)該選什么材料的σ0.2與KIC配合比較合適?構(gòu)件材料經(jīng)不同熱處理后,其σ0.2和KIC的變化列于下表.σ0.2/MPa11001200130014001500KIC/MPa·m1/211095756055444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444445.1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)過載損傷：金屬在高于疲勞極限的應(yīng)力水平下運轉(zhuǎn)一定周次后,其疲勞極限或疲勞壽命減小,就造成了過載損傷。5.2揭示下列疲勞性能指標(biāo)的意義疲勞強度σ-1,σ-p,τ-1,σ-1N,P99,100,103/p114

σ-1:對稱應(yīng)力循環(huán)作用下的彎曲疲勞極限；σ-p:對稱拉壓疲勞極限；τ-1:對稱扭轉(zhuǎn)疲勞極限；σ-1N:缺口試樣在對稱應(yīng)力循環(huán)作用下的疲勞極限。疲勞缺口敏感度qfP103/p118金屬材料在交變載荷作用下的缺口敏感性,常用疲勞缺口敏感度來評定。Qf=<Kf-1>/〔kt-1〕其中Kt為理論應(yīng)力集中系數(shù)且大于一,Kf為疲勞缺口系數(shù)。Kf=<σ-1>/<σ-1N>過載損傷界P102,103/p117由實驗測定,測出不同過載應(yīng)力水平和相應(yīng)的開始降低疲勞壽命的應(yīng)力循環(huán)周次,得到不同試驗點,連接各點便得到過載損傷界。疲勞門檻值ΔKthP105/p120在疲勞裂紋擴展速率曲線的Ⅰ區(qū),當(dāng)ΔK≤ΔKth時,da/aN=0,表示裂紋不擴展;只有當(dāng)ΔK>ΔKth時,da/dN>0,疲勞裂紋才開始擴展。因此,ΔKth是疲勞裂紋不擴展的ΔK臨界值,稱為疲勞裂紋擴展門檻值。5.4試述疲勞宏觀斷口的特征與其形成過程〔新書P96~98與PPT,舊書P109~111〕答：典型疲勞斷口具有三個形貌不同的區(qū)域—疲勞源、疲勞區(qū)與瞬斷區(qū)?！?〕疲勞源是疲勞裂紋萌生的策源地,疲勞源區(qū)的光亮度最大,因為這里在整個裂紋亞穩(wěn)擴展過程中斷面不斷摩擦擠壓,故顯示光亮平滑,另疲勞源的貝紋線細(xì)小?！?〕疲勞區(qū)的疲勞裂紋亞穩(wěn)擴展所形成的斷口區(qū)域,是判斷疲勞斷裂的重要特征證據(jù)。特征是：斷口比較光滑并分布有貝紋線。斷口光滑是疲勞源區(qū)域的延續(xù),但其程度隨裂紋向前擴展逐漸減弱。貝紋線是由載荷變動引起的,如機器運轉(zhuǎn)時的開動與停歇,偶然過載引起的載荷變動,使裂紋前沿線留下了弧狀臺階痕跡?！?〕瞬斷區(qū)是裂紋最后失穩(wěn)快速擴展所形成的斷口區(qū)域。其斷口比疲勞區(qū)粗糙,脆性材料為結(jié)晶狀斷口,韌性材料為纖維狀斷口。