材料的力学性能5
材料力学性能与韧性的关系研究
材料力学性能与韧性的关系研究材料力学性能是指材料在外界力作用下所表现出的各种力学性质和特性，包括强度、硬度、韧性等。
而韧性是材料抵抗断裂或拉伸的能力，是材料在破坏前所能吸收的能量。
本文将探讨材料力学性能与韧性之间的关系，并通过相关实验和理论分析，深入剖析材料力学性能与韧性之间的相互作用。
一、强度与韧性的关系在材料力学性能中，强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
强度的高低反映了材料的稳定和耐力，在工程应用中起着至关重要的作用。
然而，强度并不能完全代表材料的韧性，因为在材料受力的过程中，强度只是材料能够承受的最大应力，但并不能反映材料的变形和承受能力。
相比之下，韧性则更能全面地描述材料的性能。
韧性是指材料在受到外力作用时所能产生的变形和吸收的能量。
具有较高韧性的材料在承受冲击或剪切力时，能更好地变形吸能，从而有更好的抗冲击和耐久性能。
二、硬度与韧性的关系硬度是另一个重要的材料力学性能指标，它反映了材料抵抗外界压力的能力。
通常情况下，硬度与韧性呈现一种相对关系。
也就是说，硬度较高的材料通常韧性较低，而硬度较低的材料则韧性较高。
这是因为硬度高的材料具有较好的抗压性能，能够承受更大的压力而不变形。
而较低的韧性则使其在受到冲击或拉伸时不易发生塑性变形，容易破裂。
相反，硬度较低的材料具有较好的韧性，能够更好地变形吸能，从而降低了断裂的风险。
三、材料性质对韧性的影响除了强度和硬度等材料性能，材料的结构和组织也会对韧性产生影响。
晶粒大小、晶界、缺陷和杂质等微观结构因素都会对材料的韧性产生显著的影响。
1. 晶粒大小材料的晶粒大小直接影响了材料的变形能力和韧性。
当晶粒尺寸较小时，晶粒间的位错和变形会受到相邻晶粒的限制，从而导致材料变形困难，韧性降低。
相反，当晶粒尺寸较大时，晶粒间的变形能够更容易传递，材料具有较好的韧性。
2. 晶界晶界的存在也会对材料的韧性产生重要影响。
晶界是晶粒之间的边界，因为其结构差异，会导致晶界处的应力集中和断裂易发。
第三章 应力
2F2 cos 60 2F3 3F4 sin 30 0.5
（2）、求合成结果：合成为一个
Lo
合力R，R的大小、方向与R’相同。
其作用线与O点的垂直距离为：
Lo d 0.51m R
3.1
第5章 材料的拉伸和压缩力学性能
力系向一点简化
M2
第5章 材料的拉伸和压缩力学性能 例3-6 已知： P2 700kN, P 200kN, 1
尺寸如图；
求： 起重机满载和空载时不翻倒，平衡载重P3；
解： 取起重机，画受力图. 满载时， FA 0, 为不安全状况
பைடு நூலகம்
M
B
0
P3min 8 2P2 10P 0 1
P3min=75kN
z
F1 F2
z
M1
MO
z
FR
x
O F3
y x
O
F3
F2
y
O
y
M3
x
等效 O ——简化中心 FR ——主矢 （原力系矢量和） 过简化中心与简化中心选取无关 M O ——主矩 （原力系对简化中心力矩的矢量和）
与简化中心选取有关
3.1
=
第5章 材料的拉伸和压缩力学性能
分两种情况讨论
(4)主矢 FR 0 ，主矩
MO 0
平衡
3.1
第5章 材料的拉伸和压缩力学性能
力系向一点简化
① FR //M O 力螺旋最简单力系，不能进一步合成
MO FR
FR
MO
O
①拧螺丝 ②炮弹出膛时炮弹螺线
O
金属工艺学各章习题及思考题
第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。
d5 金属材质参数
d5 金属材质参数D5金属材质参数D5金属材质是一种高性能合金材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
下面将从材料组成、物理性能、力学性能以及耐腐蚀性能四个方面来介绍D5金属材质的参数。
一、材料组成D5金属材质主要由铝（Al）、镁（Mg）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）等元素组成。
其中，铝是主要的基础元素，占比较大。
镁的添加可以提高材料的强度和硬度，同时还能提高耐蚀性。
锰的添加可以增加材料的强度和硬度，提高耐腐蚀性。
铜的添加可以提高材料的强度和耐热性。
锌的添加可以提高材料的强度和硬度，增加耐蚀性。
二、物理性能D5金属材质的密度为2.78g/cm³，属于轻质金属材料。
它的熔点约为655℃，具有良好的热稳定性。
D5金属材质的热导率较高，能够迅速传导热量。
它的导电性也很好，可以用于导电部件的制造。
