材料性能学.doc

一 填空（1）根据材料被磁化后对磁场所产生的影响，可以把材料分为3类：使磁场减弱的物质称为 抗磁 材料；使磁场略有增强的为 顺磁 材料；使磁场强烈增加的为 抗磁 材料。（2）测量小电阻的方法有 双电桥法、电位差计 法等。（3）解理断口的基本微观特征是断口上有 解理平台 ，河流花样，舌状花样。（4）KI称为 应力场强度因子 ，表达式KI Ya ，KIc称为 断裂韧性 ，其表达式KIc Yc a c，KI取决于 应力大小及裂纹长短 ，KIc取决于 材料本性。（5）使材料变脆的三大因素是 温度下降，应变速率提高 ，应力状态软性系数减小。（6）缺口效应有三种，它们是 引起应力应变集中，改变缺口前方的应力状态，产生“缺口强化”现象。 (7)、提高材料强度的主要方法有：晶界与亚晶界（或细晶）强化、固溶强化、形变强化、沉淀强化（或弥散强化或第二相强化）、相变强化、 (8)、构件的疲劳断口在肉眼或低倍光学显微镜下断口形貌特征区为：疲劳源、疲劳裂纹扩展区 (9)、瞬断区；其中疲劳裂纹扩展区的典型形貌特征是 贝纹线或海滩花样。 (10)、评价超导材料的三个性能指标分别是 临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度。 (11)、材料发生一级相变时，除有体积突变外，还伴随相变潜热发生。在相变温度下，热焓 突变（跃变），热容 无限大（不连续变化）。 (12)、材料的抗磁性来源于 电子轨道运动在外磁场作用下所产生的抗磁拒 ，顺磁性来源于 原子（或离子）的固有磁矩 。 (13)、超导体具有的两个基本特性为 完全导电性 和完全抗磁性 (14)、缺口试样产生的三个效应是 应力应变集中 ，改变缺口前方应力状态 ， 缺口强化 (15)、拉伸断口特征三要素是_纤维区、放射区、剪切唇。 (16)、使金属材料变脆的三大因素（外因）是 缺口、低温（或降低温度）、增大变形速率 (17)、金属材料的屈服是位错_滑移_和_增值_的结果。 (18)、解理断口的基本微观特征是断口上有 解理台阶、河流花样、舌状花样 。微孔聚集型断口的微观特征是韧窝 。 (19)、当_/s_大于0.7时，必须考虑塑性区的影响，对KI进行修正，通常用_等效裂纹法进行修正。 (20)、磨损按其失效机理的不同可分为粘着磨损，磨粒磨损，腐蚀磨损，接触疲劳（或麻点疲劳 (21)、高周疲劳寿命决定于应力幅或应力场强度因子 ，低周疲劳寿命决定于塑性应变幅。 (22)、高温下，材料蠕变变形的主要机制是位错滑移、点缺陷（空位）扩散、晶界滑动 。 (23)、氢致延滞断裂产生的三个步骤：氢的进入 、氢在金属中的迁移，氢的局部聚集 。（24）接触疲劳失效有三种，它们是 麻点剥落，浅层剥落 ，深层剥落三、下列材料或工件应选用何种硬度试验方法 ？说明理由?灰铸铁-布氏 HBS仪表黄铜小齿轮-维氏 HV高速钢刀具-洛氏 硬质合金-维氏 HRA渗氮层硬度分布-显微硬度 HV渗碳齿轮-洛氏淬火钢-洛氏鉴别马氏体和残余奥氏体-显微硬度精轧轧辊表面-肖氏硬度成批生产的淬火回火高速钢刀具 HRC 硬质合金刀头：HRA 退火后的热锻模毛坯:HBS 过共晶白口铁中Fe3CI的硬度 HV0.1根据下列材料及测试要求选择合适的试验方法测45钢的b 单向静拉伸实验 测40Cr钢的切断强度：扭转实验测不同牌号铸铁的塑性差异：压缩或弯曲实验 测渗碳层的硬度分布 维氏硬度HV测Cr12钢的k 冲击实验 测不同牌号铸造铝合金的断裂强度及塑性差异: 压缩实验 四、判断题 ，判断下列各题说法的正确与错误性，正确的在（）内打，如不正确在（）内打X，并进行更正。（10分,每题1分）1弹簧作为典型的弹性元件，其重要作用是减震和储能作用，因此应具有较高的屈服强度。（ 错）“屈服强度”改为“弹性比功”。2弹性模量主要取决于健合力的大小，与晶体结构。组织类型、晶粒大小等基本无关。（正确 ）3 测量淬火、回火的高速钢刀具的硬度，宜采用布氏硬度。 （ 错）布氏硬度改为洛氏硬度HRC4测量氮化层的硬度宜采用维氏硬度。 （正确 ）5.测20Cr渗碳淬火钢的塑性，应采用一次冲击试验。 （错 ）一次冲击试验改为弯曲或扭转试验6. 比较不同牌号灰铸铁的塑性差异，应采用扭转试验。 （错 ）扭转试验改为压缩7解理断裂断裂是脆性断裂的一种机理，属于沿晶断裂方式。（ 错）沿晶”改为“穿晶”断裂8、半导体和绝缘体导电的差异在于绝缘体的导带和价带之间存在一个较宽的禁带，而半导体导带和价带之间不存在禁带。（错 ）不存在禁带”改为“存在较窄禁带9.冲压黄铜弹壳常在梅雨季节发生开裂“季裂”是由于应力腐蚀产生的。（ 正确）10.固体材料的热膨胀与原子的简谐振动有关，即温度升高，导致原子间距增大，产生热膨胀。（错 ）简谐”改为“非简谐弹性模量（刚度）：在弹性变形的盈利和应变间有一个具有重要意义的关系常数弹性模量滞弹性：是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。包伸格效应：金属材料经预先加载产生微量塑性变形，然后若同向加载，弹性极限升高，反向加载，弹性极限降低的现象。内耗（循环韧性）:材料在弹性范围内加载和卸载时，出现材料吸收的变形功大于卸载时材料释放的变形功，有一部分加载变形功被材料所吸收，这被吸收的功称为材料的内耗。韧性断裂：材料在断裂前及断裂过程中有明显的宏观塑性变形的断裂过程。脆性断裂：材料在断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形，没有明显的预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程微孔聚集型断裂：材料韧性断裂的普通方式断口在宏观上呈暗灰色、纤维状，微观特征花样则是断口上分布大量韧窝.韧窝：韧性断裂的微观特征，断口上出现漩涡状小坑，由微孔聚集断裂形成。解理断裂 ：在正应力作用下，由于原子结合键的破坏引起的材料沿晶体特定的晶面以极快的速度发生的脆性穿晶断裂。理论断裂强度:在外加正应力的作用下，将晶体中的两个原子面垂直于外力方向拉断所需的应力称为理论断裂强度。应力状态软性系数： 最大切应力与最大正应力的比值缺口敏感性；材料因存在缺口所造成的三向应力状态和应力应变集中而变脆的倾向。冲击韧度：带缺口的试件在冲击破坏时断裂面上所吸收的能量，是材料抵抗冲击载荷的能力断裂韧性：材料抵抗裂纹失稳扩展而断裂的能力韧脆转变温度体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，特别是工程常用的中低强度结构钢，在温度低于某一温度tk时，产生低温脆性，其转变温度tk即为韧脆转变温度蓝脆：钢和某些合金钢在一定温度范围内承受冲击载荷或静载荷作用下，（静载：温度范230-370，冲击载荷：525-550），强度升高，韧性显著降低表现出脆性的现象。过载持久值：材料在高于疲劳极限的应力下循环时，发生疲劳断裂的循环周次。表征材料的抗过载能力。疲劳裂纹扩展门槛值：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，即疲劳裂纹不扩展的K1的临界值，符号为Kth。粘着磨损：又称咬合磨损，是因为两种材料表面某些接触点局部压应力超过材料该处的屈服强度发生粘合并而拽开而产生的一种表面损伤损。磨粒磨损：是摩擦副的一表面存在坚硬的细微凸起或在接触面间存在硬质粒子时产生的磨损。接触疲劳：两接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时，交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳损伤，局部区域出现小片或小块状材料剥落，而使材料磨损的现象，故又称表面疲劳磨损或麻点磨损。是齿轮、滚动轴承等工件常见的磨损失效形式。应力腐蚀断裂：金属材料在拉应力和特定的环境介质的共同作用下所引起的低应力脆断。