常用材料性能及收缩率
金属材料力学性能最常用的几项指标
金属材料力学性能最常用的几项指标 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。 对于金属材料的硬度，至今在国内外还没有一个包括所有试验方法的统一而明确的定义。就已经标准化的、被国内外普通采用的金属硬度试验方法而言，金属材料硬度的定义是:材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种测试方法是最长用的，它们是金属硬度检测的主要测试方法。而洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检测，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的及不可移动工件的硬度检测。 1.布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验
工程材料力学性能答案
工程材料力学性能答案1111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111 111111 决定金属屈服强度的因素有哪 些？12 内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。固溶强化、形变硬化、细晶强化试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？21韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的
因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化？断裂强度与抗拉强度有何区别？抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力，记为σb；拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系：σf = σb (1+ψ)；脆性材料的抗拉强度就是断裂强度；对于塑性材料，于出现颈缩两者并不相等。裂纹扩展受哪些因素支配？答:裂纹形核前均需有塑性变形；位错运动受阻，在一定条件下便会形成裂纹。2222222222222222222222222222222222 2222222222222222222222222222222222 2222 试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。答：单向拉伸试验的特点及应用：单向拉伸的应力状态较硬，一般用于塑性变形
常用材料力学性能.
常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800
7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢
高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT
MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃
塑料密度及收缩率
密度收缩率材料缩写 [g/cm3] [%] 聚苯乙烯PS 1.05 0.3-0.6 聚苯乙烯，中.高冲击性HI-PS 1.05 0.5-0.6 聚苯乙烯-丙烯晴SAN 1.08 0.5-0.7 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯ABS 1.06 0.4-0.7 苯烯晴-苯乙烯-丙烯酸ASA 1.07 0.4-0.6 低密度聚乙烯LDPE 0.954 1.5-4.0 高密度聚乙烯HDPE 0.92 1.5-3.6 聚丙烯PP 0.915 1.0-2.5 聚本烯-GR PPGR 1.15 0.5-1.2 聚甲基戊烯PMP 0.83 1.5-3.0 软质聚氯乙烯PVC-soft 1.38 1.0-2.5 硬质聚氯乙烯PVC-rigid 1.38 0.1-0.6 聚氟亚乙烯PVDF 1.2 3.0-6.0 聚四氟乙烯PTFE 2.12-2.17 3.5-6.0 聚甲基丙烯酸甲脂（丙烯）PMMA 1.18 0.1-0.8
聚氧甲烯（乙缩烯）POM 1.42 1.8-3.5 聚苯撑氧或聚氧化亚苯PPO 1.06 0.1-0.7 聚苯撑氧-GR PPO-GR 1.27 <0.7 醋酸纤维素CA 1.27-1.3 0.5 醋酸-丁酸纤维素CAB 1.17-1.22 0.5 丙酸纤维表素CP 1.19-1.23 0.5 聚碳酸醋PC 1.2 0.4-0.8 聚碳酸脂-GR PC-GR 1.42 0.15-0.55 聚乙烯对苯二甲酸乙酯PET 1.37 0.2-2.0 聚乙烯对苯二甲酸乙酯-GR PET-GR 1.5-1.57 1.2-2.0 聚丁烯对苯二酸PBT 1.3 0.9-1.8 聚丁烯对苯二酸-GR PBT-GR 1.52-1.57 0.3-1.2 尼龙6（聚酸胺6）PA 6 1.14 0.8-1.5 尼龙6-GR PA 6-GR 1.36-1.65 0.3-1 尼龙6/6 PA 66 1.15 1.2-1.8 尼龙6/6-GR PA66-GR 1.20-1.65 0.5-1.5 尼龙11 PA 11 1.03-1.05 0.5-1.5 尼龙12 PA 12 1.01-1.04 0.5-1.5