三、力学性能D5金属材质具有优异的力学性能，其抗拉强度可达到300MPa，屈服强度为250MPa。
它的延伸率在10%以上，具有较好的塑性。
D5金属材质的硬度可通过热处理和冷加工来调节，可以满足不同应用的需求。
四、耐腐蚀性能D5金属材质具有良好的耐腐蚀性能。
在常温下，它对大部分酸、碱和盐溶液都具有较好的耐腐蚀性。
特别是在海水环境中，D5金属材质表现出出色的耐腐蚀性能，可以有效抵抗海水的侵蚀，减少材料的腐蚀损失。
总结：D5金属材质是一种具有优异性能的合金材料，它的材料组成合理，物理性能稳定，力学性能优异，耐腐蚀性能出色。
这些参数使得D5金属材质在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。
同时，D5金属材质的参数还可以通过调整合金元素的比例和进行热处理等方法进行优化和改进，以满足不同应用领域的需求。
材料力学性能期试卷和答案
中原工学院2009〜2010 学年第1 学期材科专业材料的力学性能课程期末试卷题号-一- -二二三四五六七八九十总分一、填空(每空1分，共10分)1、屈服强度是金属材料重要的力学性能指标，它受各种内外因素的影响，内在因素包括金属本性及晶格类型，_______________________ ，__________________ ，2、根据摩擦面损伤和破坏的形式，磨损大致可分4类：粘着磨损、___________________________ 及接触疲劳。
3、断裂韧度受各种内外因素的影响，外在因素主要包括 ______________________4、硬度实验方法包括布氏硬度、_____________ 、_____________ 、 _____________等方法。
二、判断题：(在正确的前面划“”，错误的前面划“X” ；每题1分，共10 分) ()1、过载持久值表征疲劳断裂时的应力循环周次，属于采用能量方法表示的力学性能指标，与应变比能、断裂韧度相同。
()2、冲击韧度、静力韧度、断裂韧度，都是衡量材料韧性大小的力学性能指标。
而且，它们采用相同的计量单位。
()3、只要存在金属材料、应力和腐蚀介质，一定会发生应力腐蚀断裂。
()4、疲劳裂纹萌生后便马上开始扩展，扩展分为介稳扩展和失稳扩展两个阶段，而且，介稳扩展的速率较快。
()5、氢脆断裂的微观断裂机理一般为沿晶断裂，断裂表面有泥状花样的腐蚀()6、各种断裂判据，都是裂纹失稳扩展的断裂判据，因此，都是非常安全的。
()7、缺口强化与形变强化不一样，不是强化材料的重要手段，但对于那些不能进行热处理强化的材料，可以作为强化的手段。
()&比例极限与蠕变极限相似，都属于长度类力学性能指标，都与拉伸紧密相关，是表示拉伸的力学性能指标。
()9、磨损曲线与蠕变曲线相似，都分为三个阶段，斜率表示速率，因此它们的纵横坐标是相同。
()10、同一金属材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是相同的。
材料物理导论课后答案(熊兆贤)第六章习题参考解答
材料物理导论课后答案（熊兆贤）第六章习题参考解答第六章材料的声学1、声振动作为一个宏观的物理现象，满足三个基本物理定律：牛顿第二定律、质量守恒定律和绝热压缩定律，由此分别可以推导出介质运动方程（p-V关系）、连续性方程(V-)和物态方程（p-关系），并由此导出声波方程――p,V和等对空间、时间坐标的微分方程。
2、若声波沿x方向传播，而在yz平面上各质点的振幅和相位均相同，则为平面波3、4、(略)5、主要措施：a)生产噪音小的车辆;b)铺设摩擦噪音小的路面（诸如：使用改性沥青材料、形成合适路面纹路）；c)在城市交通干道两旁设置吸音档墙（选用吸音材料、采用吸音结构）；d)最好把城市交通干道修建在地下（实例：法国巴黎和美国波士顿的部分交通干道）。
6、声信号在海洋中传播时，会发生延迟、失真和减弱，可用传播损失来表示声波由于扩展和衰减引起的损失之和。
其中，扩展损失时表示声信号从声源向外扩展时有规律地减弱的几何效应，它随着距离的对数而变化；而衰减损失包括吸收、散射和声能漏出声道的效应，它随距离的对数而变化。
柱面扩展引起的损失随距离一次方而增加，声波在海水中长距离传播时对应于柱面扩展。
海水中的声吸收比纯水中大得多，在海水中声吸收由三种效应引起：一是切变黏滞性效应，另一是体积黏滞性效应，以及在100kHz下，海水中MgSO4分子的离子驰豫引起的吸收。
7、水声材料主要用于制作各种声源发射器和水听器，曾用过水溶性单晶、磁致伸缩材料和压电陶瓷材料，随着水声换能器技术的发展，要求具有功率大、频率常数低、时间和温度稳定性好、强电场下性能好以及能承受动态张应力大的材料。
