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材料力学性能课后习题第一章1.解释下列名词 滞弹性：金属材料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，也就是应变落后于应力的现象。弹性比功：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。 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称为循环韧性。 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。 塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。解理断裂：解理断裂是在正应力达到一定的数值后沿一定的晶体学平面产生的晶体学断裂。2.解释下列力学性能指标的意义（1）E( 弹性模量）；（2）p（规定非比例伸长应力）、e（弹性极限）、s（屈服强度）、0.2（规定残余伸长率为0.2%的应力）；（3）b（抗拉强度）；（4）n（加工硬化指数）;（5）（断后伸长率）、（断面收缩率）3.金属的弹性模量取决于什么？为什么说他是一个对结构不敏感的力学性能？取决于金属原子本性和晶格类型。因为合金化、热处理、冷塑性变形对弹性模量的影响较小。4.常用的标准试样有5倍和10倍，其延伸率分别用5和10表示，说明为什么510。答：对于韧性金属材料，它的塑性变形量大于均匀塑性变形量，所以对于它的式样的比例，尺寸越短，它的断后伸长率越大。5.某汽车弹簧，在未装满时已变形到最大位置，卸载后可完全恢复到原来状态；另一汽车弹簧，使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。 答：（1）未装满载时已变形到最大位置：弹簧弹性极限不够导致弹性比功小；（2）使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，这是构件材料的弹性比功不足引起的故障，可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限（或屈服极限），或者更换屈服强度更高的材料。 6.今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，应选择哪种材料作为机床机身？为什么？答：应选择灰铸铁。因为灰铸铁循环韧性大，也是很好的消振材料，所以常用它做机床和动力机器的底座、支架，以达到机器稳定运转的目的。刚性好不容易变形加工工艺朱造型好易成型抗压性好耐磨损好成本低7.什么是包申格效应？如何解释？它有什么实际意义？ 答：（1）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。（2）理论解释：首先，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，背应力反作用于位错源，当背应力足够大时，可使位错源停止开动。预变形时位错运动的方向和背应力方向相反，而当反向加载时位错运动方向和背应力方向一致，背应力帮助位错运动，塑性变形容易了，于是，经过预变形再反向加载，其屈服强度就降低了。（3）实际意义：在工程应用上，首先，材料加工成型工艺需要考虑包申格效应。例如，大型精油输气管道管线的UOE制造工艺：U阶段是将原始板材冲压弯曲成U形，O阶段是将U形板材径向压缩成O形，再进行周边焊接，最后将管子内径进行扩展，达到给定大小，即E阶段。按UOE工艺制造的管子，希望材料具有非常小的或者几乎没有包申格效应，以免管子成型后强度的损失。其次，包申格效应大的材料，内应力大。例如，铁素体+马氏体的双相钢对氢脆就比较敏感，而普通低碳钢或低合金高强度钢对氢脆不敏感，这是因为双相钢中铁素体周围有高密度位错和内应力，氢原子与长程内应力交互作用导致氢脆。包申格效应和材料的疲劳强度也有密切关系。8.产生颈缩的应力条件是什么？要抑制颈缩的发生有哪些方法？ 答：当加工硬化速率等于该处的真应力时就开始颈缩。