工程材料力学性能
材料的力学性能有哪些
材料的力学性能有哪些
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能，包括材料的强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能对于材料的工程应用具有重要意义，下面将分别对材料的力学性能进行详细介绍。
首先，材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
强度高的材料能够承受更大
的外力而不会发生破坏，因此在工程结构中具有重要的应用价值。
材料的强度可以通过拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等方法进行测试，常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、屈服强度等。
其次，材料的韧性是指材料抵抗断裂的能力。
韧性高的材料能够在外力作用下
发生一定程度的变形而不会立即破坏，具有良好的抗冲击性和抗疲劳性。
材料的韧性可以通过冲击试验、断裂试验等方法进行测试，常见的韧性指标包括冲击韧性、断裂韧性等。
此外，材料的硬度是指材料抵抗局部变形的能力。
硬度高的材料能够抵抗划痕
和压痕，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
材料的硬度可以通过洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等方法进行测试，常见的硬度指标包括洛氏硬度、巴氏硬度等。
最后，材料的塑性是指材料在外力作用下发生永久形变的能力。
具有良好塑性
的材料能够在加工过程中进行塑性变形，具有良好的可加工性和成形性。
材料的塑性可以通过拉伸试验、压缩试验等方法进行测试，常见的塑性指标包括延伸率、收缩率等。
综上所述，材料的力学性能包括强度、韧性、硬度、塑性等多个方面，这些性
能对于材料的工程应用具有重要的影响。
通过对材料的力学性能进行全面的测试和评价，可以为工程设计和材料选择提供重要的参考依据，保证工程结构的安全可靠性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能引言工程材料的力学性能是指材料在受力作用下的力学行为和性质。
工程材料力学性能的研究对于工程设计、材料选择和结构安全等方面具有重要意义。
本文将对工程材料的力学性能进行详细阐述。
工程材料的力学性能指标弹性模量弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力的一个重要指标。
它是在材料受压缩或拉伸力作用下，材料内部原子和分子之间的相对位移产生时所产生的应力与应变之比。
弹性模量越大，材料的刚度就越大，抵抗变形的能力越强。
屈服强度屈服强度是指材料在受力作用下开始变形的临界点。
当应力达到一定值时，材料开始发生塑性变形，无法恢复到原来的形状。
屈服强度常用于材料的强度设计和材料性能的比较。
抗拉强度抗拉强度是指材料在受拉力作用下的最大承载能力。
抗拉强度可以反映材料的抵抗拉断能力，是工程结构的安全性能的重要指标。
断裂韧性是指材料在断裂前能吸收的总能量。
它是衡量材料抵抗断裂能力的重要指标。
材料的断裂韧性越高，代表其在受外力作用下具有较好的耐久性和抗冲击性。
硬度硬度是指材料的抵抗划痕、穿刺和压入等形变的能力。
硬度可以反映材料的抗划痕和抗磨损能力。
常用的硬度测试方法包括洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等。
蠕变性能蠕变性能是指材料在常温和高温下长期受持续载荷作用时的变形行为。
材料的蠕变性能对于结构的稳定性和耐久性具有重要影响。
工程材料力学性能的实验测试方法为了评估材料的力学性能，常常需要进行实验测试。
以下是几种常见的工程材料力学性能测试方法：拉伸测试拉伸测试是评估材料抗拉性能的常用方法。
通过施加恒定的拉力，测量材料的应变和应力，从而得到材料的拉伸强度、屈服强度和延伸率等力学性能参数。
压缩测试是评估材料抗压性能的常用方法。
通过施加恒定的压力，测量材料的应变和应力，从而得到材料的压缩强度和压缩模量等力学性能参数。
弯曲测试弯曲测试是评估材料耐弯曲性能的常用方法。
通过施加力矩，使材料发生弯曲变形，测量材料的应变和应力，从而得到材料的弯曲强度和弯曲模量等力学性能参数。
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。
