《工程材料力学性能》考试复习题
《工程材料力学性能》考试复习题
名词解释名词解释1，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应力状态软性系数材料最大切应力与最大正应力的比值，记为α。
：2，缺口效应：缺口材料在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生的变化。
3，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与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值表示。
抗拉强度的比值表示。
4，冲击吸收功：冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功5，过载损伤界：抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。
6，应力腐蚀：材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏7，氢蚀：，氢蚀： 由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导 8，金属脆化。
氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。
微观断口上晶界明显加宽，呈沿晶断裂。
断裂。
9，磨损：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
1010，耐磨性：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，，耐磨性：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
论述论述1，影响屈服强度的因素：，影响屈服强度的因素：①内因：①内因：a a 金属本性及晶格类型b 晶粒大小和亚结构c 溶质元素d 第二相第二相②外因：②外因：a a 温度b 应变速率c 应力状态应力状态2，影响韧脆转变的因素：，影响韧脆转变的因素：①冶金因素：①冶金因素：a a 晶体结构，体心立方金属及其合金存在低温脆性。
b 化学成分化学成分,1,1,1）间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑）间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑2置换型溶质元素一般也能提高韧脆转变温度，但Ni 和一定量Mn 例外。
3杂质元素S 、P 、As As、、Sn Sn、、Sb 等使钢的韧性下降等使钢的韧性下降c 晶粒大小，细化晶粒提高韧性的原因有：晶界是裂纹扩展的阻力；晶界前塞积的位错数减少，有利于降低应力集中；晶界总面积增加，使晶界上杂质浓度减少，避免产生沿晶脆性断裂。
安徽工业大学 工程材料力学性能复习提纲整理(1)
1.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%～2%），卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低（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。
2.用低密度可动位错理论解释屈服现象产生的原因金属材料3.答：塑性变形的应变速率与可动位错密度、位错运动速率及柏氏矢量成正比欲提高v就需要有较高应力τ这就是我们在实验中看到的上屈服点。
一旦塑性形变产生，位错大量增值，ρ增加，则位错运动速率下降，相应的应力也就突然降低，从而产生了屈服现象。
（回答不完整，尤其是上屈服点产生的原因回答的不好）3.塑性：材料受力，应力超过屈服点后，仍能继续变形而不发生断裂的性质。
强度：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力脆性：材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。
4.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，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量，韧性断裂的断裂面的断口呈纤维状，灰暗色。
脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性极大，脆性断裂面的断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。
5.试指出剪切断裂与解理断裂哪一个是穿晶断裂，哪一个是沿晶断裂？哪一个属于韧性断裂，哪一个属于脆性断裂？为什么？答：都是穿晶断裂，剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面发生滑移分离而造成的断裂，断裂面为穿晶型，在断裂前会发生明显的塑性变形，为韧性断裂；而解理断裂是材料在正应力作用下沿一定的晶体学平面产生的断裂，也为穿晶断裂，但断裂面前无明显的塑性变形，为脆性断裂。