措施：提高加工硬化指数。10.试用位错理论解释：粗晶粒不仅屈服强度低，断裂塑性野地；而细晶粒不仅使材料的屈服强度提高，断裂塑性也提高。答：主要是因为晶粒细化之后，与粗晶粒相比，晶粒取向更为均匀，从而避免了过早出现应力集中引起的开裂，提高了韧性。11.韧性断口由几部分组成？其形成过程如何？ 答：由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。微孔在变形带内形核、长大和聚合，当其与裂纹连接时，裂纹便向前扩展了一段距离，这样的过程重复进行就形成锯齿形的纤维区。纤维区中裂纹扩展答到临界尺寸后就快速扩展而形成放射区。试样拉伸的最后阶段形成杯状或锥状的剪切唇。 第二章1.解释下列名词（1）应力状态软性系数：材料最大切应力与最大正应力的比值。（2）布氏硬度：用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。（3）洛氏硬度：采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度。（4）维氏硬度：以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。（5）努氏硬度：采用两个对面角不等的四棱锥金刚石压头，由试验力除以压痕投影面积得到的硬度。（6）肖氏硬度：采动载荷试验法，根据重锤回跳高度表证的金属硬度。（7）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。（8）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2.说明下列性能指标的意义： （1）bc（材料的抗压强度）；（2）bb（材料的抗弯强度）；（3）s（材料的扭转屈服点）；（4）s（抗扭强度）；（5）p（扭转比例极限）；（6）bn（抗拉强度）；（7）HBS（压头为淬火钢球的材料的布氏硬度）；（8）HBW：压头为硬质合金球的材料的布氏硬度；（9）HRA（材料的洛氏硬度）；HRB（材料的洛氏硬度）；HRC（材料的洛氏硬度）；（10）HV（材料的维氏硬度）；（11）HK（材料的努氏硬度）；（12）HS（材料的肖氏硬度）；（13）K（理论应力集中系数）；（14）NSR（缺口敏感度）3.今有如下零件和材料等需测定硬度，试说明选用何种硬度试验方法为宜：（1）渗碳层的硬度分布-HK或-显微HV（2）淬火钢-HRC（3）灰铸铁-HB（4）鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-显微HV或者HK（5）仪表小黄铜齿轮-HV（6）龙门刨床导轨-HS（肖氏硬度）或HL(里氏硬度)（7）渗氮层-HV（8）高速钢刀具-HRC（9）退火态低碳钢-HB（10）硬质合金-HRA4.说明几何强化现象的成因，并说明其本质与形变强化有何不同5. 缺口静拉伸试验主要用于比较淬火低中温回火的各种高强度钢，各种高强度钢在屈服强度小于1200MPa时，其缺口强度均随着材料屈服强度的提高而升高；但在屈服强度超过1200MPa以上时，则表现出不同的特性，有的开始降低，有的还呈上升趋势。缺口偏斜拉伸试验就是在更苛刻的应力状态和试验条件下，来检验与对比不同材料或不同工艺所表现出的性能差异。 缺口试样的静弯试验则用来评定或比较结构钢的缺口敏感度和裂纹敏感度。6.试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。拉伸： 特点：温度、应力状态和加载速率确定，采用圆柱试样，试验简单，应力状态软性系数较硬。 应用范围：塑性变形抗力和切断强度较低的塑性材料。 压缩：特点：应力状态软，一般都能产生塑性变形，试样常沿与轴线呈45方向产生断裂，具有切断特征。 用范围：脆性材料，以观察脆性材料在韧性状态下所表现的力学行为。 弯曲： 特点：弯曲试样形状简单， 操作方便；不存在拉伸试验时试样轴线与力偏斜问题，没有附加应 力影响试验结果，可 用试样弯曲挠度显示材料的塑性；弯曲试样表面应力最大，可灵敏地反映材料表面 缺陷。 