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
材料的性能-工程材料
材料的性能-工程材料引言材料是工程设计和制造中至关重要的因素之一。
不同材料的性能直接影响到工程的可靠性、耐用性、平安性等方面。
本文将介绍工程材料的性能特点，包括力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数。
力学性能力学性能是材料工程中最根本、最重要的性能之一。
它包括强度、韧性、硬度、弹性模量等指标。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力，常由抗拉强度或抗压强度来表示。
韧性是指材料在受到外部应力作用下发生塑性变形的能力，常由断裂韧性或冲击韧性来衡量。
硬度是指材料抵抗刮削或压痕的能力，可用洛氏硬度或维氏硬度进行测量。
弹性模量那么表示了材料在受力后会恢复原状的能力。
热性能热性能是材料在受热或受冷时的表现，包括导热性、热膨胀系数、比热容等。
导热性是材料传导热量的能力，由热传导率来度量。
热膨胀系数那么表示材料在温度变化时的体积膨胀或收缩程度。
比热容是指单位质量材料在温度升高1℃时所吸收或释放的热量。
化学性能化学性能是指材料与环境中化学物质发生反响的性能，包括耐腐蚀性、氧化性、复原性等。
耐腐蚀性是材料抵抗化学腐蚀侵蚀的能力，常用酸碱腐蚀试验来评估。
氧化性表示材料与氧气接触时的性能，如金属氧化后形成氧化膜。
复原性是指材料复原他物的能力，用于一些特定工艺中。
其它重要性能参数除了上述的根本性能指标外，还有一些其它重要的性能参数需要考虑。
例如，电导率是指材料导电的能力，常用于电子器件中。
磁性是指材料对磁场的反响能力，用于电磁设备的制造。
透光性是指材料对光线透过的能力，一些光学器件中十分重要。
总结工程材料的性能对工程设计和制造至关重要。
不同材料的性能特点决定了它们的适用范围和工程应用的可行性。
力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数都需要考虑进去。
通过综合评估材料的性能，可以选择最适宜的材料来满足工程需求。
以上是关于工程材料性能的简要介绍，希望对读者有所帮助。
注意：以上文档为人工智能助手生成，仅供参考。
根据实际需求，建议根据完整性、准确性以及个性化需求进行修改和完善。
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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工程材料力学性能第一章1.2.弹性形变可逆，塑性形变不可逆。
3.弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生百分之百弹性变形所需的应力。
工程上的弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。
习题3.金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能?答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。
改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。
4.弹性比功表示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。
一般用提高弹性极限来提高弹性比功。
5.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。
6.金属材料在交变载荷（振动）下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也成为金属的内耗。
7.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。
8.常见的塑性变形形式主要为滑移和孪生。
9.呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
试样发生屈服而力首次下降前的最大应力称为上屈服点。
当不计初始瞬时效应（指在屈服过程中试验力第一次发生下降）时屈服阶段中的最小应力称为下屈服点。
屈服伸长对应的水平线段或曲折线段称为屈服平台或屈服齿。
10.与屈服现象有关的因素：1）材料变形前可动位错密度很小2）随塑性变形发生，位错能快速增殖3)位错运动速率与外加应力有强烈依存关系。
