材料力学性能复习总结

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材料物理性能复习资料整理

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材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化,称为形变。

材料承受外力作用、抵抗变形的能力及其破坏规律,称为材料的力学性能或机械性能。

材料在单位面积上所受的附加内力称为应力。

法向应力导致材料伸长或缩短,而剪切应力引起材料的切向畸变。

应变是用来表征材料在受力时内部各质点之间的相对位移。

对于各向同性材料,有三种基本类型的应变:拉伸应变ε,剪切应变γ和压缩应变Δ。

若材料受力前的面积为A0,则σ0=F/A0称为名义应力。

若材料受力后面积为A,则σT=F/A称为真实应力。

对于理想的弹性材料,在应力作用下会发生弹性形变,其应力与应变关系服从胡克(Hook)定律(σ=Eε)。

E是弹性模量,又称为弹性刚度。

弹性模量是材料发生单位应变时的应力,它表征材料抵抗形变能力(即刚度)的大小。

E越大,越不容易变形,表示材料刚度越大。

弹性模量是原子间结合强度的标志之一。

泊松比:在拉伸试验时,材料横向单位面积的减少与纵向单位长度的增加之比值。

粘性形变是指粘性物体在剪切应力作用下发生不可逆的流动形变,该形变随时间增加而增大。

材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性。

材料发生塑性形变而不发生断裂的能力称为延展性。

在足够大的剪切应力τ作用下或温度T较高时,材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移,宏观上表现为材料的塑性形变。

滑移和孪晶:晶体塑性形变两种基本形式。

蠕变是在恒定的应力σ作用下材料的应变ε随时间增加而逐渐增大的现象。

位错蠕变理论:在低温下受到阻碍而难以发生运动的位错,在高温下由于热运动增大了原子的能量,使得位错能克服阻碍发生运动而导致材料的蠕变。

扩散蠕变理论:材料在高温下的蠕变现象与晶体中的扩散现象类似,蠕变过程是在应力作用下空位沿应力作用方向(或晶粒沿相反方向)扩散的一种形式。

晶界蠕变理论:多晶陶瓷材料由于存在大量晶界,当晶界位相差大时,可把晶界看成是非晶体,在温度较高时,晶界粘度迅速下降,应力使得晶界发生粘性流动而导致蠕变。

材料力学性能总复习-知识归纳整理

材料力学性能总复习-知识归纳整理

知识归纳整理《材料力学性能》课程期末总复习一、名词解释刚度、形变强化、弹性极限、应力腐蚀开裂、韧性、等温强度、缺口效应、磨损、腐蚀疲劳、脆性断裂、等强温度、应力松弛、Bauschinger效应、粘着磨损、缺口敏感度、冲击韧度、滞弹性、韧脆转变温度、应力腐蚀、抗拉强度、蠕变、高温疲劳、低应力脆断、氢脆、弹性变形、应力状态软性系数、应力幅、应力场强度因子、变动载荷、抗热震性、弹性比功、残余应力、比强度、高周疲劳、约比温度、滑移、应变时效、内耗、断面收缩率、腐蚀磨损二、挑选题1、Bauschinger效应是指经过预先加载变形,然后再反向加载变形时材料的弹性极限()的现象。

A.升高B.降低C.不变D.无规律可循2、橡胶在室温下处于:()A.硬玻璃态B.软玻璃态C.高弹态D.粘流态3、下列金属中,拉伸曲线上有明显屈服平台的是:()A.低碳钢B.高碳钢C.白口铸铁D.陶瓷4、HBS所用压头为()。