6.拉伸断口的三要素:纤维区、放射区、剪切唇7. 理论断裂强度的推导过程是否存在问题？为什么？为什么理论断裂强度与实际的断裂强度在数值上有数量级的差别？答：（1）虽然理论断裂强度与实际材料的断裂强度在数值上存在着数量级的差别，但是理论断裂强度的推导过程是没有问题的。
力学性能考试题目和答案
力学性能考试题目和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，从弹性变形过渡到塑性变形的应力值，通常用符号表示为：A. σsB. σbC. σyD. σu答案：C2. 在拉伸试验中，材料的弹性极限是指：A. 材料发生永久变形的应力值B. 材料发生塑性变形的应力值C. 材料在弹性阶段的最大应力值D. 材料在塑性阶段的最小应力值答案：C3. 硬度试验中，布氏硬度的符号表示为：A. HBB. HRCC. HVD. HS答案：A4. 疲劳破坏是指材料在：A. 一次静载荷作用下发生的破坏B. 多次循环载荷作用下发生的破坏C. 温度变化下发生的破坏D. 腐蚀环境下发生的破坏答案：B5. 冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力，通常用符号表示为：A. σbB. αkC. AkvD. σs答案：C6. 材料的断裂韧性是指材料抵抗：A. 拉伸破坏的能力B. 压缩破坏的能力C. 弯曲破坏的能力D. 裂纹扩展的能力答案：D7. 材料的蠕变是指在恒定应力作用下，材料发生的：A. 弹性变形B. 塑性变形C. 永久变形D. 弹性和塑性变形答案：C8. 材料的疲劳极限是指材料在多少次循环载荷作用下不发生疲劳破坏的应力值：A. 10^6次B. 10^7次C. 10^8次D. 10^9次答案：C9. 材料的硬度与其强度之间的关系是：A. 硬度越高，强度越低B. 硬度越高，强度越高C. 硬度越低，强度越高D. 硬度与强度无关答案：B10. 材料的塑性是指材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，通常用下列哪个指标来衡量：A. 硬度B. 弹性模量C. 延伸率D. 冲击韧性答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 下列哪些因素会影响材料的硬度（）A. 材料的成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面粗糙度D. 测试时施加的力答案：A, B, D12. 材料的冲击韧性与哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 测试时的环境温度D. 材料的硬度答案：A, B, C13. 影响材料疲劳寿命的因素包括（）A. 材料的表面粗糙度B. 材料的硬度C. 循环载荷的应力幅值D. 材料的微观结构答案：A, C, D14. 材料的蠕变与下列哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 施加的应力大小D. 环境温度答案：A, B, C, D15. 材料的断裂韧性与下列哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面状态D. 环境介质答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）16. 材料的屈服强度越高，其塑性越好。
江大工程材料力学性能习题解答
第一章1、弹性变形的实质是什么？答：金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。
2、弹性模量E的物理意义？E是一个特殊的力性指标，表现在哪里？答：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。
E=Z / &。
弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。
弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。
它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。
特殊表现：金属材料的E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不大，E主要决定于金属原子本性和晶格类型。
3、比例极限、弹性极限、屈服极限有何异同？答：比例极限：应力应变曲线符合线性关系的最高应力（应力与应变成正比关系的最大应力）；弹性极限：试样由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力；屈服极限：开始发生均匀塑性变形时的应力。
4、什么是滞弹性？举例说明滞弹性的应用？答：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。
应用：精密传感元件选择滞弹性低的材料。
5、内耗、循环韧性、包申格效应？答：内耗：金属材料在在弹性区内加载交变载荷（振动）时吸收不可逆变形功的能力；循环韧性：• ••塑性区内•••；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（弹性极限或屈服极限）增加，反向加载，规定残余伸长应力（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象。
