工程材料力学性能
工程材料力学性能第二章
❖ 7〕 缺点 外表切应力大，心部小，变形不均匀。
二、扭转实验 扭转试样：圆柱形式〔d0=10mm，L0=50m或100mm〕 试验方法：对试样施加扭矩T，相对扭转角以Φ表示
弹性范围内外表的切应力和切应变
扭转试验可测定以下主要性能指标： (1) 切变模量G
在弹性范围内,Kt的数值决定于缺口的几何形状和 尺寸 与材料性质无关.
❖ 2.厚板： ❖ εz=0, σz≠0 ❖ 根部:两向拉伸力状态， ❖ 内侧:三向拉伸的立体应力平面应变状态， ❖ σz ＝ν〔σy＋σx〕 ❖ σy>σz >σx
3.缺口效应： 1〕根部应力集中 2〕改变缺口的应力状态，由单向应力状态改变为两
思考题： ❖ 1 缺口效应及其产生原因； ❖ 2 缺口强化； ❖ 3 缺口敏感度。
❖
第六节 硬度
前言 •古时，利用固体互相刻划来区分材料的软硬 •硬度仍用来表示材料的软硬程度。 •硬度值大小取决于材料的性质、成分和显微组织，测
量方法和条件不符合统一标准就不能反映真实硬度。 •目前还没有统一而确切的关于硬度的物理定义。 •硬度测定简便，造成的外表损伤小，根本上属于“无
可利用扭转试验研究或检验工件热处理的外表质量和各 种外表强化工艺的效果。
❖ 4)扭转时试样中的最大正应力与最大切应力在数值 上大体相等，而生产上所使用的大局部金属材料的 正断抗力 大于切断抗力 ，扭转试验是测定这些材 料切断抗力最可靠的方法。
❖ 5〕根据扭转试样的宏观断口特征，区分金属材料 最终断裂方式是正断还是切断。
油孔，台阶，螺纹,爆缝等对材料的性能影响有以下 四个方面： ❖ 1 缺口产生应力集中 ❖ 2 引起三向应力状态,使材料脆化 ❖ 3 由应力集中产生应变集中 ❖ 4 使缺口附近的应变速率增高
材料的力学性能有哪些
材料的力学性能有哪些
1材料力学性能
材料力学性能是指材料受外力作用时产生的结构变形以及产生的变形所抵抗的力之间的相互关系。
材料力学性能决定着物体能够承受多大载荷，从而保证物体的安全和稳定性，也是应用工程材料的重要考量标准。
材料力学性能的分类：
1.1弹性性能
弹性性能是指材料受外力作用时能够承受的恢复力的大小，是衡量材料的强度的重要指标。
包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度和断裂强度等级。
若外力作用则材料发生变形，材料结构恢复后变形越小，弹性性能越好。
1.2理论性能
理论性能是指材料在不受外力作用时产生的固有属性，一般包括形状、尺寸、密度、抗剪强度、压缩性能等。
这些性能判断材料的加工性能。
1.3定向性能
定向性能是指材料在特定方向受外力作用时，所产生的变形程度以及抵抗力的大小，一般包括抗断裂性能、抗拉伸性能、抗压缩性能以及特殊材料（如硅胶、聚氨酯）的韧性，用来测试其在特定应用场合时的表现。
1.4加工性能
加工性能是指材料加工时机械性能指标，一般包括热处理性能、热变形性能、焊接性能以及表面质量等。
1.5材料寿命性能
材料寿命性能是指材料受到温度、湿度、外力等作用时的抗老化性能，是材料用途的重要考量标准，一般包括热稳定性、导热性能、环境老化性能、化学稳定性等。
以上就是材料的力学性能的分类及指标，它们的测试可以反映出一种材料的强度、稳定性、耐久性及环境效应等状况。
选择合适的材料并使之满足应用要求，需要对材料力学性能做出合理评估。
工程材料力学性能
工程材料力学性能1. 引言工程材料力学性能是指材料在外力作用下的力学行为和性能特征。
能够准确评估材料的力学性能对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将介绍一些常见的工程材料力学性能参数及其测试方法。
2. 抗拉强度抗拉强度是衡量材料抗拉能力的指标，通常用Mpa（兆帕）表示。
该值表示材料能够承受的最大拉伸力。
一般情况下，抗拉强度越高，材料的抗拉性能越好。
抗拉强度的测试可以通过拉伸试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到均匀的拉力，直到发生材料破裂。
通过测量试样的最大载荷和横截面积，可以计算出抗拉强度。
3. 弹性模量弹性模量是衡量材料刚性和变形能力的指标，通常用Gpa （千兆帕）表示。
弹性模量越大，材料的刚性越好，变形能力越小，即材料在外力作用下不容易发生变形。
弹性模量的测试可以通过弹性试验来完成。
在弹性试验中，标准试样会受到一定的载荷，然后释放。
通过测量载荷-变形关系的斜率，即应力-应变的比值，可以计算出弹性模量。