A.硬质合金球B.淬火钢球C.正四棱金刚石锥D.金刚石圆锥体5、对称循环交变应力的应力比r为()。

A.-1 B.0 C.-∞D.+∞6、Griffith强度理论适用于()。

A.金属B.陶瓷C.有机高分子D.晶须7、疲劳裂纹最易在材料的什么部位产生()。

A.表面B.次表面C.内部D.不一定8、⊿Kth表示材料的()。

A.断裂韧性B.疲劳裂纹扩展门槛值求知若饥,虚心若愚。

C.应力腐蚀破碎门槛值D.应力场强度因子9、拉伸试样的直径一定,标距越长则测出的断面收缩率会()。

A.越高B.越低C.不变D.无规律可循10、下述断口哪一种是延性断口()。

A.穿晶断口B.沿晶断口C.河流花样D.韧窝断口11、与维氏硬度可以相互比较的是()。

A.布氏硬度B.洛氏硬度C.莫氏硬度D.肖氏硬度12、为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施()。

A.引入表面拉应力B.引入表面压应力C.引入内部压应力D.引入内部拉应力13、材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而()。

工程材料力学性能各章节复习知识点

工程材料力学性能各章节复习知识点

工程材料力学性能各个章节主要复习知识点第一章弹性比功: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。

滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。

包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。

塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。

脆性:材料在外力作用下(如拉伸,冲击等)仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。

韧性:是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力,也指材料抵抗裂纹扩展的能力。

应力、应变;真应力,真应变概念。

穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。

拉伸断口形貌特征?①韧性断裂:断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。

用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。

纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。

其断口宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。

②脆性断裂:断裂面一般与正应力垂直,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呈人字形花样。

人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行,但其尖端指向裂纹源。

韧、脆性断裂区别?韧性断裂产生前会有明显的塑性变形,过程比较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生,突然发生,难以发现征兆拉伸断口三要素?纤维区,放射区和剪切唇。

缺口试样静拉伸试验种类?轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪几种形式?磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。

材料的形变强化规律是什么?层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。

在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。

材料的晶粒变粗,增强效果提高。

第二章应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmaxσmax缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn 与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示缺口敏感度,即为NSR=σbnσb第三章低温脆性:在实验温度低于某一温度t2时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显降低,断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。

材料力学性能复习总结

材料力学性能复习总结

材料力学性能复习总结材料力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性和性能。

在材料力学性能的学习中,不仅需要了解材料的基本力学性质,还需要掌握材料的破坏机制、变形行为以及材料的力学性能测试方法等方面的知识。

以下是对材料力学性能复习的总结。

1.材料的破坏机制和破坏形态材料的破坏机制是指材料在受力作用下发生破坏的方式和过程。

常见的破坏机制有拉伸破坏、压缩破坏、剪切破坏等。

拉伸破坏时,材料会发生断裂;压缩破坏时,材料会出现压缩变形和压碎现象;剪切破坏时,材料会出现剪切变形和断裂等。

材料的破坏形态是指材料在受力作用下发生的形态变化。

常见的破坏形态有脆性断裂、塑性变形和疲劳破坏等。

脆性断裂是指材料在受静态或低应力下发生迅速断裂的性质;塑性变形是指材料在受力作用下发生塑性流动,而不发生断裂;疲劳破坏是指材料在反复受力下产生裂纹并最终导致断裂。

2.材料的变形行为和变形机制材料的变形行为是指材料在受力作用下发生的形变现象。

常见的变形行为有弹性变形、塑性变形和粘弹性变形等。

弹性变形是指材料在受力作用下发生的可逆性变形。

材料在弹性变形时能够恢复到原始形状和尺寸。

弹性变形的机制是原子之间的键能发生弹性形变,即在受力作用下原子间的距离发生变化,但不改变原子间的相对位置。

塑性变形是指材料在受力作用下发生的不可逆性变形。

材料在塑性变形时会发生晶格的滑移和位错的运动。

塑性变形的机制是原子间的键能发生塑性形变,即原子间的相对位置发生改变。

粘弹性变形是指材料在受力作用下表现出介于弹性变形和塑性变形之间的性质。

材料在粘弹性变形时有一部分能量会被消耗掉,导致材料的不完全恢复。

粘弹性变形的机制是在外力作用下,分子间的键发生的弹性形变和分子间的长距离位移。

3.材料力学性能的测试方法拉伸试验是指将材料置于拉力下进行测试。

通过拉伸试验可以了解材料的弹性性能、破坏强度、延展性以及断裂形态等。

压缩试验是指将材料置于压力下进行测试。

通过压缩试验可以了解材料的强度和刚度等。

材料力学性能复习重点

材料力学性能复习重点

期末复习资料一 名词解释1. 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。

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(振动)下吸收不可逆变形功的能力。

也叫金属的内耗。

4. 包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余伸长应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象。