6、什么是屈服强度？如何确定屈服强度？答：屈服强度Z s :开始产生塑性变形时的应力。
对于屈服现象明显的材料，以下屈服点对应的应力为屈服强度；对于屈服现象不明显的材料，以产生0.2%残余变形的应力为其屈服强度。
7、屈服强度的影响因素有哪些？答：内因：①金属本性及晶格类型（位错密度增加，晶格阻力增加，屈服强度随之提高）②晶粒大小和亚结构（细晶强化）③溶质元素（固溶强化）④第二相（弥散强化和沉淀强化）；外因：①温度（一般，升高温度，金属材料的屈服强度降低）②应变速率（应变速率硬化）③应力状态（切应力分量越大，越有利于塑性变形，屈服强度则越低）。
材料力学性能期末考试复习资料
材料力学性能一、名词解释1、韧性：金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
2、应力状态软性系数：材料力学性能指出，任何复杂应力状态可以用三个主应力σ1，σ2，σ3（σ1>σ2>σ3）按“最大切应力理论”计算tmax=（σ1-σ2）/2，按“最大正应力理论”计算σmax=σ1-r （σ1-σ3），r为泊松比。
Tmax与σmax的比值表示他们的相对大小，称为应力状态软性系数α。
对金属r=0.25，则。
单向拉伸时，σ2=σ3=0，α=0.5。
3、冲击韧性：在冲击载荷作用下，金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
4、变动载荷：变动载荷是引起疲劳破坏的外力，指载荷大小，甚至方向随时间变动的载荷，其在单位面积上的平均值为变动应力。
5、疲劳：金属机件或者构件在变动应力和应变的长期作用下，由于累计损伤而引起的断裂现象。
6、应力腐蚀现象（SCC）：金属在拉应力和特定的化学介质作用下经过一段时间后产生的低应力脆断现象。
7、氢脆：由于氢和应力的共同作用导致金属材料产生脆性断裂的现象。
8、磨损：机件表面相接处并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失，造成表面损伤的现象。
9、黏着磨损：黏着磨损又称咬合磨损，实在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对速度较小时，因缺乏润滑油，无氧化膜，以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。
10、蠕变：蠕变就是金属在长时间的恒温恒载荷作用下，缓慢地产生塑性变形现象。
又称蠕变断裂。
11、应变硬化：在金属整个形变过程中，当外力超过屈服强度时，塑性变相并不像屈服平台那样连续流变下去，而需要不断增加外力才能进行，即金属有阻止继续塑性变形的能力，即应变硬化性能。
12、低温脆性现象：体心立方晶体金属及合金或者某些密排六方晶体金属及合金在试验温度低于某一温度t k时，会由韧性状态转化为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，即低温脆性。
工程材料力学性能第二版复习题
基本题二、说明下列力学性能指标的意义（10小题，每题2分，共20分）ε三、简答题（6小题，每题5分，共30分） 1. 断裂强度σc 与抗拉强度σb 有何区别？ 2. 简述裂纹尖端塑性区对K I 的影响。
3. 简述疲劳裂纹的形成机理和阻止其萌生的方法。
4. 接触疲劳和普通机械疲劳的差异是什么？5. 简述疲劳宏观断口的特征。
6. 陶瓷材料如何增韧？7. 简述K IC 和K C 的意义及相互关系。
8. 缺口对试样的应力分布和力学性能会产生哪些影响？ 9. 裂纹尖端产生塑性区的原因是什么？ 10. 接触疲劳和普通机械疲劳的差异是什么？ 11. 简述疲劳微观断口的特征。
12. 陶瓷材料与金属材料在弹性变形、塑性变形和断裂方面有何不同？五、计算题（2小题，每题15分，共30分）【说明：下列各题中如需对应力场强因子I K Y =修正公式为：I K =(平面应力) 和I K =(平面应变)。
塑性区宽度公式：201I s K R πσ⎛⎫= ⎪⎝⎭(平面应力)，20I s K R σ⎫=⎪⎭(平面应变)。
】 1． 一直径为d 0=10.00mm ，标距为L 0=50.00mm 的金属标准拉伸试样，在拉力F=10.00kN 时，测得其标距长L 为50.80mm ；在拉力F=55.42kN 时，试样开始发生明显的塑形变形；在拉力F=67.76kN 时，试样断裂，测得断后试样的标距L k 为57.60mm ，最小处截面直径d k 为8.32mm 。
（1）求拉力F=32.00kN 时，试样受到的工程拉应力σ和工程拉应变ε，以及真应力S 和真应变e ；（2）求试样的屈服极限σs 、抗拉强度σb 、延伸率δ和断面收缩率ψ。
2.一块含有宽为16mm 的中心穿透型裂纹的钢板（I K =，受到350MPa垂直于裂纹平面的应力作用：（1）如果材料的屈服强度分别是1400MPa 和450MPa ，求裂纹尖端应力场强因子的值；（2）通过上述两种情况，讨论对应力场强因子进行塑性修正的意义。
工程材料力学性能复习全
工程材料力学性能复习全第一章1.弹性比功：指金属材料吸收弹性变形功的能力。
它通常表示为金属开始塑性变形前每单位体积吸收的最大弹性变形功。
2、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。