常用塑料缩水率表
常用塑料缩水率表 ABS（丙烯腈/丁二烯/苯乙烯）共聚物 0.50% SAN(苯乙烯-丙烯腈)共聚物 0.40% PC聚碳酸酯 0.60% ABS+SAN（丙烯腈/丁二烯/苯乙烯）共聚物+ (苯乙烯-丙烯腈)共聚物 0.40% PVC 2.00% POM聚甲醛 1.70% PP聚丙烯 1.60% PMMA聚甲基丙烯酸甲酯 0.50% HDPE高密度聚乙烯(低压) 2.00% LDPE低密度聚乙烯(高压) 2.00% GPPS普通聚苯乙烯 0.50% PBT聚对苯二甲酸丁二酯 1.70% PET聚对苯二甲酸乙二酯 1.70% 尼龙6（PA6） 1.20% 尼龙66（PA66） 1.50% 尼龙1010（PA1010）
1.50% EV A（乙烯-醋酸乙烯）共聚物 2.00% 塑料的收缩率是指塑料制件在成型温度下尺寸与从模具中取出冷却至室温后尺寸之差的百 分比。它反映的是塑料制件从模具中取出冷却后尺寸缩减的程度。影响塑料收缩率的因素有：塑料品种、成型条件、模具结构等。不同的高分子材料的收缩率各不相同。其次塑料的收缩率还与塑件的形状、内部结构的复杂程度、是否有嵌件等有很大的关系。常用塑料收缩率如下： PE：1.2~1.28% PP：1.2~2.5% PVC（硬质）：0.4~0.7% PVC（软质）：1.0~5.0% PS：0.3~0.6% ABS：0.4~0.7% ABS（加玻纤）：0.2~0.4% PC：0.6~0.8% PMMA：0.3~0.7% POM：1.8~3.0% PET：1.2~2.0% PPO：0.5~0.9% PPS：1% PEEK：1.2%
材料力学性能考试答案
《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什么？ 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素：温度、应变速率和应力状态。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。 【P32】 答： 212?? ? ??=a E s c πγσ，只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： （1）应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τmax 和最大正应力σmax 比值，即： () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 （2）缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 （3）缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值，称为缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 （4）布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 （5）洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。 （6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承
塑料缩水率表
塑料缩水率表 简 称 全 名 密度 (g/cm) 缩小率 熔融温度 (℃) 模具温度 (℃) 射出压力 (Mpa) *145=PSI 射出速度 性质 ASA Acrylonitrile-Styrene-Acrylate 1.07 0.4～0.6 230～260 40～90 － － 非 结 晶 性 塑 胶 ABS Acrylonitrile-Butadiene-Styrene 1～1.2 0.5～0.6 195～240 38～93 120～140 平、慢 HIPS 耐冲击聚笨乙烯 1～1.1 0.4～0.7 180～280 10～85 100～200 快 PAI Polyamide-imide 1.4～1.6 0.1～0.2 305～370 205～200 160～200 快 PAS Polyaryl-Sulfone 1.36 0.6 340～370 120～155 138～200 PC Polycarbonate 1.2～1.5 0.4～0.7 270～325 80～110 138～200 快 PEI Polyether-imide 1.3～1.5 0.5～0.7 340～425 65～175 100～160 中等、快 PES Polyether-Sulfones 1.2～1.6 0.3～0.6 340～380 140～160 160～200 快 PETG PET (copolymer) 1.2～1.3 190～275 20～30 80～100 慢、快 PMMA Polymethy-methacrylate (acrylic) 1.1～1.2 0.4～0.8 200～260 38～60 100～200 各种 Polyester Thermoplastic Polyester 1.3 1.5～1.8 230～260 40～100 80～100 慢、平 PPO Polyphenylene-oxide 1.1～1.2 