氢致延滞断裂（氢脆）：高强度钢或+钛合金中，含有适量的处于固溶状态的氢，在低于屈服强度的应力持续作用下，经过一段孕育期后，在金属内部，特别是在三向拉应力区形成裂纹，裂纹逐步扩展，最后突然发生脆性断裂。这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂。约比温度：试验温度与材料熔点的比值，即T/Tm,一般，当T/Tm0.5时为高温。等强温度：晶粒和晶界两者强度相等的温度。蠕变：材料在长时间的恒温（高温）、恒应力（或恒载荷）作用下缓慢发生塑性变形的现象。应力松弛：在总变形量不变的情况下，弹性变形转化成塑性变形，从而使工作应力下降的现象定压热容:当加热过程在恒压条件下进行时，所测定的比热容称为比定压容定容热容：加热过程是在保持物体容积不变的条件下进行时，所测定的热熔称为比定容热容示差热分析：在控制温度下，将被测试样和参比样在相同的条件下加热或冷却，测量试样与参比样之间的温差随温度或时间的变化关系的方法。抗磁性：来源于电子循轨运动时受外加磁场作用所产生的抗磁矩，材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场方向相反的称为抗磁性X0，铁磁性：是指物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限值的现象。 磁畴：在铁磁性物质中存在许多微小自发磁化区域称为磁畴磁滞：铁磁材料在退磁过程中存在着不可逆过程，磁感应强度落后于磁场强度的变化现象。矫顽力:Hc为去掉剩磁的临界外磁场称为矫顽力软磁材料:当磁化发生在Hc不大于1000A/m，这样的材料称为软磁体。硬磁材料:指材料被外磁场磁化后，去掉外磁场后仍保持较强剩磁的磁性材料自发磁化：材料在无外加磁场的情况下，原子未被抵消的自旋磁矩趋向于同向排列发生磁化的现象。磁晶各向异性：磁化强度沿不同晶轴方向的不同称为磁晶的各向异性磁致伸缩铁磁物质磁化时，沿磁化方向发生长度的伸长或缩短的现象称为磁致伸缩效应何为低温脆性？其物理本质是什么？低温脆性：体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，特别是工程常用的中低强度结构钢，在温度低于某一温度时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击功明显下降，断裂机理由微孔聚合型变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状的现象。物理本质：材料低温脆性的产生与其屈服强度s和断裂强度c随温度的变化有关。体心立方或密排六方结构的金属和合金的屈服强度s变化十分敏感，温度降低，屈服强度s急剧升高，而断裂强度c随温度的变化很小，两曲线相交于一点tk，温度高于tk，材料受载后先屈服再断裂，为韧性断裂；低于tk，断裂强度c小于屈服强度s，为脆性断裂。此外体心立方金属的低温脆性还与迟屈服有关。次载锻炼：材料特别是金属在低于疲劳强度的应力下先运行一定周次，可使材料疲劳强度提高的现象。白点：当钢中含过量的氢时，随温度降低氢在钢中的溶解度减小，如过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处形成氢分子，氢的体积会发生急剧膨胀，内压力很大足以使金属局部撕裂，形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色银白，故称白点。循环韧性：材料在弹性区内加载卸载时，当应变落后于应力时加载线与卸载线不重合而形成封闭回线-弹性滞后环。材料在交变载荷下滞后环的面积表示材料在交变载荷下吸收不可逆变行功的能力。解离面：材料在一定条件下，当外加正应力达到某一数值时，以极快的速度沿一定的晶体学平面产生的穿晶断裂，此晶体学平面为解离面。河流花样：解理断裂的重要微观形貌特征，是解离裂纹扩展时要跨越不同的相互平行但位于不同高度的解离面，当它们相遇时就形成了台阶，而台阶相互汇合就形成了更大的台阶-河流花样。