5. 应力状态软性系数:金属所受的最大切应力τmax 与最大正应力σmax 的比值大小。

即:()32131max max 5.02σσσσσστα+--== 6. 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。

缺口第一效应:引起应力集中,改变了缺口前方的应力状态,使缺口试样所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态。

缺口第二效应:缺口使塑性材料强度增高,塑性降低。

7. 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:8. 缺口试样静拉伸试验:轴向拉伸、偏斜拉伸两种。

9. 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。

10. 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11. 维氏硬度——以两相对面夹角为136°的金刚石四棱锥作压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。

材料力学性能总结

材料力学性能总结

材料力学性能第一章二节.弹变1,。

弹性变形:材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。

这种可恢复的变形称为弹性变形。

2.弹性模量:表征材料对弹性变形的抗力3.弹性性能与特征是原子间结合力的宏观体现,本质上决定于晶体的电子结构,而不依赖于显微组织,因此,弹性模量是对组织不敏感的性能指标。

4.比例极限σp:应力与应变成直线关系的最大应力。

5.弹性极限σe:由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。

6. 弹性比功: 表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力,又称弹性比应变能。

7.力学性能指标:反映材料某些力学行为发生能力或抗力的大小。

8.弹性变形特点:应力与应变成比例,产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状9.滞弹性: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。

10.循环韧性:指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功的能力。

11.循环韧性应用:减振、消振元件。

12.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,称为包申格效应。

13.包申格应变:指在给定应力下,正向加载与反向加载两应力-应变曲线之间的应变差。

14.消除包申格效应:预先进行较大的塑性变形。

在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。

三节:塑性1.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力.2.影响材料屈服强度的因素:㈠内在因素. 1. 金属本性及晶格类型.主滑移面位错密度大,屈服强度大。

2. 晶粒大小和亚结构.晶界对位错运动具有阻碍作用。

晶粒小可以产生细晶强化。

都会使强度增加。

3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化。

4,第二相. a.不可变形的第二相绕过机制.留下一个位错环对后续位错产生斥力, b.可以变形的第二相切过机制.由于,质点与基体间晶格错排及位错切过第二相质点产生新界面需要做功,使强度增加。

材料力学性能总结

材料力学性能总结

材料力学性能总结1、内因:a)金属本性及晶格类型:金属本性及晶格类型不同,位错运动所受的阻力不同。

b)晶粒大小和亚结构:减小晶粒尺寸将使屈服强度提高。

c)溶质元素:固溶强化。

d)第二相2、外因:温度(-);应变速率(+);应力状态。

第二相强化(沉淀强化+弥散强化):通过第二相阻碍位错运动实现的强化。

强化效果:在第二相体积比相同的情况下,第二相质点尺寸越小,强度越高,强化效果越好;在第二相体积比相同的情况下,长形质点的强化效果比球形质点的强化效果好;第二相数量越多,强化效果越好。

细晶强化:通过减小晶粒尺寸增加位错运动障碍的数目(阻力大),减小晶粒内位错塞积群的长度(应力小),从而使屈服强度提高的方法。

同时提高塑性及韧性的机理:晶粒越细,变形分散在更多的晶粒内进行,变形较均匀,且每个晶粒中塞积的位错少,因应力集中引起的开裂机会较少,有可能在断裂之前承受较大的变形量,即表现出较高的塑性。