4. 屈服强度屈服强度是材料在拉伸过程中突破弹性极限后的抗拉能力，通常用Mpa表示。
屈服强度代表了材料的韧性和延展性。
材料的屈服强度越高，其抗变形性能越好。
屈服强度的测试可以通过拉伸试验或压缩试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到逐渐增加的拉力，直到发生塑性变形。
通过测量试样的屈服点和横截面积，可以计算出屈服强度。
5. 硬度硬度是衡量材料抗外界划痕和压痕能力的指标。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度（HB）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRC）等。
硬度测试方法根据材料的硬度特性进行选择。
例如，布氏硬度适用于较软的金属材料，而维氏硬度适用于硬度较高的金属材料。
硬度的测试结果通常以单位压力下形成的压痕直径或者硬度值表示。
6. 断裂韧性断裂韧性是衡量材料抵抗破裂扩展的能力以及吸收塑性能力的指标。
常用的断裂韧性测试包括冲击试验和拉伸试验。
冲击试验通常用于低温下材料的断裂韧性测试。
在冲击试验中，冲击试样受到快速施加的冲击载荷，通过测量试样的断裂能量和断口形貌，可以评估材料的断裂韧性。
第1章 工程 材料的种类和力学性能
传统的无机非金属材料 之一：陶瓷
陶瓷按其概念和用途不同 ，可分为两大类，即普通陶瓷 和特种陶瓷。
根据陶瓷坯体结构及其基 本物理性能的差异，陶瓷制品 可分为陶器和瓷器。
陶瓷制品
陶瓷发动机
• 普通陶瓷即传统陶瓷，是指以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过 粉碎混练、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。包括日用陶瓷、卫生 陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷、电瓷以及其它工业用陶瓷。
材料的强度、塑性指标是通过拉伸实验 测定的。
应力 σ=F/S0
σ (N /m2) ；
F —作用力，(N) S0—试样原始截面 积(m2)。
剪应力τ＝F/SO
材料单位面积上的内力称为应力（Pa），以
σ表示。
应变ε(%) ⊿L—试样标距部分伸长量，(mm)；
L0 —试样标距部分长度(mm)。ε=⊿L/L0
根据用途不同，特种玻璃分为防辐射玻璃、激光玻璃、 生物玻璃、多孔玻璃、非线性光学玻璃和光纤玻璃等。
传统的无机非金属材料 之三：水泥
水泥是指加入适量水 后可成塑性浆体，既能在 空气中硬化又能在水中硬 化，并能够将砂、石等材 料牢固地胶结在一起的细 粉状水硬性材料。
水泥的种类很多，按其用途和性能可分为： 通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类；按其所 含的主要水硬性矿物，水泥又可分为硅酸盐水泥 、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥以 及以工业废渣和地方材料为主要组分的水泥。目 前水泥品种已达一百多种。
l lO
ll lO
lO lO
l
100lO% lO
100%
剪应变 γ 剪模量 G
a h
tan
且有 G
• 弹性变形 形①的弹外性力变撤形除：后当，产变生形变随σ 即消失。
工程材料力学性能
工程材料力学性能
工程材料力学性能是指材料在受力作用下所表现出的各种力学特性。
包括材料的强度、刚度、韧性、耐久性、变形特性等。
首先，强度是指材料在受力情况下的抗拉、抗压、抗剪等能力。
强度高的材料能够承受更大的外力，具有更高的抗破坏能力。
常见的工程材料如钢材、混凝土等都具有很高的强度，可以满足不同工程的需求。
其次，刚度是指材料对外力的响应程度。
刚度高的材料在受力时会有较小的变形。
材料的刚度可通过弹性模量来表示，常见的高刚度材料有钢材、铝合金等。
刚度高的材料适用于需要保持结构稳定的工程。
韧性是指材料在受力下的延展性和断裂韧性。
韧性高的材料能够在受力时发生一定的塑性变形而不断裂。
例如，钢材的韧性较好，可以在受力下发生较大的塑性变形，从而吸收能量，减轻外部冲击造成的损伤。
耐久性是指材料在长期使用和外界环境条件的影响下保持其力学性能的能力。
耐久性好的材料不易受到腐蚀、氧化等因素的影响，能够保持较长时间的使用寿命。
例如，不锈钢具有较好的耐久性，可以用于长期在潮湿环境中工作的工程。