3、循环韧性：金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力。
4.包辛格效应：材料在预加载后产生少量塑性变形，然后强度沿同一方向增加，沿相反方向降低。
5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面.6、塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
脆性：指金属材料在应力作用下不发生塑性变形而直接断裂的能力。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。
7、解理台阶：解理断裂的裂纹要跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面，从而在同一刻面内部出现了解理台阶与和河流花样。
8.河流型：解理台阶沿裂纹前缘滑动并相互会聚，相同数量的台阶会聚并生长。
当汇合台阶的高度足够大时，它就变成了河流模式。
9、解理面：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穿晶断裂，此种晶体学平面即为解理面。
穿晶断裂：裂纹通过晶粒扩展，可以是韧性的，也可以是脆性的。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多为脆性，是由于晶界上有夹杂，第二相以及杂志偏聚引起晶界弱化。
11.韧性转变：当某些金属材料低于一定温度时，它们从韧性状态转变为脆性状态，即低温脆性。
12.弹性模量E：它被称为材料的刚度，代表金属材料对弹性变形的阻力。
13.弹性模量：钢210gpa，铝72gpa，氧化铝380gpa。
第二章1、应力状态软性系数：τmax与σmax的比值。
2.缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口界面上的应力状态会发生变化。
3.缺口敏感性：缺口图案抗拉强度σBN和等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σB的比率记录为NSR。
4、布氏硬度：此试验的原理是用一定直径d的硬质合金球为压头，施以一定的试验力f，将其压入试样表面，经规定时间t后卸除试验力，试样表面将残留压痕，布氏硬度值就是试验力f除以压痕球形表面积a。
工程材料力学性能三四章习题
影响因素有： 1)．晶体结构：BCC容易出现低温脆性 2)．化学成分：固溶强化降低塑性（Mn, Ni） 3)．显微组织：①晶粒大小②金相组织
3
5 试述焊接船舶比铆接船舶容易发生脆性破坏的原因。 焊接容易在焊缝处形成粗大金相组织气孔、夹渣、未 熔合、未焊透、错边、咬边等缺陷，增加裂纹敏感度，增 加材料的脆性，容易发生脆性断裂（落锤试验试样）。 6 下列三组试验方法中，请举出每一组中哪种试验方法测得 的冷脆温度较高？为什么？ 冷脆温度的高低与试验中试样受力方式有关，容易发 生塑性变形的就能够提高冷脆温度。 （1）拉伸和扭转：静载荷下拉伸的软性状态系数大于弯曲 大于扭转，因此拉伸和扭转比较时，在拉伸条件下的塑性 比扭转低，因此扭转的冷脆温度高。 （2）缺口静弯曲和缺口冲击弯曲：应变速率增加可以提高 材料的强度同时降低材料的塑性，因此应变速率的增加有 增加材料脆性的倾向，缺口静弯曲的冷脆温度相对较高。 （3）光滑试样拉伸和缺口试样拉伸：缺口试样会导致材料 的受力状态改变成两向或者三向，而多向拉伸的软性系数 更小，因此缺口试样会使材料变脆的倾向，从而降低冷脆 4 温度
第三章
• 冲击韧度：冲击载荷下，材料断裂前单位截面积 吸收的能量（外力做的功） • 冲击吸收功: 冲击载荷下，材料断裂前吸收的能 量（外力做的功） • 低温脆性： 温度低于某一温度时，材料由韧性状 态变为脆性状态的现象。 • 韧脆转变温度：材料有韧性状态转变为脆性状态 的温度。 • 韧性温度储备:材料使用温度和韧脆转变温度的差 值。
13
8、试述塑性区对KI的影响及KI的修正方法和结果。 影响：裂纹尖端塑性区的存在将会降低裂纹体的刚度， 相当于裂纹长度的增加，因而影响应力场和及KI的计算， 所以要对KI进行修正。 修正方法：“有效裂纹尺寸”，即以虚拟有效裂纹代替 实际裂纹，然后用线弹性理论所得的公式进行计算。 结果：
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名词解释1，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应力状态软性系数材料最大切应力与最大正应力的比值，记为α。
：2，缺口效应：缺口材料在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生的变化。
3，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与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值表示。
4，冲击吸收功：冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功5，过载损伤界：抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。