0.2～0.7 250～315 82～110 120～180 快 PS Polystyrene 1.0～1.1 0.4～0.7 180～280 10～85 100～200 快 PSU Polysulfone 1.2～1.6 0.7 310～400 100～170 慢 PVC Polyvinyl-Chloride 1.2～1.4 0.2～0.5 180～204 20～40 70～140 慢、中等 SAN Styrene-acrylonitrile 1.1～1.3 0.3～0.7 220～270 5～60 35～140 TPOR Thermoplastic Polyurethane 1.2～1.3 0.8～2 190～220 30～65 70～140 强化塑料 之填充材 在塑料材料中填加一些强化材，可提高强度、耐热性而且成形之收缩变少。强化材几乎都是纤维。 其中玻璃纤维 (Glass Fiber) 最多，其次为炭纤维 (Carbon Fiber)、Whisker 等。 1. 玻璃纤维：为一般纤维化玻璃称为E 玻璃，这些纤维的粗度为10～13μm 。由纤维之制程产生的分子配向愈细愈强，具有超过钢琴线的抗张力 (E 玻璃之抗张力为250kgf/mm 2)。为了使此纤维相缠，介于塑料之中，有助于补强，需要某种程度的纤维长度，但是在利用射出成形机的成形，因利用螺杆揉捏，长的纤维被切断，一般长度为0.5mm 。利用射出成形机之热可塑性塑料为PA 、PC 、POM 、 PSF 、PPE 、AS 、PP 等，玻璃纤维和其基本之塑料 (MATRIX) 的亲和性不佳时，因纤维脱离母料，失去 补强效果。总之，是纤维和母料表面之粘接性的问题。玻璃纤维之充填率一般为10～30%，充填率20%时，抗拉强度变成约2倍，耐热性也稍提高，耐冲击性也常变佳，但是几乎不伸长，将其称为强化热可塑性塑料。 2. 炭纤维：炭纤维利用原料和制法的差异可得到宽广的性质，但是在塑料之强化材上使用强化构造用的高强度品。和玻璃纤维相比，也在抗拉强度和弹性系数上取胜，潜变也少，膨胀系数也小，导电性优异，而且耐热性高，唯一的缺点是价格很贵。因此，只用于部份的运动用品、机械零件。
材料的力学性能
材料的力学性能 mechanical properties of materials 主要是指材料的宏观性能，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下： 弹性性能材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为弹性。外力卸除后即可消失的变形，称为弹性变形。表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。 拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定：对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d；对于矩形截 面试样,按照面积换算规定或者。试样两端的粗大部分用以和材料试验 机的夹头相连接。试验结果通常绘制成拉伸图或应力－应变图。图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l)，纵坐标表示载荷P（或应力σ＝P/A）。图中的曲线从原点到点p为直线，pe段为曲线，载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。 比例极限应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限，即图中点p所对应的应力,以σp表示。在应力低于σp的情况下，应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。 弹性极限试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限，即图中点e所对应的应力,以σe表示。若在应力超出σe后卸载，试样中将出现残余变形。比例极限和弹性极限的测试值敏感地受测试精度的影响，并不易测准，所以在有关标准中规定，对于拉伸曲线的直线部分产生规定偏离量（用切线斜率的偏差表示）的应力作为"规定比例极限"。对于弹性
塑胶材料收缩率简表
成型加工温度，模具温度及射出成型过程的一般塑胶收缩率 材料标称密度玻璃纤维含量平均比热加工温度模具温度收缩率 [g/cm3] [%] [KJ/(kg x K)] [℃] [℃] [%] 聚苯乙烯PS 1.05 1.3 180-280 10 0.3-0.6 聚苯乙烯，中.