变形特性是指材料在受力下发生形变的特点。
包括弹性变形和塑性变形。
弹性变形是指材料在力加载时产生的可恢复的形变，而塑性变形是指材料在超过其弹性限度后产生的不可回复的形
变。
材料的变形特性对于结构设计和材料选择非常重要。
综上所述，工程材料力学性能是描述材料在受力下的各种力学特性的指标。
通过对不同材料的力学性能的研究和评估，可以确保工程结构的安全可靠性，满足不同工程的实际需求。
工程材料力学性能
TEM微观形貌（疲劳辉纹）， 显示疲劳断口光亮区裂纹缓 慢扩展过程
疲劳断裂实例
硬度
硬度——衡量材料软硬程度的性能指标，分压入法和刻划法两类 压入法硬度表征材料弹性、微量塑性变形抗力及形变强化能力等，常用的有布氏 硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）。 数值
HB P 0.204P F D ( D D 2 d 2 )
e de dl l ln ln(1 ) l0 l l0
l
S Ke n
其中，S为真应力，e为真应变，K为常数，n——形变强 化指数。 一些金属材料的形变强化指数 材料 n Al ~0.15 -Fe ~ 0.2 Cu ~ 0.30 18-8不锈钢 ~ 0.45
金属压力加工
硬度测试的优点：
制样简单，设备便宜；
基本上是非破坏性； 可大致预测其它一些力学性能。
冲击韧性
冲击韧性——表征材料抵抗冲击载荷的能力。 指标：冲击韧性（冲击值）KU（ KV ）
mg (h h) KU ( KV ) J/cm2 A • 冲击试验标准试样： • U型缺口（梅氏试样） • V型缺口（夏氏试样）
670℃加热（完全再结晶）
750℃加热（晶粒长大）
屈服强度——条件屈服强度
屈服强度s——材料开始产生塑性变形时的应力
条件屈服强度s：
产生0.2%残余变形
时的应力值
屈服强度
s
低碳钢的拉伸应力-应变曲线 以下屈服点的屈服应力为屈服强度
抗拉强度、断裂强度
抗拉强度（强度极限，UTS）
b——试样断裂前承受的最
c s cos cos
c称为晶体的临界分切应力，其数值取决于材料的本性、温
第一章工程材料的力学性能
第二节 材料的硬度 一、布氏硬度HBW 补充说明： （1）硬度超过HB650的材料，不能做布氏硬度试验，这是因为
所采用的压头，会产生过大的弹性变形，甚至永久变形，影 响实验结果的准确性，这时应改用洛氏和维氏硬度试验。 （2）每个试样至少试验3次。试验时应保证两相邻压痕中心的 距离不小于压痕平均直径的4倍，对于较软的金属则不得小于 6倍。压痕中心距试样边缘的距离不得小于压痕直径的2.5倍， 对于软金属则不得小于3倍
可用硬度试验机测定，常用的硬度指标有布氏硬度 HBW、 洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度HV
第二节 材料的硬度 一、布氏硬度HBW （一）试验原理
布氏硬度试验规范
3 8
第二节 材料的硬度 一、布氏硬度HBW （二）应用范围
布氏硬度主要用于组织不均匀的锻钢和铸铁的硬度 测试，锻钢和灰铸铁的布氏硬度与拉伸试验有着较好的对 应关系。布氏硬度试验还可用于有色金属和软钢，采用小 直径球压头可以测量小尺寸和较薄材料。布氏硬度计多用 于原材料和半成品的检测，由于压痕较大，一般不用于成 品检测。
最大力伸长率（Agt)：最大 力时原始标距的伸长与原 始标距之比的百分率。
最大力非比例伸长率（Ag)
二、拉伸曲线所确定的力学性能指标及意义
断后收缩率（Z）：断裂后试样横截面积的最大缩减量与原始横截面 各之比的百分率。
第二节 材料的硬度
材料抵抗其他硬物压入其表面的能力称为硬度，它 是衡 量材料软硬程序的力学性能指标。
洛氏硬度计
第二节 材料的硬度 二、洛氏硬度HR （一）实验原理
第二节 材料的硬度 二、洛氏硬度HR (二)应用范围（共15个标尺） 示例：60HRBW
材料力学性能
材料力学性能材料力学性能是指材料在外力的作用下所表现出来的力学特性和性能。
材料力学性能的评价是材料工程中非常重要的一个方面，它直接关系到材料的使用性能和安全性。
下面就常见的材料力学性能进行简要介绍。
1. 强度：材料的强度是指材料在外力作用下抗变形和断裂的能力。
强度是材料力学性能中最基本和重要的指标之一。
常见的强度指标有拉伸强度、屈服强度、抗压强度、剪切强度等。
2. 韧性：材料的韧性是指材料在受到外力作用下的抗冲击和抗断裂能力。
韧性可以通过材料的断裂韧性、冲击韧性等指标来评价。
高韧性的材料具有良好的抗冲击和抗断裂性能。
3. 塑性：材料的塑性是指材料在受到外力作用下能够发生可逆的形变。
