材料性能学名词解释
材料性能学名词解释

一、名词解释第一章力学1.真实应变一根长度为L 的杆,在单向拉应力作用下被拉长到L ,则ε = ,为真实应变。
2.名义应变一根长度为L 的杆,在单向拉应力作用下被拉长到L ,则ε=L –L /L =△L/L , ε为名义应变。
3.弹性模量材料在阶段,其和应变成线性关系(即符合),其称为弹性模量。
对各向同性体为一常数。
是原子间结合强度的一个标志。
4.弹性柔顺系数弹性体在单位应力下所发生的应变,是弹性体柔性的千种量度。
S =-μ/E ,其下标十位数为应变方向,个位数为所受应力的方向。
5.材料的蠕变对粘弹性体施加恒定应力σ时,其应变随时间而增加。
6.材料的弛豫对粘弹性体施加恒定应变ε时,则应力将随时间而减小。
7.位错增殖系数 n个位错通过试样边界时引起位错增殖,使通过边界的位错数增加到nc个,c即为位错增殖系数。
8.滞弹性一些非晶体,有时甚至多晶体在比较小的应力时可以同时表现出弹性和粘性。
9.粘弹性无机固体和金属的与时间有关的弹性,即弹性形变的产生与消除需要有限时间。
10.粘性系数(粘度) 单位接触面积、单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力。
单位Pa·S. 是流体抵抗流动的量度。
11.脆性断裂构件未经明显的变形而发生的断裂。
断裂时材料几乎没有发生过塑性变形。
在外力作用下,任意一个结构单元上主应力面的拉应力足够大超过材料的临界拉应力值时,会产生裂纹或缺陷的扩展,导致脆性断裂。
与此同时,外力引起的平均剪应力尚小于临界值,不足以产生明显的塑性变形或粘性流动。
12.裂纹亚临界生长裂纹在使用应力下,随时间的推移而缓慢扩展。
其结果是裂纹尺寸逐渐加大,一旦达到临界尺寸就会失稳扩展而破坏。
13.材料的理论结合强度根据Orowan提出的原子间约束力随原子间的距离x的变化曲线(正弦曲线),得到σ=σ×sin2πx/λ,σ为理论结合强度。
单位面积的原子平面分开所作的功应等于产生两个单位面积的新表面所需的表面能,材料才能断裂,根据公式得出σ = Eγ/a 。
材料性能学名词解释大全

材料性能学名词解释大全第一章:弹性比功:材料在弹性变形过程中吸取变形功的能力。
包申格效应:是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形,而后再同向加载,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。
滞弹性:是材料在加速加载或者卸载后,随时刻的延长而产生的附加应变的性能,是应变落后于应力的现象。
粘弹性:是指材料在外力的作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
内耗:在非理想弹性变形过程中,一部分被材料所吸取的加载变形功。
塑性:材料断裂前产生塑性变形的能力。
韧性:是材料力学性能,是指材料断裂前吸取塑性变形攻和断裂功的能力。
银纹:是高分子材料在变形过程中产生的一种缺陷,由于它密度低,对光线反射高为银色。
超塑性:材料在一定条件下出现专门大的伸长率〔约1000%〕而不发生缩颈和断裂的现象。
脆性断裂:是材料断裂前差不多不产生明显的宏观塑性变形,没有明显预兆,而是突然发生的快速断裂过程。
韧性断裂:是指材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
解理断裂:在正应力作用下,由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
剪切断裂:是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
河流花样:两相互平行但出于不同高度上的解理裂纹,通过次生解理或撕裂的方式相互连接形成台阶,同号台阶相遇变汇合长大,异号台阶相遇那么相互抵消。
当台阶足够高时,便形成河流花样。
解理台阶:不能高度解理面之间存在的台阶韧窝:新的微孔在变形带内形核、长大、集合,当其与已产生的裂纹连接时,裂纹便向前扩展形成纤维区,纤维区所在平面垂直于拉伸应力方向,纤维区的微观断口特点为韧窝。
2 材料的弹性模数要紧取决因素:1)键合方式和原子结构2)晶体结构3)化学成分4)微观组织5)温度6)加载方式3决定金属材料屈服强度的因素1)晶体结构2)晶界与亚结构3)溶质元素4)第二相5)温度6)应变速率与应力状态4 金属的应变硬化的实际意义1)在加工方面:利用应变硬化和塑性变形的合理配合,可使金属进行平均的塑性变形,保证冷变形工艺的顺利实施2) 在材料应用方面:应变硬化能够使金属机件具有一定的抗偶然过载能力,保证机件的安全使用。