高冲击性HI-PS 1.05 1.21 170-260 5-75 0.5-0.6 聚苯乙烯-丙烯晴SAN 1.08 1.3 180-270 50-80 0.5-0.7 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯ABS 1.06 1.4 210-275 50-90 0.4-0.7 苯烯晴-苯乙烯-丙烯酸ASA 1.07 1.3 230-260 40-90 0.4-0.6 低密度聚乙烯LDPE 0.954 2.0-2.1 160-260 50-70 1.5-5.0 高密度聚乙烯HDPE 0.92 2.3-2.5 260-300 30-70 1.5-3.0 聚丙烯PP 0.915 0.84-2.5 250-270 50-75 1.0-2.5 聚本烯-GR PPGR 1.15 30 1.1-1.35 260-280 50-80 0.5-1.2 聚甲基戊烯PMP 0.83 280-310 70 1.5-3.0 软质聚氯乙烯PVC-soft 1.38 0.85 170-200 15-50 >0.5 硬质聚氯乙烯PVC-rigid 1.38 0.83-0.92 180-210 30-50 0.5 聚氟亚乙烯PVDF 1.2 250-270 90-100 3.0-6.0 聚四氟乙烯PTFE 2.12-2.17 0.12 320-360 200-230 3.5-6.0 聚甲基丙烯酸甲脂(丙烯)PMMA 1.18 1.46 210-240 50-70 0.1-0.8 聚氧甲烯（乙缩烯）POM 1.42 1.47-1.5 200-210 >90 1.9-2.3 聚苯撑氧或聚氧化亚苯PPO 1.06 1.45 250-300 80-100 0.5-0.7 聚苯撑氧-GR P PO-GR 1.27 30 1.3 280-300 80-100 <0.7 醋酸纤维素CA 1.27-1.3 1.3-1.7 180-320 50-80 0.5 醋酸-丁酸纤维素CAB 1.17-1.22 1.3-1.7 180-230 50-80 0.5 丙酸纤维表素CP 1.19-1.23 1.7 180-230 50-80 0.5 聚碳酸醋PC 1.2 1.3 280-320 80-100 0.8 聚碳酸脂-GR P C-GR 1.42 10-32 1.1 300-330 100-120 0.15-0.55 聚乙烯对苯二甲酸乙酯PET 1.37 260-290 140 1.2-2.0 聚乙烯对苯二甲酸乙酯-GR PET-GR 1.5-1.57 20-30 260-290 140 1.2-2.0 聚丁烯对苯二酸PBT 1.3 240-260 60-80 1.5-2.5 聚丁烯对苯二酸-GR PBT-GR 1.52-1.57 30-50 250-270 60-80 0.3-1.2 尼龙6（聚酸胺6）PA 6 1.14 1.8 240-260 70-120 0.5-2.2 尼龙6-GR PA 6-GR 1.36-1.65 30-50 1.26-1.7 270-290 70-120 0.3-1 尼龙6/6 PA 66 1.15 1.7 260-290 70-120 0.5-2.5 尼龙6/6-GR PA66-GR 1.20-1.65 30-50 1.4 280-310 70-120 0.5-1.5 尼龙11 PA 11 1.03-1.05 2.4 210-250 40-80 0.5-1.5 尼龙12 PA 12 1.01-1.04 1.2 210-250 40-80 0.5-1.5 聚醚矾PSO 1.37 310-390 100-160 0.7 聚硫化亚苯PPS 1.64 40 370 >150 0.2 热塑性聚亚胺脂PUR 1.2 1.85 195-230 20-40 0.9 酚甲醛树脂(GP) PF 1.4 1.3 60-80 170-190 1.2 三聚氰胺甲醛(GP)MF 1.5 1.3 70-80 150-165 1.2-2 三聚氰胺酚甲醛MPF 1.6 1.1 60-80 160-180 0.8-1.8 聚脂树脂UP 2.0-2.1 0.9 40-60 150-170 0.5-0.8 环氧树脂EP 1.9 30-80 1.7-1.9 ca.70 160-170 0.2 a 注意与流动方向及横向的不同收缩率，制程影响。 b 共聚物
材料力学性能-第2版课后习题答案
第一章单向静拉伸力学性能 1、 解释下列名词。 2. 滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落 后于应力的现象。 3?循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4?包申格效应： 金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规 定残余伸长应力降低的 现象。 11. 韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆 性断裂，这种现象称 为韧脆转变 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答：E 弹性模量G 切变模量 r 规定残余伸长应力 0.2屈服强度 gt 金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应 变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但 是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏 感。【P4】 4、 现有4 5、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料作为机床起身，为什么？ 选灰铸铁，因为其含碳量搞，有良好的吸震减震作用，并且机床床身一般结构简单，对精度要求不高，使用灰铸铁可 降低成本，提高生产效率。 5、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？ 