材料的塑性可以通过塑性应变、塑性延伸率、塑性饱和应变等指标来描述。
常见的塑性材料有金属材料和塑料材料。
4. 刚性：材料的刚性是指材料在受到外力作用下不易发生形变的能力。
刚性材料具有较高的弹性模量和抗弯刚度。
常见的刚性材料有钢材和铝合金等。
5. 弹性：材料的弹性是指材料在受到外力作用后能自行恢复原状的能力。
弹性材料具有较高的弹性模量和较小的应变率。
常见的弹性材料有弹簧钢和橡胶等。
6. 硬度：材料的硬度是指材料抵抗外部物体对其表面的压入的能力。
硬度指标可以通过洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度等来表示。
硬度高的材料具有较好的抗划伤和抗磨损性能。
7. 耐磨性：材料的耐磨性是指材料在长时间摩擦和磨损作用下的抗磨损能力。
耐磨性可以通过磨损试验来评价。
高耐磨性的材料具有较长的使用寿命。
总的来说，材料力学性能是评价材料使用性能的重要指标，不同材料的力学性能差异很大，选择合适的材料可以提高产品的使用寿命和安全性。
在材料工程中，需要根据具体应用要求和工作环境选择合适的材料，并通过力学性能的评价来保证材料的质量和可靠性。
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工程材料力学性能工程材料力学性能第一章、金属在单向静拉伸载荷下的力学性能一、名词解释?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功能。
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。
?循环韧性:金属材料在交变载荷(震动)下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫金属的内耗。
?包申格效应:金属材料经过预先加载产生多少塑性变形(残余应力为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，称为包申格效应。
?塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形(不可逆永久变形)的能力。
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。
?韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。
?脆性:脆性相对于塑性而言，一般指材料未发生塑性变形而断裂的趋势。
?解理面:因解理断裂与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
?解理刻面:实际的解理断裂断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的，这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
?解理台阶:解理裂纹与螺型位错相交而形成的具有一定高度的台阶称为解理台阶。
?河流花样解理台阶沿裂纹前段滑动而相互汇合，同号台阶相互汇合长大。
当汇合台阶高度足够大时，便成为了河流花样。
?穿晶断裂与沿晶断裂:多晶体金属断裂时，裂纹扩展的路径可能是不同的。
裂纹穿过晶内的断裂为穿晶断裂;裂纹沿晶界扩展的断裂为沿晶断裂。
穿晶断裂和沿晶断裂有时候可以同时发生。
二、下列力学性能指标的的意义?E(G):弹性模量，表示的是材料在弹性范围内应力和应变之比;?σr:规定残余伸长应力，表示试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力;常用σ0.2表示材料的规定残余延伸率为0.2%时的应力，称为屈服强度;σs:屈服点，表示呈屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不断增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
?σb:抗拉强度，表示韧性金属材料的实际承载能力;?n:应变硬化指数，反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标;?δ:断后伸长率，表示试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比;?δgt:金属材料拉伸时最大力下的总伸长率(最大均匀塑性变形);?ψ:断面收缩率，表示试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。