材料性能学名词解释

一、名词解释第一章力学1.真实应变一根长度为L 的杆,在单向拉应力作用下被拉长到L ,则ε= ,为真实应变。
2.名义应变一根长度为L 的杆,在单向拉应力作用下被拉长到L ,则ε=L –L /L =△L/L ,ε为名义应变。
3.弹性模量材料在弹性变形阶段,其应力和应变成线性关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
对各向同性体为一常数。
是原子间结合强度的一个标志。
4.弹性柔顺系数弹性体在单位应力下所发生的应变,是弹性体柔性的千种量度。
S =-μ/E ,其下标十位数为应变方向,个位数为所受应力的方向。
5.材料的蠕变对粘弹性体施加恒定应力σ时,其应变随时间而增加。
6.材料的弛豫对粘弹性体施加恒定应变ε时,则应力将随时间而减小。
7.位错增殖系数n个位错通过试样边界时引起位错增殖,使通过边界的位错数增加到nc个,c即为位错增殖系数。
8.滞弹性一些非晶体,有时甚至多晶体在比较小的应力时可以同时表现出弹性和粘性。
9.粘弹性无机固体和金属的与时间有关的弹性,即弹性形变的产生与消除需要有限时间。
10.粘性系数(粘度) 单位接触面积、单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力。
单位Pa·S. 是流体抵抗流动的量度。
11.脆性断裂构件未经明显的变形而发生的断裂。
断裂时材料几乎没有发生过塑性变形。
在外力作用下,任意一个结构单元上主应力面的拉应力足够大超过材料的临界拉应力值时,会产生裂纹或缺陷的扩展,导致脆性断裂。
与此同时,外力引起的平均剪应力尚小于临界值,不足以产生明显的塑性变形或粘性流动。
12.裂纹亚临界生长裂纹在使用应力下,随时间的推移而缓慢扩展。
其结果是裂纹尺寸逐渐加大,一旦达到临界尺寸就会失稳扩展而破坏。
13.材料的理论结合强度根据Orowan提出的原子间约束力随原子间的距离x的变化曲线(正弦曲线),得到σ=σ×sin2πx/λ,σ为理论结合强度。
单位面积的原子平面分开所作的功应等于产生两个单位面积的新表面所需的表面能,材料才能断裂,根据公式得出σ= Eγ/a 。
工程材料名词解释

工程材料名词解释一、性能㈠使用性能1、力学性能⑴刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
指标为弹性模量:⑵强度:材料抵抗变形和破坏的能力。
指标:抗拉强度σ b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度σ s—材料产生微量塑性变形时的应力。
条件屈服强度σ 0.2—残余塑变为0.2%时的应力。
疲劳强度σ -1—无数次交变应力作用下不发生破坏的最大应力。
⑶塑性:材料断裂前承受最大塑性变形的能力。
指标为⑷硬度:材料抵抗局部塑性变形的能力。
指标为HB、HRC。
⑸冲击韧性:材料抵抗冲击破坏的能力。
指标为αk.材料的使用温度应在冷脆转变温度以上。
⑹断裂韧性:材料抵抗内部裂纹扩展的能力。
指标为K1C。
2、化学性能⑴耐蚀性:材料在介质中抵抗腐蚀的能力。
⑵抗氧化性:材料在高温下抵抗氧化作用的能力。
3、耐磨性:材料抵抗磨损的能力。
㈡工艺性能1、铸造性能:液态金属的流动性、填充性、收缩率、偏析倾向。
2、锻造性能:成型性与变形抗力。
3、切削性能:对刀具的磨损、断屑能力及导热性。
4、焊接性能:产生焊接缺陷的倾向。
5、热处理性能:淬透性、耐回火性、二次硬化、回火脆性。
二、晶体结构㈠纯金属的晶体结构1、理想金属⑴晶体:原子呈规则排列的固体。
晶格:表示原子排列规律的空间格架。
晶胞:晶格中代表原子排列规律的最小几何单元.⑵三种常见纯金属的晶体结构⑶立方晶系的晶面指数和晶向指数①晶面指数:晶面三坐标截距值倒数取整加()②晶向指数:晶向上任一点坐标值取整加[ ]立方晶系常见的晶面和晶向⑷晶面族与晶向族指数不同但原子排列完全相同的晶面或晶向。
⑸密排面和密排方向——同滑移面与滑移方向在立方晶系中,指数相同的晶面与晶向相互垂直。
2、实际金属⑴多晶体结构:由多晶粒组成的晶体结构。
晶粒:组成金属的方位不同、外形不规则的小晶体.晶界:晶粒之间的交界面。
⑵晶体缺陷—晶格不完整的部位①点缺陷空位:晶格中的空结点。
间隙原子:挤进晶格间隙中的原子。
置换原子:取代原来原子位置的外来原子。
材料力学性能及名词解释

材料力学性能及名词解释材料力学性能及名词解释1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。
屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高,耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个支持角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。
材料性能学

材料性能学材料性能学是材料科学的一个重要分支领域,研究材料的性能与结构之间的关系。
材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能、光学性能等多个方面。
材料性能的优劣直接影响材料的应用范围和效果。
力学性能是材料性能学的重要内容之一,涉及材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等指标。
力学性能的研究可以通过各种试验方法来获得。
常见的试验包括拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。
力学性能的好坏决定了材料在受力领域的应用范围,优秀的力学性能可以使材料承受更大的载荷,具有很好的抗疲劳和耐磨损能力。
热学性能是材料在热环境下的性能表现,主要包括热导率、热膨胀系数、热稳定性等指标。
热学性能的研究对于材料在高温、低温环境下的应用具有重要意义。
例如,高导热材料可以应用于散热器、热交换器等领域,而低热膨胀系数的材料则适用于高精度仪器、光学设备等需要保持稳定尺寸的领域。
电学性能是材料导电性能的表现,主要包括电导率、介电常数、电阻率等指标。
电学性能是材料应用于电子、电力工程等领域的基础。
例如,电导率高的材料可以用作导线、电极等;而具有高介电常数的材料适用于电容器、绝缘材料等。
磁学性能是材料在磁场中的性能表现,主要包括磁导率、磁饱和强度、磁滞损耗等指标。
材料的磁学性能在电子、通信、磁存储等领域有广泛应用。
例如,磁导率高的材料可以用于制造电感器件、变压器等。
光学性能是材料在光学领域的表现,主要包括透光性、折射率、反射率等指标。
材料的光学性能对于光学器件、光学传感器等的设计和制造非常重要。
例如,透明度高的材料可以用于玻璃、光电子器件等;而具有特定折射率的材料可以用于制造透镜、光纤等。
综上所述,材料性能学研究材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能、光学性能等多个方面。
材料性能的好坏直接影响材料的应用范围和效果。
在材料设计和应用领域中,常常需要从以上多个方面综合考虑,选择合适的材料。
材料性能学

说 明:
本课程对很多公式(方程)和结论的推导过程 不着重讲解,着重点放在讲述各种参数的来源、 物理意义和作用。
参考文献:
1. 无机材料物理性能,关振铎等著,清华大学 出版社,2004.11 2. 材料物理性能,陈树川等著,上海交通大学 出版社 3. 陶瓷材料物理性能,华南工学院、南京化工 学院、清华大学合著 4. Introduction to Ceramics, W.D.Kingery
先修课程 材料力学 基础知识点 应力,应变概念 拉、压、弯、扭、剪、的应力分布 材料科学 基础 相关本课程内容 各种静载力学性能测试 方法及性能指标
金属、陶瓷、聚合物的结构(化学键、 结构对各种性能的影响 晶体结构、非晶体结构、组织结构等) 塑性变形 塑性变形机制
位错理论
普通物理 晶格热振动 电工学(电流、电压、电容、电感基 本概念及安培定律) 光的基本性质(衍射、折射、反射、 干涉、散射等) 气体分子运动论 振动与波基本概念 电磁学基本概念
入射角-折射角
折射率-入射光波 长 入射波能量-反射 反射定律 波能量 光强-入射深度 光强-入射深度 朗伯定律
折射率
色散系数 反射系数 吸收系数 散射系数
四材料性能的微观本质
宏观行为(性能) 弹性变形 塑性变形 粘弹性变形 蠕变 断裂 磨损 吸热(热容) 热膨胀 热传导 磁化(磁性) 微观本质 键合在不破坏条件下的伸缩或旋转(可逆) 晶体的滑移、孪生、扭折;非晶体的黏性流 动(不可逆) 高分子链段的伸展+黏性流动 晶体滑移,晶界滑移,原子扩散 裂纹萌生+裂纹扩展 表面局部塑性变形+断裂 晶格热振动加剧 晶格热振动加剧导致晶格平衡间距加大 晶格热振动传播+自由电子传热 磁距转向
付华-材料性能学-部分习题答案解析

第一章材料的弹性变形一、填空题:1.金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗变形或断裂的能力。
2. 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。