应用范围：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。也常用于比较和鉴别渗碳和表面淬火等化学热处理机件的质量和性能。 扭转：特点：应力状态软性系数为0.8，比拉伸时大，易于显示金属的塑性行为；试样在整个长度上的 塑性变形时均匀，没有紧缩现象，能实现大塑性变形量下的试验；较能敏感地反映出金属表面缺陷和及表面硬化层的性能；试样所承受的最大正应力与最大切应力大体相等。 应用范围：用来研究金属在热加工条件下的流变性能和断裂性能，评定材料的热压力加工型，并未确定生产条件下的热加工工艺参数提供依据；研究或检验热处理工件的表面质量和各种表面强化工艺的效果。第三章1.缺口会引起哪些力学响应？答：材料截面上缺口的存在，使得在缺口的根部产生应力集中、双向或三向应力、应力集中和应变集中，并试样的屈服强度升高，塑性降低。 2.比较平面应力和平面应变的概念。答：平面应力：只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，例如薄板拉压问题。平面应变：只在平面内有应变，与该面垂直方向的应变可忽略，例如水坝侧向水压问题。具体说来：平面应力是指所有的应力都在一个平面内，如果平面是OXY平面，那么只有正应力x，y，剪应力xy(它们都在一个平面内)，没有z，yz，zx。平面应变是指所有的应变都在一个平面内，同样如果平面是OXY平面，则只有正应变x，y和剪应变xy，而没有z，yz，zx。 3.如何评定材料的缺口敏感性：答：材料的缺口敏感性，可通过缺口静拉伸、偏斜拉伸、静弯曲、冲击等方法加以评定。5、由静拉伸试验、冲击试验到落锤试验的发展过程，如何理解试验条件在评定材料方面的局限性？7.何谓低温脆性？哪些材料易表现出低温脆性？工程上，有哪些方法评定材料低温脆性？答：在低温下，材料由韧性状态转变为脆性状态的现象称为低温脆性。只有以体心立方金属为基的冷脆金属才具有明显的低温脆性，如中低强度钢和锌等。而面心立方金属，如铝等，没有明显的低温脆性。工程上常采用低温脆性通常用脆性转变温度，能量准则，断口形貌准则，断口变形特征准则评定。8.说明为什么焊接船只比铆接船只易发生脆性破坏？答：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。9说明几何强化现象的成因，并说明其本质与形变强化有何不同？10.细化晶粒尺寸可以降低脆性转变温度或者说改善材料低温韧性，为什么？答：晶界是裂纹扩展的阻力；晶界增多有利于降低应力集中，降低晶界上杂质度，避免产生沿晶界脆性断裂。所以可以提高材料的韧性。 第四章1.解释下列名词：（1）低应力脆断：高强度、超高强度钢的机件，中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂；（2）I型裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹。（3）应力强度因子KI：在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于位置外，有关，对于某一确定的点，其应力分量由确定，尚与强度因子越大，则应力场各点应力分量也越大，这样就可以表示应力场的强弱程度，称为应力场强度因子。“I”表示I型裂纹。（4）裂纹扩展K判据：裂纹在受力时只要满足，就会发生脆性断裂.反之，即使存在裂纹，若也不会断裂。（5）裂纹扩展G判据：G_IG_IC，当满足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。（6）J积分：裂纹尖端区的应变能，即应力应变集中程度。（7）裂纹扩展J判据：只要满足上述条件，裂纹（或构件）就会断裂。（8）COD：裂纹张开位移。（9）COD判据：当满足上述条件时，裂纹开始扩展。2.说明下列断裂韧性指标的意义及其相互关系：(1)KIc Kc：临界或失稳状态的KI记作KIc或Kc。KIc是平面应变下的断裂韧性，表示在平面应变条件下材料裂纹失稳扩展的能力。Kc是平面应力状态下的断裂韧性，表示在平面应力条件下材料抵抗裂纹失稳的能力。