工程材料力学性能期末试卷
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性变形对弹性模量的影响较小，另外温度加载速度等对其影响也不大）
为什么选灰铸铁做机床机身？
因为灰铸铁循环韧性大，是很好的消振材料。
韧性断裂与脆性断裂的区别：
韧性断裂随是金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂
有一个缓慢的过程，裂纹扩展过程中，不断地消耗能量
断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45°角
断口纤维状，灰暗色
脆性断裂突然发生的断裂，之前基本不发生塑性变形
断裂面一般与正应力垂直
断口平齐而光亮
呈放射状活结晶状危害性更大，无明显征兆
如何找断裂源：矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行，其尖端指向裂纹源
拉深断口三要素：拉深宏观断口呈杯锥形，由纤维区，剪切区，放射区三个区组成，
即三要素。（影响因素：试样形状，尺寸，金属材料的性能，实验温度，加载速率，
受力状态）
低温脆性的物理本质及其影响因素本质：宏观上，材料的屈服强度会随温度的降低急
剧增加，断裂强度随温度的降低而变化不大。当温度降低到某一温度时，屈服强度增
大到高于断裂强度时，这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大。因此，在受力时
还未发生屈服便断裂了，显示材料脆性
影响低温脆性的因素：
晶体结构：立方以及密排六方金属转变温度高脆性断裂明显
化学成分：杂质导致变差
显微组织：细化晶粒提高塑性，金相组织：不同的组织，吸收冲击力不同
温度，加载速度：影响塑性试样的形状和尺寸
金属疲劳断裂的特点：
疲劳是低应力循环延时断裂，
疲劳是脆性断裂
疲劳对缺陷十分敏感
疲劳微观断口的主要特征及其形成模型:
断口特征具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样，称为疲劳条带
滑移系多的面心立方金属，其疲劳条带明显，
滑移系少或组织复杂的金属，其疲劳条带短窄而紊乱
模型： Laird疲劳裂纹扩展模型
现象：金属材料在恒定应变范围内循环作用下，随着循环周次的增加，应力增加的就是循环硬化，应力下降的就是循环软化
产生条件：位错的循环运动
如果其能产生位错运动的阻力就出现循环硬化
如果其破坏位错运动原来存在的阻力就循环软化
σb/σs>1.4 循环硬化
σb/σs<1.4 循环软化
金属产生应力腐蚀的条件及机理
条件：应力，化学介质和金属材料三者是条件
应力：机件承受的应力包括工作应力和残余应力
化学介质：只有在特定的化学介质中，某种金属材料才能产生应力腐蚀
金属材料：所有合金对应力腐蚀都有不同程度的敏感性
机理：应力腐蚀断裂最基本的机理是滑移——溶解理论和氢脆理论
何为氢致延滞断裂？为什么高强度钢的氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现
1.由于氢的作用而产生的延滞断裂现象为———
2.因为———机理主要是氢固溶于金属晶格中，产生晶格膨胀畸变，与刃位错交互
作用，氢易迁移到位错拉应力处，形成氢气团
应变速率较低而温度较高时，氢气团能跟得上位错运动，但滞后位错一定距离，因此气团对位错起“钉扎“作用，产生局部硬化。当位错运动受阻，产生位错塞积，氢气团易于在塞积处聚集，产生应力集中，导致微裂
应变速率过高以及温度低的情况下，氢气团不能跟上位错运动便不能产生钉扎作用，也不可能在位错塞积处聚集，产生应力集中，导致微裂
氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现
区别高强度钢的应力腐蚀与氢致延滞断裂的方法
一般采用极化实验方法
利用外加电流对静载下产生裂纹时间或裂纹扩展速率的影响来判断，当外加小的阳极电流而缩短产生微裂时间的是应力腐蚀
当外加小的阴极电流而缩短产生微裂时间的是氢致延滞断裂
断裂源：前者在表面另一个多在表面下
断口宏观特征：应力腐色暗，另一个光亮
断口微观特征：应力腐蚀断口一般有较多腐蚀产物另一个境界上有大量撕裂棱
应力腐蚀会导致二次裂纹
性变形对弹性模量的影响较小，另外温度加载速度等对其影响也不大）
为什么选灰铸铁做机床机身？
因为灰铸铁循环韧性大，是很好的消振材料。
韧性断裂与脆性断裂的区别：
韧性断裂随是金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂
有一个缓慢的过程，裂纹扩展过程中，不断地消耗能量
断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45°角
断口纤维状，灰暗色
脆性断裂突然发生的断裂，之前基本不发生塑性变形
断裂面一般与正应力垂直
断口平齐而光亮
呈放射状活结晶状危害性更大，无明显征兆
如何找断裂源：矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行，其尖端指向裂纹源
拉深断口三要素：拉深宏观断口呈杯锥形，由纤维区，剪切区，放射区三个区组成，
即三要素。（影响因素：试样形状，尺寸，金属材料的性能，实验温度，加载速率，
受力状态）
低温脆性的物理本质及其影响因素本质：宏观上，材料的屈服强度会随温度的降低急
剧增加，断裂强度随温度的降低而变化不大。当温度降低到某一温度时，屈服强度增
大到高于断裂强度时，这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大。因此，在受力时
还未发生屈服便断裂了，显示材料脆性
影响低温脆性的因素：
晶体结构：立方以及密排六方金属转变温度高脆性断裂明显
化学成分：杂质导致变差
显微组织：细化晶粒提高塑性，金相组织：不同的组织，吸收冲击力不同
温度，加载速度：影响塑性试样的形状和尺寸
金属疲劳断裂的特点：
疲劳是低应力循环延时断裂，
疲劳是脆性断裂
疲劳对缺陷十分敏感
疲劳微观断口的主要特征及其形成模型:
断口特征具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样，称为疲劳条带
滑移系多的面心立方金属，其疲劳条带明显，
滑移系少或组织复杂的金属，其疲劳条带短窄而紊乱
模型： Laird疲劳裂纹扩展模型