细晶粒金属中,裂纹不易萌生(应力集中少),也不易传播(晶界曲折多),因而在断裂过程中吸收了更多能量,表现出较高的韧性。

固溶强化:在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金,将显著提高屈服强度。

原因:溶质原子与位错的弹性相互作用,使溶质原子扩散到位错周围,形成柯氏气团;柯氏气团钉扎位错,提高位错运动阻力。

强化效果:间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体;溶质和溶剂原子尺寸差越大,强化效果越好;溶质浓度越大,强化效果越好。

应变硬化(形变强化):金属材料塑性变形过程中所需要的外力不断增大,表明金属材料有一种阻止继续塑性变形的能力。

原因:塑性变形过程中,位错不断增殖,运动受阻所致。

断裂韧度:临界或失稳状态下的应力场强度因子的大小。

塑性变形:作用在物体上的外力取消后,物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。

1、单晶体:滑移+孪生;2、多晶体:各个晶粒塑性变形的综合结果。

特点:各晶粒变形的不同时性;不均匀性;相互协调性。

弹性变形:当外力去除后,能恢复到原来形状或尺寸的变形。

材料力学性能知识要点

材料力学性能知识要点

1、低碳钢拉伸试验的过程可以分为 弹性变形 、 塑性变形 和 断裂 三个阶段。

2、材料常规力学性能的五大指标为: 屈服强度 、 抗拉强度 、 延伸率断面收缩率 、 冲击功 。

3、陶瓷材料增韧的主要途径有 相变增韧 、 微裂纹增韧 、 表面残余应力增韧 、 晶须或纤维增韧 显微结构增韧以及复合增韧六种。

4、常用测定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 维氏硬度 测试法。

1、聚合物的弹性模量对 结构 非常敏感,它的粘弹性表现为滞后环、应力松弛和 蠕变 ,这种现象与温度、时间密切有关。

2、影响屈服强度的内在因素有: 结构健 、 组织 、 结构 、 原子本性 ;外在因素有: 温度 、 应变速率 、 应力状态 。

3、缺口对材料的力学性能的影响归结为四个方面: (1)产生应力集中 、(2)引起三相应力状态,使材料脆化 、 (3)由应力集中带来应变集中 、(4)使缺口附近的应变速率增高 。

4、低碳钢拉伸试验的过程可以分为 弹性变形 、 塑性变形 和 断裂 三个阶段。

5、材料常规力学性能的五大指标为: 屈服强度 、 抗拉强度 、 延伸率 断面收缩率 、 冲击功 。

6、陶瓷材料增韧的主要途径有 相变增韧 、 微裂纹增韧 、 表面残余应力增韧 、 晶须或纤维增韧 显微结构增韧以及复合增韧六种。

请说明下面公式各符号的名称以及其物理意义7、c IC c a Y K /=σσc :断裂应力,表示金属受拉伸离开平衡位置后,位移越大需克服的引力越大,σc 表示引力的最大值;K 1C :平面应变的断裂韧性,它反映了材料组织裂纹扩展的能力;Y :几何形状因子a c : 裂纹长度 8、对公式m K c dNda )(∆=进行解释,并说明各符号的名称及其物理意义(5分) 答:表示疲劳裂纹扩展速率与裂纹尖端的应力强度因子幅度之间的关系。

dNda :裂纹扩展速率(随周次); c 与m :与材料有关的常数;K ∆:裂纹尖端的应力强度因子幅度9、εss-蠕变速率,反映材料在一定的应力作用下,发生蠕变的快慢;n为应力指数,n并非完全是材料常数,随着温度的升高,n略有降低;A为常数;σ为蠕变应力。

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绪论弹性:指材料在外力作用下保持与恢复固有形状与尺寸得能力。