3. 线性无定形高聚物的三种力学状态是玻璃态、高弹态、粘流态,它们的基本运动单元相应是链节或侧基、链段、大分子链,它们相应是塑料、橡胶、流动树脂(胶粘剂的使用状态。
二、名词解释1.弹性变形:去除外力,物体恢复原形状。
弹性变形是可逆的2.弹性模量:拉伸时σ=EεE:弹性模量(杨氏模数)切变时τ=GγG:切变模量3.虎克定律:在弹性变形阶段,应力和应变间的关系为线性关系。
4.弹性比功定义:材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力,又称为弹性比能或应变比能,表示材料的弹性好坏。
三、简答:1.金属材料、陶瓷、高分子弹性变形的本质。
答:金属和陶瓷材料的弹性变形主要是指其中的原子偏离平衡位置所作的微小的位移,这部分位移在撤除外力后可以恢复为0。
对高分子材料弹性变形在玻璃态时主要是指键角键长的微小变化,而在高弹态则是由于分子链的构型发生变化,由链段移动引起,这时弹性变形可以很大。
2.非理想弹性的概念及种类。
答:非理想弹性是应力、应变不同时响应的弹性变形,是与时间有关的弹性变形。
表现为应力应变不同步,应力和应变的关系不是单值关系。
种类主要包括滞弹性,粘弹性,伪弹性和包申格效应。
3.什么是高分子材料强度和模数的时-温等效原理?答:高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。
加载速率一定时,随温度的升高,高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化,其强度和模数降低;而在温度一定时,玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低,加载时间的加长,同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化,其强度和模数降低。
时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。
四、计算题:气孔率对陶瓷弹性模量的影响用下式表示:E=E0(1—1.9P+0.9P2) E0为无气孔时的弹性模量;P为气孔率,适用于P≤50 %。
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名词解释第一章:弹性比功:材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应:是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形,而后再同向加载,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。
滞弹性:是材料在加速加载或者卸载后,随时间的延长而产生的附加应变的性能,是应变落后于应力的现象。
粘弹性:是指材料在外力的作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
内耗:在非理想弹性变形过程中,一部分被材料所吸收的加载变形功。
塑性:材料断裂前产生塑性变形的能力。
韧性:是材料力学性能,是指材料断裂前吸取塑性变形攻和断裂功的能力。
银纹:是高分子材料在变形过程中产生的一种缺陷,由于它密度低,对光线反射高为银色。
超塑性:材料在一定条件下呈现非常大的伸长率(约1000% )而不发生缩颈和断裂的现象。
脆性断裂:是材料断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形,没有明显预兆,而是突然发生的快速断裂过程。
韧性断裂:是指材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
解理断裂:在正应力作用下,由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
剪切断裂:是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
河流花样:两相互平行但出于不同高度上的解理裂纹,通过次生解理或撕裂的方式相互连接形成台阶,同号台阶相遇变汇合长大,异号台阶相遇则相互抵消。
当台阶足够高时,便形成河流花样。
解理台阶:不能高度解理面之间存在的台阶韧窝:新的微孔在变形带内形核、长大、聚集,当其与已产生的裂纹连接时,裂纹便向前扩展形成纤维区,纤维区所在平面垂直于拉伸应力方向,纤维区的微观断口特征为韧窝。