【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程 中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂， 断裂前基本上不发生塑性变形， 没有明显征兆，因而危害性很大。 6、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形 态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 7、 板材宏观脆性断口的主要特征是什么？如何寻找断裂源？ 断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状，板状矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也 与裂纹扩展方向平行，其尖端指向裂纹源。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： (1 )应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力T max 和最大正应力(T max 比值，即： (3)缺口敏感度一一缺口试样的抗拉强度 T bn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度 T b 的比值，称为缺口敏感度，即:【P47 P55】 max 1 3 max 2 1 0.5 2 3 【新书P39旧书P46】
常用材料性能及收缩率
丙稀晴－丁二烯－苯乙烯（ABS工程塑料） 工艺简单、光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低。 它的主要物理特性是：坚硬、牢固。树脂等级的ASS能像人造橡胶(或橡胶)一样具有弯曲性能。其中，聚丁二烯提供很好的抗压强度，非结晶苯乙烯热塑性塑料使ABS的加工工艺更为简单(在模具中更易流动)，而丙烯腈则增加了ABS的牢度、硬度与抗腐蚀性。有效控制这3种成分使设计师能根据最终产品的需要设计其弹性程度。可能也正因为这一点，ABS 能广泛地应用于家用产品与白色产品之中。尽管它不像其他工程聚合物那样坚韧，但它能有效控制成本。 ABS HFA700HF,ABSPA-766,ABS AF-305都为高温防火型,很多会发热的电器都用它做外壳价格较高，但符合安规。 ABS的吸水性大,而且透光性差,对用于双色成型、电镀来说是非常好的材料,在小家电这一块中,外壳采用ABS材料的相当高.（收缩小，不易变形，中强度带韧性的材料） 缺陷：耐紫外线性能不好 ABS塑料 化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重:1.05克/立方厘米成型收缩率:0.4-0.7% 成型温度：200-240℃干燥条件：80-90℃2小时 特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。
塑料和产品收缩率
塑料名称：PCTA 实际开模缩水率：0.003 开模产品类型：化装品 塑料名称：PETG 实际开模缩水率：0.004 开模产品类型：化装品 塑料名称：AS 实际开模缩水率：0.005 开模产品类型：化装品 PBT+30%GF 实际开模缩水率：0.004 保安器上下盖,支架 塑料名称：ABS 实际开模缩水率：5/1000 开模产品类型：电器外壳 塑料名称：PP 实际开模缩水率：16/1000 开模产品类型：餐具 塑料名称：POM 实际开模缩水率：16/1000 开模产品类型：胶轮 塑料名称：PC 实际开模缩水率：8/1000 开模产品类型：手机水晶壳 塑料名称：PA6 实际开模缩水率：0.020 开模产品类型：闭锁器摇臂 塑料名称：TPR 实际开模缩水率：0.015 开模产品类型：车仔轮胎
看来这里面多数是做壳子类的高温阻燃材料用得极少塑料名称：LCP 实际开模缩水率：1.5～2/％0 开模产品类型：连接器 塑料名称：PA6T 实际开模缩水率：3～5/％0 开模产品类型：连接器 塑料名称：PA9T 实际开模缩水率：3～5/％0 开模产品类型：连接器 塑料名称：PC940 实际开模缩水率：8/％0 开模产品类型：各式插头座外壳 塑料名称：NTF FR52 实际开模缩水率：3～5/％0 开模产品类型：连接器 塑料名称：pom 实际开模缩水率：0.018 开模产品类型：遥控－开关－支架＝＝ 塑料名称：POM M90-44 实际开模缩水率：0.018 开模产品类型：小齿轮 塑料名称：POM TR-20 实际开模缩水率：0.015 开模产品类型：机芯 塑料名称：TPR 实际开模缩水率：0.012 开模产品类型：软胶 塑料名称：PPS+30%GF 实际开模缩水率：0.0045 开模产品类型：测距仪机芯
材料力学性能课后习题答案