三、问答题?金属的弹性模量主要取决于什么因素,为何说它是一个对组织不敏感的力学性能指标, 答:由于弹性变形是原子间距在外来作用下可逆变化的结果，应力与应变关系实际上是原子间作用力与原子间距的关系。
所以，弹性模量与原子间作用力有关，与原子间距也有一定关系。
原子间作用力决定于金属原子本性和晶格类型，故弹性模量也主要决定于金属原子本性和晶格类型。
合金化、热处理(显微组织)、冷塑性变形对弹性模量的影响较小，所以，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。
温度、加载速率等外在因素对其影响也不大。
时间紧、个人能力有限，有错误和不全面的地方请大家及时更正，该内容仅供参考(铸造专业--张云龙) 1工程材料力学性能?试写出几种能显著强化金属但又不会降低其塑性的方法。
答:?细化晶粒强化金属;?第二相以弥散形式均匀强化。
?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:纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成了拉伸断口三要素。
影响宏观拉伸断口性态的因素主要有:试样的形状、尺寸和金属材料的性能以及试样温度、加载速率和受力的状态。
(一般来说，材料强度提高，塑性降低，则放射区比例增大;试样尺寸加大，放射区增大明显，而纤维区变化不大) ?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宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在断裂过程中不断地消耗能量;脆性断裂是突然发生地断裂。
由于脆性断裂在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。
?在什么条件下易出现沿晶断裂,怎样才能减小沿晶断裂的倾向,答:沿晶断裂是由晶界上的一薄层连续或不连续脆性第二相、夹杂物，破坏了晶界的连续性所造成的，也可能是杂质元素向晶界偏聚引起的。
减小应力腐蚀、氢脆以及回火脆性等缺陷都可以减小沿晶断裂的倾向。
第二章、金属在其他静载荷下的力学性能一、名词解释?应力状态软性系数:最大切应力τmax与最大正应力σmax的比值α，称为应力状态软性系数。
?缺口效应:由于缺口的存在，在静载荷作用下。
缺口截面上的应力状态将发生变化，产生的效应即为缺口效应。
?缺口敏感度:金属材料的缺口敏感性指标用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，称为缺口敏感度，记为NSR。
?布氏硬度:布氏硬度的试验原理是用一定直径D(mm)的硬质合金球为压头，施以一定的试验力F(N)，将其压入试样表面，经规定试验t(s)后卸除试验力。
试样表面将残留压痕。
测量压痕平均直径d(mm)，求得压痕球形面积A。
布氏硬度值(HBW)就是试验力F除以压痕球形表面积A所得的商。
?洛氏硬度:洛氏硬度试验以测量压痕深度表示材料的硬度值。
洛氏硬度值就是以压痕深度h来计算的。
h越大，则硬度就越低，反之，则越高。
洛氏硬度试验所用的压头有两种，一种是圆锥角α,120?的金刚石圆锥体，另一种是一定直径的小淬火钢球或硬质合金球。
用HR表示。
二、下列力学性能指标的的意义?σbc:抗压强度;?σbb:抗弯强度，表示按弹性弯曲应力计算的最大弯曲应力。
?τs:扭转屈服点，表示金属材料屈服时的扭转矩Ts?W的比值即为扭转屈服点。
?τb:抗扭强度，表示试样在扭断前承受的最大扭矩Tb?W的比值称为抗扭强度。
?σbn:缺口抗拉强度，?NSR:缺口敏感度，表示用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。
?HRA:洛氏金刚石圆锥压头;?60HRC:表示用C标尺测得的洛氏硬度值为60 :韦氏硬度值;:努氏硬度值;时间紧、个人能力有限，有错误和不全面的地方请大家及时更正，该内容仅供参考(铸造专业--张云龙) 2工程材料力学性能三、问答题?缺口试样拉伸时应力分布有何特点,答:在缺口根部产生应力集中，其最大应力决定于缺口的形状、深度、角度、根部曲率半径等。
以根部曲率半径的影响最大，缺口越尖锐，应力越大。