等强温度：晶粒和晶界两者强度相等的温度。过载持久值：材料在高于疲劳极限的应力循环时，发生疲劳断裂的循环周次，表征材料的抗过载能力。FATT50：韧脆转变温度，用断口形貌表示的一种方法，结晶区面积占整个断口面积的50%，。-1：对称弯曲疲劳强度，表示材料在对称弯曲循环载荷下，经无限次应力循环不发生断裂的最大应力，MPa。tT：持久强度，表材料在一定的温度和规定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力，MPa。Ak：试样的冲击吸收功，表试样变形和断裂的所吸收的功，J。e：弹性极限，表示材料有弹性变形过度到弹塑性变形时的应力，MPa。KISCC：应力腐蚀临界应力场强度因子，表示应力腐蚀条件下的断裂韧性，MPa。s：屈服强度，表材料抵抗起始塑性变形的能力。Akv ：V型缺口试样的冲击韧性，试样缺口处单位截面上的冲击吸收功，为与强度和塑性有关的综合力学指标。0.2：屈服强度，表材料抵抗起始塑性变形产生微量塑变（0.2%残余应变）的能力。Kth 疲劳裂纹扩展门槛值，疲劳裂纹不扩展K的最大值。表阻止疲劳裂纹开始扩展的能力。c：弹性极限，表示材料有弹性变形过渡到弹塑性变形时的应力，单位MPa。bc;抗压强度，表示压缩实验是，材料抵抗断裂的能力，单位MPa.低应力脆断：材料在低于屈服强度的应力下产生的脆性断裂。比例试样：试样长度与直径成一定比例关系的试样。 驻留滑移带：交变载荷作用下，位错滑移时在滑移面上形成空洞，使试样表面的滑移线不能用抛光的方法去除。 疲劳断裂的特点有哪些？ 低应力脆断；低应力循环的延时断裂；损伤累积过程；对缺陷（缺口、组织、杂质）十分敏感；断裂寿命与应力水平有关，应力水平低，寿命较长。 中、低强度钢为何具有明显的低温脆性？ 因为中低强度钢多为体心立方结构合金，其屈服强度s随温度降低，屈服强度s急剧升高，而断裂强度c随温度的变化很小，两曲线相交于一点tk，当试验温度高于tk，材料受载后先屈服再断裂，为韧性断裂；低于tk，断裂强度c小于屈服强度s，表现为脆性断裂。 3、材料热膨胀的物理本质是有什么？ 热膨胀来源于原子的非简谐振动。由于原子之间作用力曲线的非对称性，作用势能曲线也是非对称的，随温度升高导致原子的平衡位置右移，原子间距增大，产生体积膨胀。4、写出产生失稳扩展脆断的断裂K判据，并解释判据中各参量的物理意义。失稳扩展脆断的断裂K判据：KKc 。K：应力场强度因子，表裂纹尖端区域的应力场强度，为力学参量。Kc：平面应变断裂韧性（度），表征材料平面应变条件下抵抗裂纹失稳扩展的能力，为力性指标。 何谓铁磁性的自发磁化？产生的条件是什么？ 在没有外磁场的作用下，金属内部的自旋磁矩自发地取向一致的行为。产生条件：原子存在未被抵消的自旋磁矩 ，a/r3，交换能积分常数A0。 表面强化为何能提高机件的疲劳强度？ （1）可提高机件表面的强度和硬度，即提高表面塑变抗力；（2）可在表层产生残余压应力，从而降低表面的有效拉应力。这两方面的作用均可抑制材料表面疲劳裂纹的萌生和扩展，因此可提高材料的疲劳强度。8表面强化对提高疲劳极限有哪两种作用？（1）可提高机件表面的强度和硬度，即提高表面塑变抗力；（2）可在表层产生残余压应力，从而降低表面的有效拉应力。这两方面的作用均可抑制材料表面疲劳裂纹的萌生和扩展，因此可提高材料的疲劳强材料的一级相变和二级相变对热容和热焓各有什么影响？ 在一级相变的转变点处，热焓出现跃变，热容曲线发生不连续变化。在二级相变的转变温度范围内，热焓发生明显变化，但无跃变，热容急剧变化，出现极值。缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响？ （1）造成应力集中 (2)改变缺口前方的应力状态，由原来的单向拉伸变为两向或三向应力状态（3）产生应变集中，缺口脆化。应力腐蚀断裂产生的条件是什么？ 