6，应力腐蚀：材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏7，氢蚀：由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导8，金属脆化。
氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。
微观断口上晶界明显加宽，呈沿晶断裂。
9，磨损：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
10，耐磨性：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
论述1，影响屈服强度的因素：①内因：a金属本性及晶格类型b晶粒大小和亚结构c溶质元素d第二相②外因：a温度b应变速率c应力状态2，影响韧脆转变的因素：①冶金因素：a晶体结构，体心立方金属及其合金存在低温脆性。
b化学成分,1）间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑2置换型溶质元素一般也能提高韧脆转变温度，但Ni和一定量Mn例外。
3杂质元素S、P、As、Sn、Sb等使钢的韧性下降c晶粒大小，细化晶粒提高韧性的原因有：晶界是裂纹扩展的阻力；晶界前塞积的位错数减少，有利于降低应力集中；晶界总面积增加，使晶界上杂质浓度减少，避免产生沿晶脆性断裂。
d纤维组织1）对低强度钢：按tk由高到低的顺序：珠光体→上贝氏体→铁素体→下贝氏体→回火马氏体2）对中碳合金钢且强度相同，tk：下贝氏体＜回火马氏体；贝氏体马氏体混合组织＞回火马氏体3）低碳合金钢的韧性：贝氏体马氏体混合组织＞单一马氏体或单一贝氏体4）马氏体钢的韧性：奥氏体的存在将显著改善韧性钢中夹杂物、碳化物等第二相质点对钢的韧性有重要影响，影响的程度与第二相质点的大小、形状、分布、第二相的性质及其与基体的结合力等性质有关。
3，影响韧度断裂的因素：①内因：a化学成分：细化晶粒的元素→强度↑、塑性↑→KIC↑；强烈固溶强化的元素→塑性↓→KIC↓；形成金属间化合物并呈第二相析出的元素→塑性↓→KIC↓；b基体相结构和晶粒大小的影响：基体相结构易于产生塑性变形→KIC↑，如对钢铁材料：面心立方的KIC高于体心立方的KIC。
晶粒大小对KIC的影响与对常规力学性能的影响不同，一般，晶粒细化→KIC↑，但某些情况下，粗晶粒的KIC反而较高。
c夹杂和第二相的影响非金属夹杂物→KIC↓；脆性第二相的体积分数↑→KIC↓；韧性第二相形态和数量适当时→KIC↑；钢中微量杂质元素(Sb、Sn、As等) →KIC↓d显微组织的影响板条马氏体＞针状马氏体。
回火索氏体＞回火托氏体＞回火马氏体下贝氏体＞上贝氏体马氏体组织中存在一定的残余奥氏体→KIC↑②外因：a温度：一般大多数结构钢的断裂韧度随温度降低而下降，但随材料强度增加，KIC随温度变化的趋势趋于缓和。
b应变速率：应变速率↑→KIC↓，但当应变速率很大时，形变热量来不及传导，造成绝热状态，导致局部温度升高，KIC又回升。
计算题1，有一大型圆筒式容器由高强度钢焊接而成，如图所示。
钢板厚度t＝5mm，圆筒内径D＝1500mm；所用材料的σ0.2 ＝1800MPa， KIC ＝62MPaㆍm1/2 。
焊接后发现焊缝中有纵向半椭圆裂纹，尺寸为2c＝6mm,a＝0.9mm，试问该容器能否在p＝6MPa的压力下正常工作?解：σ=pD/2t=6*1.5/（2*0.005）MPa=900MPa由于σ/σ0.2=900/1800=0.5，所以不需要对KI进行修正σc=（1/Y）*KIC/（a^0.5）Y=1.1（π^0.5）/υ，当a/c=0.9/3=0.3时，查附录得：Φ=1.10，所以Y=π^0.5σc=[1/（π^0.5）]*[62/(0.0009^0.5)]=1166MPa显然，σc>σ，不会发生爆炸，可以正常工作2，有一高压壳体承受很高的工作压力，其周向工作拉应力σ=1400MPa，采用超高强度钢制造，探伤时有漏检小裂纹，为纵向表面半椭圆(a=1mm,a/c=0.6)。
现对材料进行两种不同工艺热处理，一种是淬火高温回火的A工艺，其性能是σ0.2 ＝1700MPa，KIC ＝78 MPaㆍm1/2 ；另一种是淬火中低温回火的B工艺，其性能是σ0.2 ＝2100MPa ， KIC ＝47 MPaㆍm1/2。
从断裂力学角度看，为保证安全应选用哪种工艺为妥？解：对于A工艺的材料：σ/σs=1400/1700=0.82，须修正。
以KIC代KIσc=ΦKIC/{[3.8a*0.001+0.212(78/1700)^2]^0.5}MPa=1532MPaσ>σcB，会发生脆断，不安全3，有一筒式容器由高强钢45CrNiMoV制成，厚度t＝2.6mm，筒径D＝300mm。
材料经调质热处理后，力学性能σ0.2 ＝1510MPa，σb ＝1720MPa,δ=8.2%， KIC ＝68 MPaㆍm1/2 。
在水压p=22.5MPa试验时发生爆破，断口如图，左图a为爆破断裂全貌，右图b 是断口裂源的电镜放大断口形貌。
试用断口分析和断裂力学分析该容器的水爆断裂。
解：σ=（pD/2t）=（22.5*0.3）/（2*0.0026）MPa=1298MPaσ/σs=0.86，须修正。
当a/c=0.74/2.7=.274时，Φ^2=1.165σc=1289MPa容器水压应力σ略高于脆断应力σc，会发生脆性爆炸。
4，某冶金厂大型氧气顶吹炉的转动机构主轴，在工作时经61次摇炉炼钢后发生低应力脆断。