材料力学性能课后答案(整理版) 1、解释下列名词。 1弹性比功：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。 2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。 3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。 沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。 11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等决定金属屈服强度的因素有哪些？ 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。 2、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？ 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。 3、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？ 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 4、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。5、论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论 的局限性。
工程材料力学性能-第 版答案 束德林
《工程材料力学性能》束德林课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功：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。 2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。 3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。 沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。 11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指 数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对 组织不敏感的力学性能指标？ 答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格
材料力学性能
第一章 一.静载拉伸实验 拉伸试样一般为光滑圆柱试样或板状试样。 若采用光滑圆柱试样，试样工作长度（标长）l0 =5d0 或l0 =10d0，d0 为原始直径。 二.工程应力：载荷除以试件的原始截面积。σ=F/A0 工程应变：伸长量除以原始标距长度。ε=ΔL/L0 低碳钢的变形过程：弹性变形、不均匀屈服塑性变形(屈服)、均匀塑性变形(明显塑性变形)、不均匀集中塑性变形、断裂。 三.低碳钢拉伸力学性能 1．弹性阶段（Ob） （1）直线段（Oa）： 线弹性阶段，E=σ/ε（弹性模量，比例常数） σp—比例极限 （2）非直线段（ab）： 非线弹性阶段 σe—弹性极限 2. 屈服阶段（bc） 屈服现象：当应力超过b点后，应力不再增加，但应变继续增加，此现象称为屈服。 σs—屈服强度（下屈服点），屈服强度为重要的强度指标。 3.强化阶段（ce） 材料抵抗变形的能力又继续增加，即随试件继续变形，外力也必须增大，此现象称为材料强化。 σb—抗拉强度，材料断裂前能承受的最大应力 4．局部变形阶段（颈缩）（ef） 试件局部范围横向尺寸急剧缩小，称为颈缩。 四.主要力学性能指标 弹性极限（σe）：弹性极限即指金属材料抵抗这一限度的外力的能力 屈服强度（σs）：抵抗微量塑性变形的应力 五.铸铁拉伸力学性能 特点： （1）较低应力下被拉断 （2）无屈服，无颈缩 （3）延伸率低 （4）σb—强度极限 （5）抗压不抗拉 讨论1：σs 、σr0.2、σb都是机械设计和选材的重要论据。实际使用时怎么办？ 塑性材料：σs 、σr0.2 脆性材料：σb 屈强比：σs /σb 讨论2：屈强比σs /σb有何意义？ 屈强比s / b值越大，材料强度的有效利用率越高，但零件的安全可靠性降低。 六.弹性变形及其实质 定义：当外力去除后，能恢复到原来形状和尺寸的变形。 特点：单调、可逆、变形量很小(<0.5~1.0%)
聚四氟乙烯材料力学性能参数表
1．聚四氟乙烯 聚四氟乙烯是用于密封的氟塑料之一。聚四氟乙烯以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它的周围，构成严密的屏障，使它具有非常宝贵的综合物理机械性能(表14—9)。聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性，即使温度较高，也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂，所以，素有“塑料王”之称。除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外，对酮类、醇类等有机溶剂均有耐蚀性。只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。 聚四氟乙烯的介电性能优异，绝缘强度及抗电弧性能也很突出，介质损耗角正切值很低，但抗电晕性能不好。聚四氟乙烯不吸水、不受氧气、紫外线作用、耐候性好，在户外暴露3年，抗拉强度几乎保持不变，仅伸长率有所下降。聚四氟乙烯薄膜与涂层由于有细孔，故能透过水和气体。 表14-9聚四氟乙烯性能