8、产生超声波的材料主要有两大类：a)压电晶体和陶瓷是产生超声波的一类重要的材料；b)磁致伸缩材料为另一类超声波发生材料。
9、次声的特点为：1）频率低于25Hz，人耳听不到2）次声在大气中因气体的黏滞性和导热性引起的声能吸收比一般声波小得多3）吸收系数与周期T和大气压力的关系：4）次声受水汽以及障碍物的散射影响更小，可忽略不计5）次声是一种平面波，沿着地球表面平行的方向传播，次声对人体有影响，会使人产生不舒服的感觉6）频率小于7Hz的次声与大脑的节律频率相同，因此对大脑的影响特别大，功率强大的次声还可能严重损坏人体的内部器官。
ta5钛合金材料参数
ta5钛合金材料参数TA5钛合金材料参数TA5钛合金是一种常用的钛合金材料，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。
以下是关于TA5钛合金的几个重要参数的介绍。
1. 化学成分：TA5钛合金的主要成分是钛(Ti)和铝(Al)，还含有少量的铁(Fe)、氧(O)、碳(C)、氮(N)等元素。
其中，铝是强化元素，可以提高合金的强度和硬度。
2. 密度：TA5钛合金的密度相对较低，大约为4.43g/cm³，是一种轻质材料。
相比于钢铁，TA5钛合金具有更轻的重量，适用于需要减轻重量的应用领域。
3. 强度：TA5钛合金具有良好的强度特性。
它的屈服强度约为880MPa，抗拉强度约为950MPa。
这种高强度使得TA5钛合金在航空航天、船舶制造、汽车制造等领域得到广泛应用。
4. 耐腐蚀性能：TA5钛合金具有优良的耐腐蚀性能，可以在许多恶劣的环境中使用。
它对氧化物、硝酸、氯化物等腐蚀介质具有较高的抵抗能力。
因此，TA5钛合金常用于海洋工程、化工设备等领域。
5. 热处理性：TA5钛合金可以通过热处理来改善其力学性能。
常用的热处理方式包括固溶处理和时效处理。
固溶处理可以提高合金的塑性和韧性，而时效处理可以提高合金的强度和硬度。
6. 加工性能：TA5钛合金具有良好的加工性能，可以通过锻造、拉伸、轧制等工艺进行成型。
然而，由于其低塑性和高反弹性，加工过程中需要控制好温度、应变速率等工艺参数，以避免产生裂纹和变形。
7. 焊接性能：TA5钛合金具有良好的焊接性能，可以通过氩弧焊、电子束焊、激光焊等方法进行焊接。
在焊接过程中，需要注意合金的氧化问题，并采取相应的防护措施，以保证焊接接头的质量。
8. 热膨胀系数：TA5钛合金的热膨胀系数较低，约为8.6×10^-6/℃。
这使得TA5钛合金在温度变化较大的环境中具有较好的稳定性，不易产生热应力和热裂纹。
总结：TA5钛合金是一种具有优良性能的钛合金材料。
它具有良好的强度、耐腐蚀性能和加工性能，适用于航空航天、船舶制造、化工设备等领域。
工程材料作业第五、六章
第五章金属材料的主要性能1 金属材料的力学性能指的是什么性能？常用的力学性能包括哪些方面的内容？答：金属的力学性能是指在力的作用下，材料所表现出来的一系列力学性能指标，反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力。
主要包括：强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳等。
2 衡量金属材料强度、塑性及韧性常用哪些性能指标？各用什么符号和单位表示？答：衡量金属材料的强度指标为：比例极限σp、弹性极限σe、弹性模量E、屈服强度σs、抗拉强度σb、屈强比σs/σb。
衡量金属材料的塑性指标为：延伸率δ、断面收缩率ψ。
衡量金属材料的韧性指标为：冲击韧性指标：冲击吸收功Ak；断裂韧性指标：断裂韧度。
3、硬度是否为金属材料独立的性能指标？它反映金属材料的什么性能？有5种材料其硬度分别为449HV、80HRB 、291HBS 、77HRA 、62 HRC，试比较五种材料硬度高低。
答：硬度不是金属材料的独立性能（它与金属抗拉强度成正比），是反映材料软硬程度的指标，表征材料表面抵抗外物压入时所引起局部塑性变形的能力。
80HRB<291HBS<449HV<77HRA <62HRC。
4、为什么说金属材料的力学性能是个可变化的性能指标？答：（1）温度的改变会影响金属的塑性，而塑性与韧性和强度、硬度有关，则改变温度会导致力学性能改变；（2）不同的承载情况会改变材料的力学性能，如很小的交变载荷也可使钢丝折断；不同的加工工艺也会改变材料的力学性能（为了使材料有不同的性能来满足我们的需要，就用了回火、淬火、正火等加工工艺）。
5、金属材料的焊接性能包括哪些内容？常用什么指标估算金属材料的焊接性能？答：金属的焊接性能：①接合性能：金属材料在一定焊接工艺条件下，形成焊接缺陷的敏感性。