塑性:材料在外力作用下发生不可逆得永久变形得能力。

刚度:材料在受力时抵抗弹性变形得能力。

强度:材料对变形与断裂得抗力。

韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形与断裂功得能力。

硬度:材料得软硬程度。

耐磨性:材料抵抗磨损得能力。

寿命:指材料在外力得长期或重复作用下抵抗损伤与失效得能。

材料得力学性能得取决因素:内因——化学成分、组织结构、残余应力、表面与内部得缺陷等;外因——载荷得性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件得变化。

第一章材料在单向静拉伸载荷下得力学性能1、1 拉伸力—伸长曲线与应力—应变曲线应力—应变曲线退火低碳钢在拉伸力作用下得力学行为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形与不均匀集中塑性变形与断裂几个阶段。

弹性变形阶段:曲线得起始部分,图中得oa段。

多数情况下呈直线形式,符合虎克定律。

屈服阶段:超出弹性变形范围之后,有得材料在塑性变形初期产生明显得塑性流动。

此时,在外力不增加或增加很小或略有降低得情况下,变形继续产生,拉伸图上出现平台或呈锯齿状,如图中得ab段。

均匀塑性变形阶段:屈服后,欲继续变形,必须不断增加载荷,此阶段得变形就是均匀得,直到曲退火低碳钢应力—应变曲线线达到最高点,均匀变形结束,如图中得bc段。

不均匀塑性变形阶段:从试样承受得最大应力点开始直到断裂点为止,如图中得cd段。

在此阶段,随变形增大,载荷不断下降,产生大量不均匀变形,且集中在颈缩处,最后载荷达到断裂载荷时,试样断裂。

弹性模量E:应力—应变曲线与横轴夹角得大小表示材料对弹性变形得抗力,用弹性模量E表示。

塑性材料应力—应变曲线(a)弹性—弹塑性型:Oa为弹性变形阶段,在a点偏离直线关系,进入弹—塑性阶段,开始发生塑性变形,开始发生塑性变形得应力称为屈服点,屈服点以后得变形包括弹性变形与塑性变形。

在m点卸载,应力沿mn降至零,发生加工硬化。

(b)弹性-不均匀塑性-均匀塑性型:与前者不同在于出现了明显得屈服点aa′,有时呈屈服平台状,有时呈齿状。

应变约1%~3%。

退火低碳钢与某些有色金属具有此行为。

(c)弹性-均匀塑性型:未出现颈缩前得均匀变形过程中发生断裂。

主要就是许多金属及合金、部分陶瓷与非晶态高聚物具有此种曲线。

(d)弹性-不均匀塑性型:形变强化过程中出现多次局部失稳,其塑性变形方式通常就是孪生而不就是滑移。

当孪生速率超过试验机夹头运动速度时,载荷会突然松弛而呈现锯齿形得曲线。

某些低溶质固溶体铝合金及含杂质得铁合金具有此行为。

加工硬化:材料经历一定得塑性变形后,其屈服应力升高得现象称为应变强化或加工硬化。

颈缩:材料经均匀形变后出现集中变形得现象称为颈缩。

1、2 弹性变形材料受外力作用发生尺寸与形状得变化,称为变形。

外力去除后,随之消失得变形为弹性变形,剩余得(即永久性得)变形为塑性变形。

弹性变形得重要特征就是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。

曲线1:两原子间得引力曲线2:两原子间得斥力曲线3:两原子之间得作用力当原子间相互平衡力受外力而受到破坏时,原子位置相应调整,产生位移。

而位移总与在宏观上表现为变形。

外力去除后,原子依靠之间得作用力又回到原来平衡位置,位移消失,宏观变形消失。

弹性模量E:表征材料抵抗正应变得能力。

在单向受力状态下E=σxσy切变模量G:表征材料抵抗剪切变形得能力。

在纯剪切应力状态下G=τxyγxy泊松比ν:反映材料受力后横向正应变与受力方向上正应变之比。

单向受力状态下体积弹性模量K:表示物体在三向压缩下,压强p与体积变化率ΔV/V之间得线性比例关系。

K=E3(1−2ν)刚度:工程上弹性模量为称为材料得刚度,表征金属材料对弹性变形得抗力,其值越大,则在相同得应力状态下产生得弹性变形量越小。

弹性比功: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而不发生永久变形得能力。

金属拉伸时得弹性比功用应力—应变曲线下影线得面积表示,即式中,a e为弹性比功,σe为弹性极限(材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时得应力);εe为最大弹性应变。