应力， 化学介质和金属材料。应力包括工作应力和残余应力，起作用的是拉应力；某种金属有其特定应力腐蚀敏感的化学介质；所有合金对应力腐蚀敏感的合金成分。解释用于高周疲劳的工件常常采用化学或机械处理使其表面强化的原因。 因对于高周疲劳的工件，疲劳裂纹形核多始于表面，因此采用化学或机械处理使其表面强化不仅可直接提高机件表面的强度和硬度，即提高表面塑变抗力，从而提高表层的疲劳极限，而且还可在表层产生残余压应力，从而降低表面的有效拉应力。这两方面的作用均可抑制材料表面疲劳裂纹的萌生和扩展，因此可提高材料的疲劳寿命。 11.现有45钢和18-8Ni不锈钢，欲提高他们的强度，可采用什么方法，其本质是什么？ 45钢采用热处理方法淬火或正火处理强化，18-8Ni不锈钢采用冷塑性变形的方式。45钢通过热处理产生相变，一则形成相的溶解度较原来增加，二则增加了位错等缺陷密度，两者均对为错的运动和增值起到阻碍作用。 18-8Ni不锈钢采用冷塑性变形产生形变强化，大大增加了基体中位错线的密度，从而增加强度。 论述细化晶粒可提高材料强韧性的机理。提高强度的机理：凡是阻碍位错运动和位错增殖的因素均可使材料的强度提高。（1）细化晶粒，使晶粒尺寸减小，晶粒内位错塞积的长度将缩短，其应力集中程度不足以推动相邻晶粒内的位错滑移，需加更大的外加切应力，表现为材料的强度增高。（2）细化晶粒，晶界增多，对位错的阻碍加强，强度增高。细化晶粒提高韧性的的机理：（1）晶界是裂纹扩展的阻力，（2）晶界前塞积的位错数减少，有利于降低应力集中；（3）晶界总面积增加，使晶界杂质浓度减少，避免产生沿晶脆性断裂。2、利用能带理论解释材料导电性的差异。材料的导电性与其能带结构和能级的填充情况有关。（1）如允带中的能级未填满，允带之间无禁带或允带重叠，在外电场的作用下电子很容易从一个能级转到另一个能级上去而产生电流。具有这种能带结构的材料为导体。（2）如允带为满带，即所有能级都被电子填满，满带上方相邻一个很宽的禁带，满带上的电子无活动余地，在外电场作用下电子很难跳过禁带，故不能产生电流。具有这种能带结构的材料为绝缘体。（3）半导体的能带结构与绝缘体相似，只不过它的禁带较窄，电子可在外界作用下跳过禁带，跃迁到导带上去，产生电流。4哪些现象表明材料的弹性不完整性？对每种现象作简要说明。滞弹性(弹性后效)是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能包申格效应是指，金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变小于4)，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。伪弹性是指在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅度的弹性变形的现象在非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，这个封闭回线称为弹性滞后环存在弹性滞后环的现象说明加载时材料吸收的变形功大于卸载时材料释放的变形功，有一部分加载变形功被材料所吸收这部分在变形过程中被吸收的功称为材料的内耗粘弹性是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为其特征是应变对应力的响应(或反之)不是瞬时完成的，需要通过一个弛豫过程，但卸载后，应变恢复到初始值，不留下残余变形 静载试验有哪几种？各适用于何种情况？举例说明。 材料单向静拉伸：主要用于测定韧性材料的基本力学性能指标：比例极限与弹性极限、屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率等。如低碳钢的单向静拉伸。