11.影响屈服强度的内在因素1）金属本性及晶格类型2）晶粒大小和亚结构【位错运动】3）溶质元素【固溶强化】4）第二相【弥散强化】12.应变硬化：金属材料的一种组织继续塑性变形的能力。
应变硬化是位错增殖、运动受阻所致。
13.14.韧性断裂：金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂。
断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45°角。
断口成纤维状，灰暗色。
15.脆性断裂：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。
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。
习题10.韧性断裂与脆性断裂的区别。
为什么脆性断裂更加危险？韧性断裂：是断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂特征：断裂面一般平行于最大切应力与主应力成45度角。
断口成纤维状（塑变中微裂纹扩展和连接），灰暗色（反光能力弱）。
断口三要素：纤维区、放射区、剪切唇这三个区域的比例关系与材料韧断性能有关。
塑性好，放射线粗大。
塑性差，放射线变细乃至消失。
脆性断裂：断裂前基本不发生塑性变形的，突发的断裂。
特征：断裂面与正应力垂直，断口平齐而光滑，呈放射状或结晶状。
注意：脆性断裂也产生微量塑性变形。
断面收缩率小于5％为脆性断裂，大于5％为韧性断裂。
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。
16.断口三要素：纤维区，放射区，剪切唇17.韧断:塑变，缓慢。
脆断：无塑变，快速18.断裂分类：1）韧断与脆断2）穿晶断裂与沿晶断裂3）纯剪切断裂与微口聚集型断裂、解理断裂。
习题11.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。
19.剪切断裂为韧断。
20.解理断裂是沿特定界面发生的脆性穿晶断裂，基本微观特征：解理台阶、河流花样（判断是否为解理断裂的重要依据）、舌状花样。
21.韧窝是微口聚集型断裂的基本特征。
分为等轴韧窝、拉长韧窝、撕裂韧窝。
第二章1、压缩试验的特点：1）应力状态软性系数α＝2 ，应力状态较软，材料易产生塑性变形。
主要测定拉伸时呈脆性的金属材料在塑性状态下的力学行为。
2）拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂。
2、弯曲试验的特点1）弯曲试验的试样形状简单，操作方便。
2）弯曲试验时不存在试样偏斜对试验结果的影响，可用试样弯曲的挠度显示材料的塑性。
3）弯曲试验时，试样的表面应力最大，可较灵敏地反映材料的表面缺陷。
3、扭转试验的特点1）扭转的应力状态软性系数α＝0.8，比拉伸大，易显示金属的塑性行为。
2）圆形试样扭转时，整个长度上塑性变形是均匀的，没有缩颈现象。
所以能反映高塑性材料直至断裂前的变形能力和强度。
3）能较敏感地反映出金属表面缺陷及表面硬化层的性能。
4）扭转试验是测定大部分材料切断强度最可靠的方法。
4、缺口效应：1)引起应力集中，对于脆性或低塑性材料，使其抗拉强度降低2）使塑性材料强度增高，塑性降低。
5、硬度试验方法分类1）弹性回跳法：如肖氏硬度，表示金属弹性变形功的大小。
2）压入法：如布氏、洛氏、维氏硬度等，表示金属塑性变形抗力及应变硬化能力。
3）划痕法：如莫氏硬度，表示金属对切断的抗力。
6、布氏硬度试验的特点：优点：1）压痕面积较大，能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能，而不受个别相及微小不均匀性的影响2）试验数据稳定，重复性强缺点：1）布氏硬度试验对不同材料需更换不同直径的压头球和改变试验力，压痕直径的测量也比较麻烦，因而自动检测受到限制。
2）压痕较大时不宜在成品上进行试验7、洛氏硬度试验特点：优点：1）操作简便迅速，硬度值可直接读出；2）压痕较小，可直接在工件上进行试验；3）采用不同标尺，适用范围广，可广泛用于热处理质量的检验；缺点：1）由于压痕小，代表性差2）重复性差，数据分散度大3）用不同标尺的硬度值彼此不能直接进行比较。
8、维氏硬度试验的特点优点：维氏硬度试验力可任意选取，压痕测量精度较高，硬度值较为精确；缺点：维氏硬度值需通过测量压痕对角线长度后才能计算或查表，工作效率较低。
敏感性越小，越容易发生塑性变形。
习题8.今有如下零件和材料需要测定硬度，试说明选择何种硬度实验方法为宜。