其断口示意图如图，为疲劳断口，周围是疲劳区，中间是脆断区。
该轴材料为40Cr钢，调质处理常规力学性能合格，σ0.2 ＝600MPa，σb ＝860MPa，Aku=38J, δ=8。
试用断口分析和断裂力学分析其断裂原因。
解：ac=（1/Y^2）*（KIC/σc)^2最大轴向外加应力σ外=25MPa前缘残余拉应力σ内=120MPaσ=σ外+σ内=（25+120）MPa=145MPa查得 KIC=120MPa*m^0.5。
由于a/c→0，是个浅长的表面半椭圆裂纹Y≈1.95Ac=120^2/[(1.95^2)*(145^2)]=0.180m=180mm结果与实际断口分析的185mm相比，吻合，分析正确。
知识点1，退火低碳钢在拉伸应力作用下的变形过程可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形和断裂5各阶段。
2，弹性模量（刚度）主要决定雨金属原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形对弹性模量的影响较小。
3，弹性比功又称弹性比能、弹性必能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
它决定于弹性模量和弹性极限。
4，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。
5，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。
消除方法，预先进行较大的塑性变形，或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。
6，金属材料常见的塑性变形方式主要为滑移和孪生。
7，屈服现象：材料从弹性变形阶段向塑性变形阶段过渡过程中，外力不增加试样仍然继续伸长；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。
屈服点：外力不增加仍能唏嘘伸长时的应力称为屈服点σs。
力首次下降前的最大应力成为上屈服点σsu。
当不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小应力称下屈服点σsl。
8，应变硬化：金属材料阻止继续塑性变形的能力意义：①可使金属零件具有抵抗偶然过载的能力，保证安全②工程上强化材料的重要手段。
③应变硬化性能可以保证某些冷成形工艺，如冷拔线材和深冲成形等顺利进行。
9，断后伸长率：试样拉伸后标距的伸长与原始标距的百分比δ断面收缩率：试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量雨原始很截面积的百分比ψ10，三种失效形式，磨损、腐蚀和断裂，其中断裂危害最大。
端口特征三要素：纤维区、放射区和剪切唇。
（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。
）11，断裂分类①塑性变形大小（1）脆性断裂：断裂前无明显的塑性变形，断口形貌是光亮的结晶状（2）韧性断裂：断裂前明显塑性变形，断口形貌是暗灰色纤维状②断裂面的取向（1）正断：断裂的宏观表面垂直雨σmax方向（2）切断：断裂宏观表面平行与τmax③裂纹扩展途径（1）穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部（2）沿晶断裂：断裂沿境界扩展④断裂机理（1）解理断裂：无明显塑性变形沿解理面分离，穿晶断裂（2）微孔聚集型断裂：沿晶界微孔聚合，沿晶断裂在晶内微孔聚合，穿晶断裂（3）纯剪切断裂：沿滑移面分离剪切断裂（单晶体）通过缩颈导致最终断裂（多晶体、高纯金属）12，解理断裂的围观端口特征①解理断裂：河流花样、舌状花样②准解理：都是穿晶断裂，有小解理刻面，有台阶或撕裂棱及河流花样；准解理小刻面不是晶体学解理面，真正解理裂纹常源于晶界，而准解理裂纹则常袁雨晶内硬质点，形成从晶内某点法院的放射状河流花样。
准解理不是一种独立的断裂机理，而是借力断裂的变种。
13，围观聚集断裂的微观断口特征：韧窝14，弯曲①弯曲试验的特点金属杆状试样承受弯矩作用后，其内部应力主要为正应力。
但杆截面上的应力分布不均匀，表面最大，中心为零，且应力方向发生变化。
1）弯曲试验的试样形状简单，操作方便。
常用于测定铸铁、铸造合金、工具钢及硬质合金等脆性与低塑性材料的强度和显示塑性的差别。
2）弯曲试验时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。
常用来比较和鉴定渗碳层和表面淬火层等表面热处理机件的质量和性能。
15，缺口效应：①引起应力集中，并改变缺口前方的应力状态。
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16，硬度①硬度测试方法分类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，表示金属塑性变形能力及应变硬化能力。
3）划痕法：如莫氏硬度，表示金属对切断的抗力。
②布氏硬度特点：1）压痕面积较大，优点是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，且试验数据稳定，重复性强；缺点是压痕较大时不宜在成品上进行试验。