4.5試述疲勞曲線〔SN〕與疲勞極限的測試方法升降法測試疲勞極限；取略高于疲勞極限的5級應(yīng)力水平,從最高應(yīng)力水平測試,當(dāng)試樣通過時,增加一級應(yīng)力水平,不通過時降低一級應(yīng)力水平,出現(xiàn)至少13個有效試樣時求的材料的疲勞極限成組法測試高應(yīng)力部分；去4級較高應(yīng)力水平,在每級應(yīng)力水平下測試5個試樣,得到每個應(yīng)力水平的N值兩種結(jié)構(gòu)整理并擬合成S-N曲線5.6試述疲勞圖的意義,建立與用途意義；疲勞圖是各種應(yīng)力比循環(huán)疲勞極限的集合圖。很多機件或構(gòu)件是在不對稱循環(huán)載荷下工作的,因此,還需要知道材料的不對稱循環(huán)疲勞極限。以適應(yīng)這類機件的設(shè)計和選材的需要。建立；通常是用工程作圖法,由疲勞圖群求得各種不對稱循環(huán)的疲勞極限。1；σa-σm疲勞圖；將不同應(yīng)力比r條件下的疲勞極限σmax分解為σa和σm,并在該坐標(biāo)系中作ABC曲線,即為疲勞圖。2；σmax〔σmin〕--σm疲勞圖：將不同應(yīng)力比r下的疲勞極限。分別以σmax和σm表示坐標(biāo)系中得到的疲勞圖。用途：我們只要知道應(yīng)力比r,就可以求得疲勞極限。5.7試述疲勞裂紋的形成機理與阻止疲勞裂紋萌生的一般方法。答:宏觀疲勞裂紋是由微觀裂紋的形成、長大與連接而成的。疲勞微觀裂紋都是由不均勻的局部滑移和顯微開裂引起的,主要有表面滑移開裂,第二相、夾夾雜物或其界面開裂；晶界或亞晶界開裂等。阻止疲勞裂紋萌生方法有：細(xì)晶強化、固溶強化,降低第二相和夾雜物的脆性,提高相界面強度,控制第二相或夾雜物的數(shù)量、形態(tài)、大小和分布,使晶界強化,凈化均能抑制晶界裂紋形成,提高疲勞強度5.10試述疲勞裂紋擴展壽命和剩余壽命的估算方法與步驟。答：通過疲勞裂紋擴展速率表達(dá)式,用積分方法算出疲勞裂紋擴展壽命和疲勞剩余壽命；具體步驟如下：計算KI,再計算裂紋臨界尺寸ac,最后根據(jù)有關(guān)公式估算疲勞壽命5.12試述金屬的硬化與軟化現(xiàn)象與產(chǎn)生條件。金屬材料在恒定應(yīng)變X圍循環(huán)作用下,隨循環(huán)周次增加其應(yīng)力不斷增加,即為循環(huán)硬化。金屬材料在恒定應(yīng)變X圍循環(huán)作用下,隨循環(huán)周次增加其應(yīng)力逐漸減小,即為循環(huán)軟化。金屬材料產(chǎn)生循環(huán)硬化與軟化取決于材料的初始狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特性以與應(yīng)變幅和溫度等。循環(huán)硬化和軟化與σb/