扭转试验 (1)测定那些在拉伸时呈现脆性的材料的强度和塑性 (2)对材料表面硬化及表面缺陷的反映十分敏感，可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颈缩现象，故可用来精确评定那些拉伸时出现颈缩的高塑性材料的形变能力和形变抗力 （4）扭转试验时正应力与切应力大致相等，而生产中所使用的大部分金属结构材料的ctf，所以，扭转试验是测定这些材料的切断强度的最可靠方法 弯曲试验 (1)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)可灵敏地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) 很少应用于塑性材料 压缩试验 (1)压缩试验主要用于脆性材料 (2)塑性材料一般不采用压缩方法检验 (3)多向不等压缩试验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，对于在接触表面处承受多向压缩的机件，如滚柱与滚珠轴承的套圈，也可采用多向压缩试验，使试验条件与机件的实际服役条件更接近6何谓主平面？ 何谓主应力？主应力之间有何关系？ 单元体上只存在正应力而不存在切应力的平面。 主平面上的三个正应力用1、2、3表示称主应力。1237加载规范对疲劳寿命有何影响？ 在过载损伤区的过载将降低材料的疲劳寿命，次载锻炼提高材料的疲劳寿命间歇效应空载或适当间歇提高材料的疲劳寿命载荷频率提高可以提高材料的疲劳寿命，低于1Hz的加载，疲劳强度有所降低。 8为什么表面强化可以提高疲劳寿命？表面强化有哪些方法？ 表面强化处理产生表面残余压应力，抵消工作应力，表面强化提高了表面的疲劳强度。 表面强化的方法 1表面喷丸及滚压 产生残余压应力抵消部分表层工作压力 2表面热处理和化学处理 表硬心韧 3复合强化 渗氮+表面淬火 渗碳+喷丸 表面淬火+喷丸（滚压） 9氢致延滞断裂的机理是什么？试解释为什么其只在一定温度范围内与低应变速率下出现。氢致延滞断裂的机理是氢聚集在位错周围并随位错一起运动，位错的塞积造成氢的集，使材料变脆导致裂纹的产生。 氢聚集在位错周围并随位错一起运动是有一定条件的，温度很低时，氢的扩散能力很低，跟不上位错的运动，温度很高时，氢的扩散能力很高，位错周围形不成氢的气团都不会出现氢致延滞断裂，只有温度合适时氢才会聚集在位错周围并随位错一起运动形成氢脆。如果应变速率很高，氢的扩散能力永远跟不上位错的运动，也不会出现氢致延滞断裂，因此只在低应变速率下出现。 11硬度试验有哪几种？各适用于何种情况？举例说明.1布氏硬度，用于退火钢、铸铁、有色金属等较软的材料 2洛氏硬度，淬火钢等较硬的材料，特别适用于生产现场的检测 3维氏硬度，适用于各种金属，精度高，特别适用于科学研究 4显微硬度，适用于金属各显微组织的硬度及微小零件的硬度。防止金属材料腐蚀的方法有哪些？(10分)1金属的电化学保护法。(1)阴极保护法 将被保护金属进行外加阴极极化以减小或防止金属腐蚀的方法称为阴极保护法 (2)阳极保护法 将被保护设备与外加直流电源的正极相连，辅助阴极与电源负极相连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至一定电位，使金属建立起钝态并维持钝态，则阳极过程受到抑制。2介质处理处理介质的目的是改变介质的腐蚀性，以降低对金属的腐蚀作用通常有以下几种方法：一是去除介质中的有害成分二是调节介质的pH值如果腐蚀介质溶液中pH值偏低(pH7)，则可能产生氢去极化腐蚀而且钢在酸性介质中不易生成保护膜，这时就必须提高pH值三是降低气体中的湿度可以采用干燥剂吸收气体中的湿分3缓蚀剂保护法在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法，称为缓蚀剂保护法4表面覆盖法表面覆盖法是在材料表面覆盖一层耐蚀层，使基体金属与腐蚀介质隔离，从而起保护作用的方法5合理选材根据不同的介质和使用条件，选用合适的金属或非金属材料，以防止腐蚀的发生6改进防腐设计及生产工艺流程防腐蚀的方法虽然很多，但对于一个腐蚀系统，应根据腐蚀的原因、环境条件、各种措施的防腐蚀效果、施工的难易程度以及经济效益等因素综合考虑。