它们都是I型裂纹的材料裂纹韧性指标，但Kc与板材或试样厚度有关，当试样厚度增加到平面应变状态时，断裂韧性就趋于一稳定的最低值，即为KIc，这时就与板材厚度无关了。KIc才真正是一材料常数，与试样厚度无关。(2)GIc：当GI增加到某一临界值时，GI能克服裂纹失稳扩展的阻力，则裂纹失稳扩展断裂。将GI的临界值记作GIc，称断裂韧度，表示材料阻止裂纹失稳扩展时单位面积所消耗的能量，其单位与GI相同，MPam（3）Jic：是材料的断裂韧性，表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力，其单位与GIc相同。（4）c：是材料的断裂韧度，表示材料阻止裂纹开始扩展的能力.判据和判据一样都是裂纹开始扩展的断裂判据，而不是裂纹失稳扩展的断裂判据。3、试分析能量断裂判据与应力断裂判据之间的关系。G判据是从系统能量变化的角度阐述的，K判据是从裂纹尖端应力场来表示的，这两者完全是等效的，且有可互相换算的关系。多数情况下课从手册中直接查出K的表达式，而G得计算则资料甚少，KIc和GIc虽然都是材料固有的性能，但从实验测定来说，KIc更容易些，而G判据的物理意义更加明确，便于接受，所以二者是统一的，各有利弊。4、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。5、试述应力场强度因子的意义及典型裂纹KI的表达式.KI的大小直接影响应力场的大小，KI越大，则应力场各应力分量也越大。这样KI就可以表示应力场的强弱程度，下角标I表示I型裂纹。6、试述K判据的意义及用途。答：K判据解决了经典的强度理论不能解决存在宏观裂纹为什么会产生低应力脆断的原因。K判据将材料断裂韧度同机件的工作应力及裂纹尺寸的关系定量地联系起来，可直接用于设计计算，估算裂纹体的最大承载能力、允许的裂纹最大尺寸，以及用于正确选择机件材料、优化工艺等。8、试述裂纹尖端塑性区产生的原因及其影响因素。答：机件上由于存在裂纹，在裂纹尖端处产生应力集中，当y趋于材料的屈服应力时，在裂纹尖端处便开始屈服产生塑性变形，从而形成塑性区。影响塑性区大小的因素有：裂纹在厚板中所处的位置，板中心处于平面应变状态，塑性区较小；板表面处于平面应力状态，塑性区较大。但是无论平面应力或平面应变，塑性区宽度总是与（KIC/s)2成正比。 9、试述塑性区对KI的影响及KI的修正方法和结果。 答：影响：由于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：采用“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：平面应力KI=Ya1-0-16Y2(S)2 平面应变KI=Ya1-0.56Y2(S)210.简述J积分的意义及其表达式11.简述COD的意义及其表达式。表示裂纹张开位移。表达式=8saElnsec（2s）12.试述KIC 的测试原理及其对试样的基本要求。原理：先用一定的试样测试出FQ和裂纹长度a值得到一个KQ，如果KQ符合条件就说明测试使用的试样符合条件，如果不符合就换成较大试样重新测试。试样要求：B2.5KICy2；a2.5KICy2；(W-a)2.5KICy213、试述与强度、塑性之间的关系： 答：总的来说，断裂韧度随强度的升高而降低。 15、影响的冶金因素：答：内因：1、学成分的影响；2、集体相结构和晶粒大小的影响；3、杂质及第二相的影响；4、显微组织的影响。外因：1、温度；2、应变速率。19、某一薄板物体内部存在一条长3mm的裂纹，且a0=310-8mm，试求脆性断裂时断裂应力c（设m=0.1MPa，E=210-5MPa，c=504MPa）。由公式m/c=(a/a0)1/2，a为c对应的裂纹半长度，即a=1.5mm，c=28.2845MPa 21、有一大型板件，材料的0.2=1200MPa，KIc=115MPa*m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向拉应力900MPa下工作，试计算KI及塑性区宽度R0，并判断该件是否安全？