②使用性能：某金属材料在一定的焊接工艺条件下其焊接接头对使用要求的适应性，也就是焊接接头承受载荷的能力。
金属的焊接性能指标：碳当量、冷裂纹敏感系数。
钢材的δ5表示
钢材的δ5表示什么
δ5表示钢筋标距长度5倍直径的伸长率。
英文：elongation(伸长率）
代号：δ（二零零二年国家标准用A表示）
单位：%
是指在拉力作用下，密封材料硬化体的伸长量占原来长度的百分率。
即：表示钢筋标距长度5倍或10倍直径的伸长率，如δ 5=××%
扩展资料：
如果某金属材料在高温下工作，而这个温度还不致于使材料发生蠕变现象，或者虽然该温度已可能发生蠕变现象，但由于工作时间很短，蠕变现象并没有起决定性的作用。
在以上两种情况下，高温下短时拉力所测得的性能就成为衡量材料力学性能的重要指标。
有时为了确定热加工的工艺，也需要测定材料在热加工温度下的短时拉伸性能力。
高温拉伸试样为了保证轴向加力和减小夹头尺寸便于安装引伸计。
圆柱形试样头部应采用螺纹联接；平板状试样头部应采用销钉联接。
高温引伸计通常有三个部分，即与试样凸肩相连的夹持部分、将试样变形传到炉外的引伸杆和在炉外进行变形测量的变换器。
材料力学性能_moni试题 (1)
材料力学性能1一、填空：（每空1分,总分25分）1. 高塑性材料延伸率的测量中，δ5和δ10中的大者为________。
2. 材料硬度的测定方法有、和。
3.弹性不完善性主要包括和。
4.工程应用中，常根据断裂前是否发生宏观的塑性变形，把断裂分成和两大类。
5.研究裂纹体的低应力脆断，主要采用的分析方法有_______和____ ____。
6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；塑性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；7.典型的疲劳断口具有三个形貌不同的区域，即、及。
8．蠕变断裂全过程大致由、和三个阶段组成。
9．应力腐蚀断裂的断裂力学测试方法主要有和。
10．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分11．在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、、。
二、选择：（每题1分，总分15分）（）1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点a）耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好（）2. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度a) 高b) 低c) 相等d) 不确定（）3.今欲用冲床从某薄钢板上冲剪出一定直径的孔，在确定需多大冲剪力时应采用材料的力学性能指标为a) 抗压性能 b) 弯曲性能c) 抗剪切性能 d) 疲劳性能（）4.工程中测定材料的硬度最常用a) 刻划法 b) 压入法 c) 回跳法 d) 不确定（）5. 细晶强化是非常好的强化方法，但不适用于a) 高温 b) 中温 c) 常温 d) 低温（）6.机床底座常用铸铁制造的主要原因是a) 价格低，内耗小，模量小b) 价格低，内耗小，模量高c) 价格低，内耗大，模量大d) 价格高，内耗大，模量高a) 韧性断裂 b) 脆性断裂c) 塑性变形 d) 最大正应力增大（）8. 下列哪副图是金属材料沿晶断裂的典型断口形貌a) b) c) d) （）9. 裂纹体变形的最危险形式是a)张开型 b) 滑开型 c) 撕开型 d) 混合型（）10. 韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性材料a) 增大缺口半径 b) 增大加载速度c) 升高温度 d) 减小晶粒尺寸（）11．腐蚀疲劳正确的简称为a) SCC b) CF c) AE d) HE（）12．高强度材料的切口敏感度比低强度材料的切口敏感度a) 高b) 低c) 相等d) 无法确定（）13．为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施a)引入表面拉应力 b) 引入表面压应力c) 引入内部压应力 d) 引入内部拉应力屈服强度a) 高 b) 低 c) 一样 d) 不一定（ ）15．下列摩擦实验的示意图中，销盘式磨损实验示意图为a) b) c) d)三、判断：（每题1 分，总分15分）（ ）1.材料的力学行为与材料的力学性能是同一概念。