（1）渗碳层的硬度分布：维氏（2）淬火钢：洛氏（3）灰铸铁：布氏（4）鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体：维氏（5）仪表小黄铜齿轮：维氏（6）龙门刨床导轨：里氏、肖氏（7）渗氮层：维氏（8）高速钢刀具：洛氏（9）退火态低碳钢：洛氏（10）硬质合金：布氏第三章1、冲击韧性：材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
常用标准试样的冲击吸收功Ak表示。
2、冲击韧度：U形缺口的冲击吸收功Aku除以试样缺口底部截面积之商。
3、当试验温度低于某一温度tk时，材料由韧性状态变为脆性状态，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，这即低温脆性，转变温度tk称为韧脆转变温度，亦称冷脆转变温度。
(低碳钢—体心立方体—有低温脆性；奥氏体钢—面心立方体—无低温脆性)第四章1、裂纹扩展的基本形式实际裂纹的扩展往往是上述三种型形式的组合，I型裂纹最危险，易引起脆性断裂2、由应力分量表达式可知，裂纹尖端区域各点的应力分量与其位置(r,θ)以及KI有关。
而对于某一确定的点（r,θ），其应力分量由KI决定，因此KI越大，则应力场各个应力分量越大，即KI可以反映应力场的强弱程度，故称KI为应力场强度因子。
对于Ⅱ、Ⅲ型裂纹，则分别为KⅡ、KⅢ。
3、断裂韧度KIC—当KI增大到某个临界值，裂纹便失稳扩展而导致材料断裂。
这个临界或失稳状态的KI值记作KIC或KC ，即为断裂韧度，它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗脆断的能力，是材料的力学性能指标之一。
（一般：KIC—平面应变下的断裂韧度KC —平面应力下的断裂韧度）4、影响断裂韧度KIC的因素：材料成分、组织：1）化学成分的影响2）基体相结构和晶粒大小的影响3）杂质及第二相的影响4）纤维组织的影响外界因素;1)温度2）应变速率5、计算题习题3、试述低应力脆断的原因及防止方法。
答：低应力脆断的原因：在材料的生产、机件的加工和使用过程中产生不可避免的宏观裂纹，从而使机件在低于屈服应力的情况发生断裂。
预防措施：将断裂判据用于机件的设计上，在给定裂纹尺寸的情况下，确定机件允许的最大工作应力，或者当机件的工作应力确定后，根据断裂判据确定机件不发生脆性断裂时所允许的最大裂纹尺寸第五章1、变动载荷：载荷大小、甚至方向均随时间变化的载荷。
2、金属机件或构件在变动载荷和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象称为疲劳。
按断裂寿命和应力高低不同分类1）高周疲劳：Nf > 105 ；σ<σs 亦称低应力疲劳。
2）低周疲劳：Nf = 102—105 ；σ≥σs 亦称高应力疲劳或应变疲劳。
3、疲劳破坏的特点：1）疲劳是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂，断裂寿命随应力不同而变化。
2）不论是韧性材料，还是脆性材料，疲劳断裂均是脆性断裂。
3）疲劳对缺陷十分敏感，由于疲劳破坏是从局部开始的，故对缺陷具有高度的选择性。
4、典型的疲劳断口按照断裂过程可分为三个区域，疲劳源、疲劳区和瞬断区1、疲劳源（或称疲劳核心），疲劳裂纹萌生的策源地，一般总是产生在构件表面层的局部应力集中处。
疲劳源区光亮度最大，在断口上常能看到一个明显的亮斑。
源区光亮度↑；相邻疲劳区越大；贝纹线越多越密者→疲劳源越先产生。
2、疲劳区是疲劳裂纹亚稳扩展所形成的断口区域。
宏观特征：断口比较光滑并分布有贝纹线（由载荷变动引起）或海滩波纹状花样。
贝纹线凹侧指向疲劳源，凸侧指向裂纹扩展方向。
3、瞬断区是疲劳裂纹达到临界尺寸后发生失稳快速扩展所形成的断口区域。
其断口比疲劳区粗糙，宏观特征同静载荷下的断口一样，脆性材料为结晶状断口；若为韧性材料，则在中间平面应变区为放射状或人字纹断口，边缘平面应力区出现剪切唇。
5、过载损伤区—过载损伤界到疲劳曲线高应力区直线段之间的影线区。
材料的过载损伤界愈陡直，损伤区愈窄，则其抵抗疲劳过载的能力愈强。
6.7.疲劳过程包括：疲劳裂纹萌生、裂纹亚稳扩展及最后失稳扩展三个阶段。
疲劳微观裂纹由不均匀局部滑移和显微开裂引起。
主要方式有表面滑移带开裂；第二相、夹杂物或其界面开裂；界面或亚晶界开裂等。
8.呈弯曲并相互平行的沟槽花样，即疲劳条带疲劳条带与贝纹线区别：1.疲劳条带是疲劳断口的微观特征；贝纹线疲劳断口的宏观特征。
2.在断口上，二者可同时出现也可不同时出现。
6、9.金属材料由循环开始状态变成稳定状态的过程，与其在循环应变作用下的形变抗力变化有关。