解：由题意知穿透裂纹受到的应力为=900MPa 根据 /0.2 的值，确定裂纹断裂韧度 KIC 是否休要修正 因为 /0.2=900/1200=0.750.7，所以裂纹断裂韧度 KIC需要修正 对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的 KI 为： （MPa*m1/2） 塑性区宽度为：=0.004417937(m)= 2.21(mm) 比较 K1 与 KIc： 因为 K1=168.13（MPa*m1/2） KIc=115（MPa*m1/2） 所以：K1KIc ，裂纹会失稳扩展 , 所以该件不安全。22、有一轴件平行轴向工作应力150MPa，使用中发现横向疲劳脆性正断，断口分析表明有25mm深度的表面半椭圆疲劳区，根据裂纹a/c可以确定=1，测试材料的0.2=720MPa，试估算材料的断裂韧度KIC为多少？解：因为/0.2=150/720=0.2081.4，表现为循环硬化； b/s1.2，表现为循环软化；1.2b/s1.4，材料比较稳定，无明显循环硬化和软化现象。也可用应变硬化指数n来判断循环应变对材料的影响，n1硬化。退火状态的塑性材料往往表现为循环硬化，加工硬化的材料表现为循环软化。循环硬化和软化与位错的运动有关：退火软金属中，位错产生交互作用，运动阻力增大而硬化。冷加工后的金属中，有位错缠结，在循环应力下破坏，阻力变小而软化。14、试述提高低应变速率低周冲击疲劳强度的方法较低冲击能量时提高材料的塑性。较高冲击能量时提高材料的强度。16、什么是疲劳裂纹门槛值，那些因素影响其值的大小?有什么实用价值？带裂纹的构件在交变载荷作用下不会发生疲劳扩展的应力强度因子交变值为疲劳裂纹门槛值。材料尺寸与显微组织及环境有关。使用价值：防止工件的疲劳断裂21、第六章 材料在环境条件下的力学性能 解释下列名词： （1）应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。 （2）氢脆（氢脆断裂）：由于氢和应力共同作用而导致的金属材料产生脆性断裂的现象。（3）腐蚀疲劳：机件在疲劳和腐蚀联合作用下而破坏的失效形式（4）氢蚀：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致金属脆化。（5）白点：当钢中含有过量的氢时，随着温度降低氢在钢中的溶解度减小。如果过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处而形成氢分子。此时，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹，微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，为银白色。（6）氢化物致脆：对于B或B族金属，由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化，这种现象称氢化物致脆。（7）氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂 2、说明下列力学性能指标的2、意义：（1）scc：材料不发生应力腐蚀的临界应力。 （2）KIscc：应力腐蚀临界应力场强度因子。 （3）KIHEC：氢脆临界应力强度因子（氢脆门槛值）（4）da/dt：盈利腐蚀列纹扩展速率。 3、如何判断某一零件的破坏是否由应力腐蚀引起？应力腐蚀破坏为什么通常是一种脆性破坏？应力腐蚀断口呈黑色或灰黑色，具有脆性特征，断裂前没有明显的塑性变形。应力腐蚀显微裂纹常有分叉现象，呈枯树枝状。断口的微观形貌一般为沿晶断裂型，也可能为穿晶解理断裂型，有时还出现混合断裂型。应力腐蚀的裂纹常起源于表面蚀坑处4、试述氢脆与应力腐蚀区别：答：氢脆和应力腐蚀相比，其特点表现在： （1）实验室中识别氢脆与应力腐蚀的一种办法是，当施加一小的阳极电流，如使开裂加速，则为应力腐蚀；而当施加一小的阴极电流，使开裂加速者则为氢脆。（2）在强度较低的材料中，或者虽为高强度材料但受力不大，存在的残余拉应力也较小这时其断裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此处三向拉应力最大，氢浓集在这里造成断裂。 （3）氢脆断裂的主裂纹没有分枝的情况这和应力腐蚀的裂纹是截然不同的。