2 材料的弹性模数主要取决因素:1) 键合方式和原子结构2) 晶体结构3) 化学成分4) 微观组织5) 温度6) 加载方式3 决定金属材料屈服强度的因素1) 晶体结构2) 晶界与亚结构3) 溶质元素4) 第二相5) 温度6) 应变速率与应力状态4 金属的应变硬化的实际意义1) 在加工方面:利用应变硬化和塑性变形的合理配合,可使金属进行均匀的塑性变形,保证冷变形工艺的顺利实施2) 在材料应用方面:应变硬化可以使金属机件具有一定的抗偶然过载能力,保证机件的安全使用。
3) 应变硬化也是一种强化金属的重要手段,尤其对不能进行热处理的材料5 静拉伸断口:1) 按照锻炼前后的宏观塑性变形的程度:脆性断裂和塑性断裂2) 按照晶体材料断裂时裂纹的扩展途径:穿晶断裂和沿晶断裂3) 按照微观断裂机理:解理断裂和剪切断裂4) 按照作用力的性质:正断和切断韧性断裂:材料断裂前和断裂过程中产生明显的宏观塑性变形的断裂过程。
断口往往呈暗灰色、纤维状。
脆性断裂:材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形。
断口一般与正应力垂直,宏观上比较齐平光亮,常呈放射状或结晶状穿晶断裂:可以是韧断,也可以是脆断沿晶断裂:多数为脆性断裂,断口形貌一般呈结晶状。
剪切断裂:剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离造成的断裂。
纯剪切断裂:断口呈锋利的楔形。
大单晶体上用肉眼可以观察到很多直线状的滑移痕迹。
多晶体上呈现“蛇形滑动”花样微孔聚集型断裂:暗灰色,纤维状,断口花样特征是断口上分布大量“韧窝”解理断裂:在正应力的作用下,由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
断口应该是极平坦的镜面。
准解理断裂:是解理断裂的变种。
符号意义:0.2 表示没有明显屈服平台卸载以后,材料残余变形为0.2% 对应的应力值,用此表示没有屈服平台材料的屈服强度。
r (规定残余伸长应力)是指试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定原始标距百分比时的应力t (规定总伸长应力)是指标距部分的总伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
6证明F K A n e因为颈缩形成点对于工程应力应变曲线上的最大载荷点所以dF=0F nFdF dA de 0AedL dAdeLAneS b Ke b n K n nF b b A0 S b A b Kn n A bn A b第二章:应力状态软性系数:最大切应力与最大正应力的比值。
缺口效应:缺口造成应力应变集中,这是缺口第一效应;缺口改变了缺口前方的应力状态,使平板中材料所受的应力由原来的单向拉伸变为两向或三向拉伸,这是缺口第二效应;在有缺口的条件下,出现了三向应力,试样的屈服应力比单向拉伸要高,缺口使材料得到“强化”,这是缺口第三效应。
缺口敏感度:试验时常用试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值称为缺口敏感度。
布氏硬度:单位压痕面积承受的平均应力。
洛氏硬度:以测量压痕深度值的大小来表示材料的硬度值。
维氏硬度:采用压头为两相对面夹角为136 度的金刚石四棱锥体,根据压痕单位面积所承受的载荷来计算硬度值。
努氏硬度:用一定大小的载荷F 的两相对面夹角不等的金刚石四棱锥体压入试样表面,得到长、短对角线长度比为7.11 的棱形压痕。
载荷F 除以压痕投影面积之商作为硬度值。
2 扭转、弯曲、压缩的特点和应用扭转的特点及应用:1) 扭转的应力状态软性系数较拉伸的应力状态软性系数高,故可用来测定那些在拉伸时呈现脆性的材料的强度和塑性2) 扭转试验时试样截面的应力分布为表面最大,愈往心部愈小,故此方法对材料表面硬度化及表面缺陷的反映十分敏感。
利用这个特性,可以对各种表面强化工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验3) 圆柱形试样在扭转试验时,整个试样长度上始终不产生缩颈现象,塑性变形始终是均匀的,其截面及标距长度也基本上保持原尺寸不变,故可用来精确评价那些拉伸时出现颈缩的高塑性材料的变形能力和形变抗力。
4) 扭转试验时,正应力与切应力大致相等,所以是测定材料的切断强度的可靠方法,此外根据断口特征还可以区分材料最终的断裂方式是正断还是切断弯曲的特点及应用:1) 弯曲加载时受拉的一侧应力状态基本上与静拉伸时相同,且不存在如拉伸时的所谓试样偏斜对试验结果的影响。
因此弯曲试验常用于测定那些由于太硬难于加工成拉伸试样的脆性材料的断裂强度,并能显示出它们的塑性差别2)弯曲试验时,截面上的应力分布也是表面上应力最大,故可灵敏的反映材料的表面缺陷,因此,常用来比较和评定材料表面处理层的质量3)由弯曲图可以看出弯曲试验不能使这些材料断裂,在这种情况下虽可以测定非比例弯曲应力,但实际上很少使用。