σs有關(guān)：

σb/

σs>1.4,表現(xiàn)為循環(huán)硬化；

σb/

σs<1.2,表現(xiàn)為循環(huán)軟化；1.2<σb/

σs<1.4,材料比較穩(wěn)定,無明顯循環(huán)硬化和軟化現(xiàn)象。也可用應(yīng)變硬化指數(shù)n來判斷循環(huán)應(yīng)變對材料的影響,n<1軟化,n>1硬化。退火狀態(tài)的塑性材料往往表現(xiàn)為循環(huán)硬化,加工硬化的材料表現(xiàn)為循環(huán)軟化。循環(huán)硬化和軟化與位錯的運動有關(guān)：退火軟金屬中,位錯產(chǎn)生交互作用,運動阻力增大而硬化。冷加工后的金屬中,有位錯纏結(jié),在循環(huán)應(yīng)力下破壞,阻力變小而軟化。555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555556.1、名詞解釋1、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)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。2、氫脆：由于氫和應(yīng)力共同作用而導(dǎo)致的金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象3、白點：當(dāng)鋼中含有過量的氫時,隨著溫度降低氫在鋼中的溶解度減小。如果過飽和的氫未能擴散逸出,便聚集在某些缺陷處而形成氫分子。此時,氫的體積發(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。4、氫化物致脆：對于ⅣB或ⅤB族金屬,由于它們與氫有較大的親和力,極易生成脆性氫化物,是金屬脆化,這種現(xiàn)象稱氫化物致脆。5、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)象稱為氫致延滯斷裂。二、說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義1、σscc：材料不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力。2、KIscc：應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場強度因子。3、da/dt：盈利腐蝕列紋擴展速率。6.4分析應(yīng)力腐蝕裂紋擴展速率da/dt與K1關(guān)系曲線,并與疲勞裂紋擴展速率曲線進行比較前者的第一和第三階段的速率隨K的變化非常快,后者相對較慢。第二階段前者幾乎是平行的,后者比較平穩(wěn)但是速率還是會隨著k的變法而變化6.6何謂氫致延滯斷裂？為什么高強度鋼的氫致延滯斷裂是在一定的應(yīng)變速率下和一定的溫度X圍內(nèi)出現(xiàn)？答：高強度鋼中固溶一定量的氫,在低于屈服強度的應(yīng)力持續(xù)作用下,經(jīng)過一段孕育期后,金屬內(nèi)部形成裂紋,發(fā)生斷裂。氫致延滯斷裂。因為氫致延滯斷裂的機理主要是氫固溶于金屬晶格中,產(chǎn)生晶格膨脹畸變,與刃位錯交互作用,氫易遷移到位錯拉應(yīng)力處,形成氫氣團。當(dāng)應(yīng)變速率較低而溫度較高時,氫氣團能跟得上位錯運動,但滯后位錯一定距離。因此,氣團對位錯起"釘扎"作用,產(chǎn)生局部硬化。當(dāng)位錯運動受阻,產(chǎn)生位錯塞積,氫氣團易于在塞積處聚集,產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致微裂紋。若應(yīng)變速率過高以與溫度低的情況下,氫氣團不能跟上位錯運動,便不能產(chǎn)生"釘扎"作用,也不可能在位錯塞積處聚集,產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致微裂紋。所以氫致延滯斷裂是在一定的應(yīng)變速率下和一定的溫度X圍內(nèi)出現(xiàn)的。6.7試述區(qū)別高強度鋼的應(yīng)力腐蝕與氫致延滯斷裂的方法應(yīng)力腐蝕斷裂具有腐蝕產(chǎn)物和氧化現(xiàn)象,故常呈黑色和灰黑色。并且常有分叉現(xiàn)象,呈枯樹枝狀。氫致延滯斷裂沒有這些現(xiàn)象。6666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666667.1磨損：機件表面相互接觸并產(chǎn)生相對運動,表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑,使表面材料逐漸損失、造成表面損傷的現(xiàn)象粘著：實際上就是原子間的鍵合作用犁皺：相對運動兩表面的較軟表面因塑形變形而形成的犁痕式的破壞。耐磨性：耐磨性是材料抵抗磨損的性能。接觸疲勞：兩接觸面做滾動或滾動加滑動摩擦?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。[P153]7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777蠕變：在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象。.應(yīng)力松弛：在規(guī)定溫度和處事應(yīng)力條件下,金屬材料中的應(yīng)力隨時間增加而減小的現(xiàn)象。穩(wěn)態(tài)蠕變：穩(wěn)態(tài)蠕變：蠕變速率幾乎保持不變的蠕變。擴散蠕變：在高溫條件下,晶體內(nèi)空位將從受拉晶界向受壓晶界遷移,原子則朝相反方向流動,致使晶體逐漸產(chǎn)生伸長的蠕變。持久伸長率；在高溫持久試驗后,試樣斷裂后的伸長率8.3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(dāng)滑移面上的位錯運動受阻產(chǎn)生塞積時,必須在更大的切應(yīng)力作用下才能使位錯重新運動和增值,宏觀變現(xiàn)為加工硬化現(xiàn)象,或?qū)τ诼菪臀诲e,采用交滑移改變滑移面來實現(xiàn)位錯繼續(xù)運動。而當(dāng)高溫下金屬蠕變變形主要通過位錯滑移,原子擴散等機理進行。1,當(dāng)滑移面上的位錯運動受阻產(chǎn)生塞積時,位錯可借助于外界提供的熱激活能和空位擴散來克服短程阻礙。主要是通過刃型位錯的攀移來實現(xiàn)。2,此外,在高溫下大量原子和空位定向移動,即在兩端拉應(yīng)力作用下,晶體內(nèi)空位將從受拉晶界向受壓晶界遷移,原子則朝相反方向流動致使晶體伸長產(chǎn)生蠕變,即擴散蠕變。總之,在高溫條件下,金屬塑性變形仍得以繼續(xù)進行,即高溫蠕動變形。彈性模