聚四氟乙烯在200℃以上，开始极微量的裂解，即使升温到结晶体熔点327℃，仍裂解很少，每小时失重为万分之二。但加热至400℃以上热裂解速度逐渐加快，产生有毒气体，因此，聚四氟乙烯烧结温度一般控制在375～380℃。 聚四氟乙烯分子间的范德华引力小，容易产生键间滑动，故聚四氟乙烯具有很低的摩擦系数及不粘性，摩擦系数在已知固体材料中是最低的。 聚四氟乙烯的导热系数小，该性能对其成型工艺及应用影响较大。其不但导热性差，且线膨胀系数较大，加入填充剂可适当降低线膨胀系数。在负荷下会发生蠕变现象，亦称作“冷流”，加入填充剂可减轻蠕变程度。 聚四氟乙烯可以添加不同的填充剂，选择的填充剂应基本满足下述要求：能耐380℃高温即四氟制品的烧结温度；与接触的介质不发生反应；与四氟树脂有良好的混入性；能改善四氟制品的耐磨性、冷流性、导热性及线膨胀系数等。常用 的填充剂有无碱无蜡玻璃纤维、石墨、碳纤维、MoS 2、A1 2 3 、CaF 2 、焦炭粉及各 种金属粉。如填充玻璃纤维或石墨，可提高四氟制品的耐磨、耐冷流性，填充MoS 2 可提高其润滑性，填充青铜、钼、镍、铝、银、钨、铁等，可改善导热性，填充聚酰亚胺或聚苯酯，可提高耐磨性，填充聚苯硫醚后能提高抗蠕变能力，保证尺寸稳定等。在相同的温度条件下，填充后的聚四氟乙烯其抗压强度(表 14-10)、压缩弹性模量(表14-11)、抗弯强度(表14-12)、硬度(表14-13)、摩擦系数和耐磨耗性(表14-14)、热导率(表14-15)均比纯四氟乙烯高。但抗拉强度和伸长率则有所下降，线膨胀系数(表14-15)也减小。 表14-10不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的抗压强度① (Pa) ①5％变形。 表14-ll 不同温度下加填充剂前后聚四氟乙烯的压缩弹性模量 （×103 Pa）
材料力学性能
填空 1-1、金属弹性变形是一种“可逆性变形”，它是金属晶格中原子自平衡位置产生“可逆位移”的反映。 1-2、弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生“100％”弹性变形所需的应力。 1-3、弹性比功表示金属材料吸收“弹性变形功”的能力。 1-4、金属材料常见的塑性变形方式主要为“滑移”和“孪生”。 1-5、滑移面和滑移方向的组合称为“滑移系”。 1-6、影响屈服强度的外在因素有“温度”、“应变速率”和“应力状态”。 1-7、应变硬化是“位错增殖”、“运动受阻”所致。 1-8、缩颈是“应变硬化”与“截面减小”共同作用的结果。 1-9、金属材料断裂前所产生的塑性变形由“均匀塑性变形”和“集中塑性变形”两部分构成。 1-10、金属材料常用的塑性指标为“断后伸长率”和“断面收缩率”。 1-11、韧度是度量材料韧性的力学指标，又分为“静力韧度”、“冲击韧度”、“断裂韧度”。1-12、机件的三种主要失效形式分别为“磨损”、“腐蚀”和“断裂”。 1-13、断口特征三要素为“纤维区”、“放射区”、“剪切唇”。 1-14、微孔聚集断裂过程包括“微孔成核”、“长大”、“聚合”，直至断裂。 1-15、决定材料强度的最基本因素是“原子间结合力” 2-1、金属材料在静载荷下失效的主要形式为“塑性变形”和“断裂”。 2-2、扭转试验测定的主要性能指标有“切变模量”、“扭转屈服点ηs”、“抗扭强度ηb”。2-3、缺口试样拉伸试验分为“轴向拉伸”、“偏斜拉伸”。 2-5、压入法硬度试验分为“布氏硬度”、“洛氏硬度”和“维氏硬度”。 2-7、洛氏硬度的表示方法为“硬度值”、符号“HR”、和“标尺字母”。 3-1、冲击载荷与静载荷的主要区别是“加载速率不同”。 3-2、金属材料的韧性指标是“韧脆转变温度tk 4-1、裂纹扩展的基本形式为“张开型”、“滑开型”和“撕开型”。 4-2、机件最危险的一种失效形式为“断裂”，尤其是“脆性断裂”极易造成安全事故和经济损失。 4-3、裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据：KI≥KIC 4-4、断裂G判据：GI≥GIC 。 4-7、断裂J判据：JI≥JIC 5-1、变动应力可分为“规则周期变动应力”和“无规则随机变动应力”两种。 5-2、规则周期变动应力也称循环应力，循环应力的波形有“正弦波”、“矩形波”和“三角形波”。 5-4、典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域，分别为“疲劳源”、“疲劳区”和“瞬断区”。5-6、疲劳断裂应力判据：对称应力循环下：ζ≥ζ-1 。非对称应力循环下：ζ≥ζr 5-7、疲劳过程是由“裂纹萌生”、“亚稳扩展”及最后“失稳扩展”所组成的。 5-8、宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的“形成”、“长大”及“连接”而成的。 5-10、疲劳微观裂纹都是由不均匀的“局部滑移”和“显微开裂”引起的。 5-11、疲劳断裂一般是从机件表面“应力集中处”或“材料缺陷处”开始的，或是从二者结合处发生的。”。 6-1、产生应力腐蚀的三个条件为“应力”、“化学介质”和“金属材料”。 6-2、应力腐蚀断裂最基本的机理是“滑移溶解理论”和“氢脆理论”。 6-5、防止氢脆的三个方面为“环境因素”、“力学因素”及“材质因素”。 7-4、脆性材料冲蚀磨损是“裂纹形成”与“快速扩展”的过程。