在应力作用下应变不断随时间而发展得行为,以及应力去除后应变逐渐恢复得现象都统称为弹性后效。

实际金属在外力作用下产生弹性变形,开始时沿OA线产生瞬时弹性应变OC,如果载荷保持不变,还产生随时间延长而逐渐增加得应变CH。

这种在加载状态下产生得滞弹性变形称为正弹性后效。

卸载时,延BD线只有应变DH立即消失,而应变OD就是卸载后随时间延长才缓慢消失得,这种在卸载后产生得滞弹性变形称为反弹性后效。

弹性滞后环:弹性变形时因应变滞后于外加应力,使加载线与卸载线不重合而形成得回线称为弹性滞后环。

存在弹性滞后环得现象说明,加载时金属消耗得变形功大于卸载时金属恢复变形释放出得功,环面积大小代表被金属吸收得那部分交变循环载荷,加载速度慢交变循环载荷,加载速度快功。

滞后环得面积相当于金属在单向循环应力或交变循环应力作用下消耗不可逆能量得多少,即表示金属吸收不可逆变形功得能力,成为金属得内耗,又称循环韧性。

循环韧性就是指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功得能力;内耗就是指在弹性区加载时材料吸收不可逆变形功得能力。

一般这两个名词可以混用。

包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加,反向加载时规定残余伸长应力降低得现象,称为包申格效应。

包申格效应产生得原因(位错理论):初次加载变形时,位错源在滑移面上产生得位错受阻,塞积后产生背应力,背应力反作用于位错源,当背应力足够大时,可使位错源停止开动。

预变形时位错得运动方向与背应力得方向相反。

反向加载时位错运动得方向与背应力方向一致,背应力帮助位错运动,塑性变形相对容易。

1、3 塑性变形塑性变形得方式:滑移与孪生。

其中,滑移就是金属材料在切应力作用下,位错沿滑移面与滑移方向运动而进行得切变过程,就是最主要得变形机制。

孪生也就是金属材料在切应力作用下得一种塑性变形方式,一般发生在低温形变或快速形变时,受晶体结构得影响较大——fcc>bcc>hcp。

塑性变形得特点1、各晶粒塑性变形得不同时性与不均匀性:多晶体试样受到外力作用后,大部分区域尚处在弹性变形范围内,塑性变形首先在个别取向有利得晶粒内,塑性变形不可能在不同晶粒中同时开始;一个晶粒得塑性变形必然受到相邻不同位向晶粒得限制,由于各晶粒得位向差异,这种限制在变形晶粒得不同区域上就是不同得,在同一晶粒内得不同区域得变形量也就是不同得。

2、各晶粒塑性变形得相互制约与协调:多晶体作为一个整体,不允许晶粒仅在一个滑移系中变形,否则将造成晶界开裂。

五个独立得滑移系开动,才能确保产生任何方向不受约束得塑性变形。

3、塑性变形后金属得晶格发生点阵畸变,储存能量,产生内应力。

4、塑性应变量提高,金属强度增大,产生加工硬化。

屈服:受力试样中,应力达到某一特定值后,开始大规模塑性变形得现象称为屈服。

呈现屈服现象得金属材料拉伸时,试样在外力不增加仍能继续伸长时得应力称为屈服点;试样发生屈服而首次下降前得最大应力称为上屈服点,即为σsu;当不计初始瞬时效应(指在屈服过程。

中实验为第一次发生下降)时屈服阶段中得最小应力称为下屈服点,记为σsl屈服现象得本质(不确定):金属材料在拉伸试验时产生得屈服现象就是其开始产生宏观塑性变形得一种标志。