计算题采用屈服强度0.2=1500MPa、断裂韧度KIc=65MPa.m1/2的钢材制造出一大型厚板构件，探伤发现有4mm长的横向穿透裂纹。若该钢板在轴向拉应力=600MPa下工作，计算（1） 裂纹尖端前沿的应力强度因子K1（2） 该构件裂纹失稳扩展的临界应力c解：1）先判断是否进行塑性区修正因 /0.2=600/1500=0.40.6 不需进行塑性区的修正 2a=4mm横向穿透裂纹, KIc=65MPa.m则Y=, Ki=Ya=600（0.002） Kic Kic 652）c=-=- =- Ya （a） （0.002）1. 影响弹性模量的因素：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.加载条件和负荷持续时间 原子半径增大，E增大。温降低E增大 2. ）影响弹性比功的因素：1.弹性极限2.弹性模数E 提高e 降低E则弹性比功升高。2. 影响材料屈服强度的因素： 1）晶体结构。位错宽度大时，小，屈服强度小，如fcc.反之，如bcc。2）晶界与亚晶界：晶界与亚晶界阻碍位错运动，提高屈服强度。3）溶质元素：溶质原子的固溶强化作用使位错阻力上升，提高屈服强度。4）第二相：第二相强化材料，阻碍位错运动，提高屈服强度5）温度。温度升高材料屈服强度下降6）应变速率与应力状态：在应变速率较高时金属材料的屈服强度将显著提高，切应力分量越大，屈服强度越低。3. 应变强化的工程意义。：（1）具有一定的抗偶然过载能力，保证机件安全（2）使金属获得均匀塑性变形，保证冷变形工艺顺利进行，改善切削加工性能（3）强化金属4. 断裂的分类及不同断裂类型韧性、脆性（解理断裂）的断口宏观形貌特征和微观端口形貌特征：断裂分脆性断裂和韧性断裂（宏观塑性变形的程度）；穿晶断裂和沿晶断裂（裂纹扩展的途径）；剪切断裂和解理断裂（微观断裂机理）。韧断：宏观：断口呈暗灰色，纤维状，微观上有韧窝。解理断裂宏观断口比较齐平光亮，呈放射状或结晶状，微观上有解理台阶，河流花样，舌状花样。5. 断口三要素：纤维区，放射区，剪切唇6. 提高材料韧性的途径：亚温淬火，超高温淬火，形变热处理。1.面心立方金属及合金不存在低温脆性，低温下尽量使用面心立方金属及合金，2.刚中加入置换型溶质元素（Ni、Mn）除外，使韧脆转变温度升高。3.净化组织去除杂质SPPbSnAs等4.细化晶粒5.降低加载速度6.减小试样尺寸。7. 裂纹体构件裂纹扩展方式：张开型、滑开型、撕开型8. 裂纹体构件的断裂判据及应用：断裂判据：K判据：与KIC的比较。只有KIKIC时发生脆断。时需要进行修正。G判据：。GIGIc裂纹失稳扩展。9. 高周疲劳典型断口三个区域及断口宏观形貌特征和微观形貌特征：三个区域：疲劳源，裂纹扩展区，瞬断区。断口宏观形貌特征：疲劳源较光亮，裂纹扩展区较光滑并分布有贝纹线（海滩花样），瞬断区较粗糙。微观：疲劳条带、疲劳辉纹10. 影响高周疲劳和低周疲劳寿命的因素：高周疲劳寿命决定于应力幅或应力场强度因子，低周疲劳寿命决定于塑性应变幅。11. 接触疲劳破坏的类型：麻点剥落（点蚀）浅层剥落，深层剥落（表面压碎）12. 应力腐蚀断裂机理：滑移溶解理论（或称钝化膜破裂理论）和氢脆理论13. 蠕变变形机制与高温断裂机理：蠕变变形机理：位错滑移，原子扩散，晶界滑动。位错滑移蠕变：在蠕变过程中位错滑移仍是一种重要的变形机制。在高温下，位错可借外界提供的热激活能和空位扩散克服某些短程障碍，使变形继续。高温下的热激活过程主要是刃型位错的攀移。扩散蠕变：在高温和外力作用下大量原子和空位产生的定向位移造成的蠕变。晶界滑动：高温下晶界原子容易扩散，受力后晶界易产生滑动促进了蠕变。蠕变断裂机理：两种情况，一种情况是对于不含裂纹的高温机件，在高温长期服役下，蠕变裂纹均匀在机件内萌生，扩展。显微结构变化引起的。蠕变抗