（4）氦脆断口上一般没有腐蚀产物或者其量极微。（5）大多数的氢脆断裂(氢化物的氢脆除外)，都表现出对温度和形变速率有强烈的依赖关系。氢脆只在一定的温度范围内出现，出现氢脆的温度区间决定于合金的化学成分和形变速率。 5、为什么高强度材料，包括合金钢、铝合金、钛合金，容易产生应力腐蚀和氢脆？氢脆和应力腐蚀都是在应力的作用下，渗入工件中的氢原子，在应力梯度作用下，向应力集中的位置偏聚集，形成微裂纹，微裂纹继续扩展，材料就会发生脆性断裂。高强度的材料在工作中，需要承受较大的应力8、何谓氢致延滞断裂？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？高强度钢种固溶一定量的氢，在对于屈服强度的应力持续作用下，经过一段时间的孕育，金属内部形成裂纹，发生断裂的现象叫做氢致延滞性断裂。 氢固溶在金属晶格中，产生晶格膨胀畸变，与刃位错交互作用，氢易迁移到位错应力处，形成氢气团。当应变速率较低而温度较高时，氢气团能够跟上位错运动，但滞后位错一定距离，对位错起钉扎作用，产生局部硬化。当位错塞积聚集，产生应力作用，导致微裂纹。当应变速率过高及温度较低的情况下，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聚集，产生微裂纹。9、腐蚀疲劳和应力腐蚀相比，有哪些特点应力腐蚀是指金属在承受各种拉载荷时因具体腐蚀介质影响而出现裂纹的现象，在这个过程中，材料无明显腐蚀产物，脆性断裂。腐蚀疲劳是指金属由于机械交变载荷与腐蚀交互作用所造成的低变形、大多跨晶粒断裂的现象。11、相对于常规疲劳，腐蚀疲劳有何特点？（1）腐蚀环境不是特定的。只要环境介质对金属有腐蚀作用，再加上交变应力的作用都可产生腐蚀疲劳。其更具有普遍性。（2）腐蚀疲劳曲线无水平线段，即不存在无限寿命的疲劳极限。（3）腐蚀疲劳极限与静强度之间不存在比例关系。（4）腐蚀疲劳断口上可见到多个裂纹源，并具有独特的多齿状特征12、有一M24栓焊桥梁用高强度螺栓，采用40B钢调质制成，抗拉强度为1200MPa，承受拉应力650MPa。在使用中，由于潮湿空气及雨淋的影响发生断裂事故。观察断口发现，裂纹从螺纹根部开始，有明显的沿断裂特征，随后是快速脆断部分。断口上较多的腐蚀产物，且有较多的二次裂纹。试分析该螺栓产生断裂的原因，并考虑防止这种断裂的措施。第七章 材料在高温条件下的力学性能 1解释下列名词：等温强度：晶粒强度与晶界强度相等的温度。约比温度：试验温度与金属熔点的比值 蠕变：在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。 蠕变极限：在高温下受到载荷长时间作用时，对塑性变形的抗力指标。持久塑性：材料在一定温度及恒定试验力作用下的塑性变形。用试样断裂后的延伸率和断面收缩率表示。蠕变脆性：由于蠕变而导致材料塑性降低以及在蠕变过程中发生的低应力蠕变断裂的现象。应力松弛：材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弾性应力逐渐降低的现象。应力松弛稳定性：材料抵抗应力松弛的能力。过渡蠕变：稳态蠕变：晶界滑动蠕变：扩散蠕变：2、T 蠕变极限，在给定的温度下，使试样在蠕变第二阶段产生规定稳态蠕变速率的最大应力 tT 在给定温度下和在规定的试验时间内，使试样产生一定蠕变伸长率的应力值 tT：持久强度，是材料在一定的温度下和规定的时间内，不发生畸变断裂的最大应力3、和常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点？造成这种差别的原因何在？ （1）材料在高温将发生蠕变现象。（2）高温应力松弛现象。（3）产生疲劳损伤，使高温疲劳强度下降。（4）强度下降。4、试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属塑性变形的机理有何不同？常温下金属塑性变形主要是通过位错滑移和孪晶进行的，以位错滑移为主要机制。当滑移面上的位错运动受阻产生塞积时，必须在更大的切应力作用下才能使位错重新运动和增值，宏观变现为加工硬化现象，或对于螺型位错，采用