参考拉伸力—伸长曲线,材料从弹性变形阶段向塑性变形阶段过渡就是明显得,表现在试验过程中外力不增加试样仍能继续伸长或外力增加到一定数值时突然下降,随后,在外力不增加或上下波动情况下,试样继续伸长变形,这便就是屈服现象。

金属材料一般就是多晶体合金,往往具有多相组织,因此,讨论影响屈服强度得因素,必须注意以下几点: 屈服变形就是位错增殖与运动得结果; 实际金属材料得力学行为就是由许多晶粒综合作用得结果;●各种外界因素通过影响位错运动而影响屈服强度。

影响屈服强度得因素: 内在因素——金属本性及晶格类型;晶格大小与亚结构;溶质元素;第二相。

外在因素——温度;应变速率;应力状态。

相变强化:通过热处理方式,在不改变金属成分得前提下,改变金属得晶格结构,使金属得强度得以提高得方法称为相变强化。

细晶强化:减少晶粒尺寸会减少晶粒内部位错塞积得数量,减少位错塞积群得长度,降低塞积点处得应力,相邻晶粒中位错源开动所需得外加切应力提高,屈服强度增加。

这种通过细化晶粒尺寸提高材料强度得方法称为细晶强化。

固溶强化:金属中溶入溶质原子(间隙固溶、置换固溶)形成固溶体,其屈服强度会明显提高,这种提高强度得方法称为固溶强化。

(通常,间隙固溶体得强化效果大于置换固然体) 弥散强化:金属中得第二相质点通过粉末冶金等方法获得。

沉淀强化(析出强化):金属中得第二相质点通过固溶处理加时效等方法获得。

应变速率硬化:因应变速率增加而产生得强度提高效应得现象。

颈缩:颈缩就是韧性金属材料在拉伸试验时,变形集中于局部区域得现象,就是材料加工硬化与试样截面减小共同作用得结果。

,当金属材料得应变硬化指数等于最大真实均匀塑性应变量时产生颈缩。

颈缩判据:n=eb抗拉强度:试件断裂前所能承受得最大工程应力称为抗拉强度,用来表征材料对最大均匀塑性变形得抗力。

,σb为抗拉强度;Fb为最大载荷;A0为试件得原始截面积。

两个塑性指标×100%,L0为试样1、断后伸长率δ:试样拉断后标距得伸长量与原始标距得百分比。

δ=L1−L0L0原始标距长度,L1为试样断裂后得标距长度。

2、断面收缩率ψ:试样拉断后颈缩处横截面积得最大缩减量与原始横截面积得百分比。

ψ=A0−A1×100%,A0为试样原始横截面积,A1为颈缩处最小横截面。

A0金属材料塑性与强度得关系:一般来讲,材料得强度提高,其变形抗力提高,变形能力下降,塑性降低。

相变强化、固溶强化、加工硬化及第二相弥散强化一般都会使塑性降低; 细晶强化不仅提高强度还时塑性提高。

韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形功与断裂功得能力。

韧度:度量材料韧性得力学性能指标,分为静力韧度、冲击韧度与断裂韧度。

金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收得功定义为静力韧度,它就是强度与塑性得综合指标。

1、6 材料得断裂材料在塑性变形过程中,也在产生微孔,微孔得产生与发展,导致材料中微裂纹得形成与长大,这种损伤达到临界状态时,裂纹失稳,实现最终得断裂。

塑性变形→裂纹得形成→裂纹扩展→断裂韧性断裂与脆性断裂断裂前不发生明显塑性变形——脆性断裂;断裂前发生明显塑性变形——韧性断裂。

脆性断裂所需得能量:分开原子+新表面得表面能;韧性断裂所需得能量:分开原子+新表面得表面能+塑性变形消耗得能量(远大于前两者之与)韧性断裂就是金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形得断裂。

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