压缩试验的特点及应用:1)单向压缩的应力状态软性系数=2,因此,压缩试验主要用于脆性材料,以显示其在静拉伸时缩不能反映的材料在韧性状态下的力学行为。
2)压缩与拉伸受力方向不仅相反,且两种试验所得的载荷变形曲线、塑性及断裂形态也存在较大的差别,特别是压缩不能使塑性材料断裂。
故塑性材料一般不采用压缩方法检验。
3)多向不等压缩试验的应力状态软性系数2,故此方法适用于脆性更大的材料,它可以反映此类材料的微小塑性差异。
此外对于接触表面处承受多向压缩的机件,也可以采用多向压缩试验,使试验条件与实验服役条件更接近。
3 布氏与维氏硬度试验原理的异同,并比较布氏,洛氏及维氏硬度试验的优缺点和应用范围布氏维氏硬度相同点:都是根据压痕面积缩承受的载荷来计算硬度值不同点:布氏硬度试验所用的压头是直径为D 的淬火钢球或硬质合金球维氏硬度试验所用的压头是两相对面夹角为136 度的金刚石四棱椎体。
布氏硬度的优点:测量数值稳定准确,能较真实地反映材料的平均硬度缺点:压痕较大,操作慢,不适用批量生产的成品件和薄形件适用范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁、有色金属、硬度较低的钢常用符号:HBW(压头为硬质合金球)HRS(淬火钢球)10mm 淬火钢球在3000kgf 载荷的作用下保持30 s 测量的硬度值为280 ,记为280 HBS 10/3000/30 10 到15s 时间不标洛氏硬度的优点:压痕少,操作简单,易直接读出数据,不存在压头变形的问题,测量效率高,可以消除表面微小的不平度对试验结果的影响。
缺点:不同标尺的洛氏硬度值无法相互比较,由于压痕小,所以洛氏硬度对材料组织部不均匀性质很敏感,测试结果比较分散,重复性差,分散度大适用范围:不宜用来测定极薄工作或经各种表面处理后工件的表面层硬度,可以测定各种软硬不同和薄厚不一试样的硬度。
常用符号:HR(常用的有HRA HRB HRC )维氏硬度的优点:采用了四方椎体压头,当载荷改变时,压入角恒定不变,因此可以任意选择载荷,而不存在布氏硬度那种载荷F 与压球直径D 之间的关系约束,此外也不存在洛氏硬度那种不同标尺的硬度无法统一的问题。
测量范围宽,软硬材料都可测,压痕轮廓清晰,对角线长度易于测量,精确度高。
缺点:测量方法较为麻烦,工作效率低,压痕面积小,代表性差,不宜用于成批生产的常规检验适用范围:适用各种软硬不同,厚薄不一试样的硬度。
常用符号:HV 载荷30kgf 作用下持续20s测得的维氏硬度为640 为640 HV30/204 布氏硬度与维氏硬度测出的硬度值相差不大的原因都是根据压痕单位面积所承受的载荷来计算硬度值。
5 (此处相当多没准确答案)(1)渗碳层的硬度分布HV(2)淬火钢HRC(3)灰铸铁HRE(4)硬质合金HRA(5)钢中的隐晶马氏体和参与奥氏体显微硬度试验(6)仪表小黄铜齿轮HRB(7)龙门刨床导轨HV(8)氮化层显微硬度(9)火车弹簧HRA(10 )高速钢刀具HRC(11)退火状态下软钢HRB第三章:低温脆性:在试验温度低于某一温度t k 时,材料会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,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:转变温度t k 称为韧脆转变温度。
蓝脆:碳钢和某些合金钢在冲击载荷作用或静载荷作用下,在一定的温度范围内出现脆性。
因为在该温度范围内加热钢时,表面氧化色为蓝色,故此现象称为蓝脆迟屈服:对材料施加某一大于s 的高速载荷时材料并不立即产生屈服,而需要经过一段孕育期才开始塑性变形。
1 冲击载荷下金属变形和断裂的特点1)应变速率对金属材料弹性行为及弹性行为及弹性模量没有影响。
2)普通摆锤冲击试验的绝对变形速度为5~5.5m/s3)应变速率对塑性变形、断裂及有关的力学性能有显著的影响:A 静载荷作用时:塑性变形比较均匀的分布在各个晶粒中;B 冲击载荷作用时:塑性变形则比较集中于某一局部区域,反映了塑性变形不均匀。
C 这种不均匀限制了塑性变形的发展,导致了屈服强度、抗拉强度的提高低温脆性产生的原因:宏观上低温脆性的产生与其屈服强度裂强度c随温度的变化有关。
c 随温度的变化很小,s对温度变化十分敏感。
微观上,体心立方金属的低温脆性与位错在晶体中的运动阻力i对温度变化非常敏感有关,i在低温下增加,故该类材料在低温下常处于脆性状态。
面心立方金属因位错宽度比较大,i 对温度变化不敏感,故一般不显示低温脆性。