第三章、金属在冲击载荷下的力学性能一、名词解释?冲击韧度:冲击韧性度是指金属材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
?冲击吸收功:试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功。
，以Ak 表示。
?低温脆性:体心立方晶体金属及合金或密排六方金属及其合金，特别是工程上常用的中、低强度结构钢，在试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。
?韧脆转变温度:材料屈服强度急剧升高的温度，或断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收功急剧减小的温度，即为韧脆转变温度。
二、下列力学性能指标的的意义?Ak:冲击吸收功，?Akv:V形缺口冲击试样的冲击吸收功，?Aku:U形缺口冲击试样的冲击吸收功，?NDT:无塑性转变温度，以低阶能开始上升的温度定义的韧脆转变温度。
?FTE:与材料的σs相交于B点，其对对应的温度。
三、问答题?说明低温脆性的物理本质以及其影响因素。
答:本质:材料的屈服强度随温度的降低而剧烈增加的结果。
影响因素:与位错在晶体中运动的阻力对温度的变化非常敏感有关，阻力在低温下增加，还可能与迟屈服现象有关。
在孕育期只产生弹性形变，由于没有塑性变形消耗能量，故有利于裂纹的扩展，从而易表现为脆性破坏。
第四章、金属的断裂韧度一、名词解释?应力强度因子K1:应力分量的数学公式表明，裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于其位置(r、θ)外，尚与共同因子K1有关，对于某一确定的点，其应力分量就由K1决定。
因此K1的大小就直接影响到应力场的大小;K1越大，则各应力分量就越大。
这样，K1就可以表示应力场的强弱程度，故称为应力场强度因子。
?断裂韧度K1c:当σ和a单独或共同增大时，K1和裂纹尖端各应力分量也随之增大，当K1增大到临界值时，也就是在裂纹尖端足够大的范围内，应力达到了材料的断裂强度，裂纹便失稳扩展而导致材料断裂。
这个临界失稳状态的K1值记为K1c或Kc，称为断裂韧度。
二、下列断裂韧度指标的的意义?K1c和Kc:K1c为平面应变下的断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力; Kc为平面应力断裂韧度，表示在平面应力条件下才材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
二者之间的关系是:它们都是?型裂纹的材料断裂韧性的指标。
?G1c:表示材料阻止裂纹失稳扩展时单位面积所消耗的能量。
?J1c:表示金属材料的断裂韧度。
时间紧、个人能力有限，有错误和不全面的地方请大家及时更正，该内容仅供参考(铸造专业--张云龙) 3工程材料力学性能三、问答题?试述K判据的意义及用途。
答:K判据:? 意义:将材料的断裂韧度同机件或(构件)的工作应力及裂纹尺寸的关系定量地联系起来了;? 用途:可解决裂纹体的断裂问题。
如可以估计裂纹体的最大承载能力，允许裂纹尺寸a及材料的断裂韧度K1c等。
第五章、金属的疲劳一、名词解释?驻留滑移带:金属在循环应力的长期作用下，即使其应力低于屈服应力，也会发生循环滑移形成循环滑移带。
当对试样重新循环加载时，则循环滑移带又会在原处再现。
这种永久或再现的循环滑移带称为驻留滑移带。
?挤出脊和侵入沟:驻留滑移带在表面加宽的过程中，会出现挤出脊和滑移沟。
?热疲劳:有些机件在屈服的过程中温度要发生反复变化。
机件在由温度循环变化时产生的循环热应力及热应变作用下，发生的疲劳称为热疲劳。
?低周/高周疲劳:金属在循环载荷的作用下，疲劳寿命为10?~10 次的疲劳称为低周疲劳;疲劳寿命,10 次的疲劳称为高周疲劳。
二、下列疲劳性能指标的的意义?σ,1:对称弯曲疲劳极限;?σ,1N:缺口试样在对称应力循环下的疲劳极限; ? σ1p:对称拉压疲劳极限; ?τ,1:对称扭转疲劳极限。
?疲劳门槛值ΔKth:ΔKth是疲劳裂纹不扩展的ΔK临界值，称为疲劳扩展门槛值;ΔKth表示材料阻止裂纹开始疲劳扩展的性能。
其值越大，则阻止裂纹开始疲劳扩展的能力就越大。
三、问答题?试述疲劳断口的特征及其形成过程。
答:典型疲劳断裂具有三个形貌不同的区域——疲劳源、疲劳区及瞬断区。
疲劳源特征:疲劳源的光亮度最大，因为这里在整个裂纹亚稳扩展的过程中，扩展速率最低，扩展循环次数最多，断面不断摩擦挤压，故显示出光亮而平滑。