金属力学性能测试及复习答案VIP

金属力学性能综述一、填空1.静载下的力学性能测试方法主要有拉伸测试、弯曲测试、扭转测试和压缩测试。2.一般拉伸曲线可分为四个阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、均匀塑性变形阶段和非均匀塑性变形阶段。3.屈服现象标志着金属材料屈服阶段的开始，而屈服强度标志着金属材料抵抗开始塑性变形或少量塑性变形的能力。4.屈服比：指屈服强度与拉伸强度之比。提高屈强比可以提高金属材料抵抗塑性变形的能力，有利于减少零件和重量，但过高的屈强比容易导致脆性断裂。5.常用的塑性指标包括屈服点伸长率、最大力总伸长率、最大力非比例伸长率、断裂后伸长率和断面收缩率，其中最常用的是断裂后伸长率和断面收缩率。6.金属材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力称为金属材料的韧性。一般来说，韧性包括静态韧性、冲击韧性和断裂韧性。7.硬度测试有许多方法。有三种最常用的方法：布氏硬度测试法、洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法。8.金属材料制成零件后，零件抵抗弹性变形的能力称为刚性。它的尺寸与机器的横截面积、弹性模量以及机器的刚度成正比。9.金属强化方法主要有：单晶强化、晶界强化、固溶体强化、有序强化、位错强化、弥散强化等。(写下任何3种强化方法)。10.对于光滑圆柱形试件，静态拉伸下延性端口的典型断裂由三个区域组成：纤维区、辐射区和剪切唇区。11.变形率可分为位移率和应变率。第二，判断问题1.在弹性变形阶段，张力F和绝对变形之间存在线性关系。()如果不成比例，就写胡克定律。2.在有屈服现象的金属材料中，试样在拉伸试验过程中随着力的增加(保持不变)可以继续拉伸的应力也称为服装抗拉强度。()不增加，称为屈服强度。3.一般来说，随着温度的升高，强度降低，塑性降低。()金属中原子间的结合力降低，因此强度降低，塑性增加。4.洛氏硬度测试使用金刚石锥或硬化钢球压头。将压头压入金属表面后，在规定的保持时间后，移除主要的实验力，以测量压痕的深度，从而计算洛氏硬度。压入深度越深，硬度越大。相反，硬度越小。()洛氏硬度公式5.金属抗拉强度与布氏硬度HB的关系如下：=KHB，表明布氏硬度越大，其抗拉强度越大。()6.弹性模量E是一个比例常数，它是某种金属的固有特性。()7.使用高碳含量(含碳量为0.5-0.7%)的钢不能提高吸收弹性变形的功。()8.脆性断裂前没有明显的塑性变形，即断裂发生在弹性变形阶段，吸收的能量很少。这种断裂是可以预测的。()这是不可预测的。9.如果金属材料在断裂表面有凹痕，材料的断裂必须是韧性断裂。如果一种材料是韧性断裂的，那么在它的断裂处一定有凹痕。()韧窝的存在不一定是脆性断裂，但脆性断裂必须是韧窝的存在。10.对于不同的金属材料，冲击功AK可能相同，而弹性功、塑性功和裂纹扩展功的比例可能相差很大，从而显示出韧性和脆性的巨大差异。因此，相同AK的材料的韧性不一定相同()三、名词解释1.应力状态塑性系数：应力软化系数等于最大剪应力(max)和最大正应力(Smax)之比，用符号“”表示。2.3.应力集中：间隙引起的局部应力增加称为应力集中。4.晶间断裂：裂纹沿晶界扩展，也可称为晶界断裂。5.冷脆性：对于工程上常用的中低强度钢，当温度降低到一定温度时，冲击吸收功会显著降低，这种现象称为低温脆性。影响弹性模量的主要因素是什么？(1)原子本身的性质：金属原子之间的结合力越大，弹性模量越大；(2)温度的影响：温度越高，金属原子间的结合力越低，弹性模量越低；(3)微观结构的影响：一般来说，弹性模量不会因热处理工艺的变化而发生明显变化。(4)合金化效果：少量合金化不会影响弹性模量，只有加入大量合金元素，E值才会发生明显变化。(5)冷变形的影响：2.冲击脆性材料和冲击韧性材料之间有什么区别？由于抗塑性变形能力的增强，其韧性得到了显著提高，因此这种材料被称为冲击韧性材料。另一种材料塑性差，其断裂方式为正断裂。当变形速度增加时，这种材料的断裂阻力变化不大。此外，由于英国无法跟上应力的变化，断裂时的应变相当小，材料的韧性相对较低。因此，这种材料是冲击脆性材料。五、计算问题：有一个10倍的圆形样品(长样品)，原始规格长度为100毫米，原始横截面直径为10毫米。拉伸样品的拉伸曲线如图所示。从点O到点B，达到最大值，其绝对伸长率为L1。此时的拉伸常数为0.38。到达点T后，样品断裂，其绝对伸长率为L2。此时的拉伸常数为2.5。这个样品的断裂伸长率是多少？样品的5倍(短样品)和10倍样品(长样品)其中代表断裂后的伸长率拉伸失效后l 1样品的标准距离L0样本原始量表A(11)B(22)C(33)D(44)E(55)T(66)0升(0.2)升(0.5)(%)(MPa)RP0.2Rt 0.5比例弹性阶段屈服阶段均匀塑性变形阶段非均匀塑性变形阶段1.写：Reh(上屈服点)A，1；Rel(较低屈服点)c，3；Rm(抗拉强度点)e，5。2.使最大伸长率E，5；均匀伸长率AD，4-1；断裂后伸长率t，6；3.在图中标记Rp0.2。Rt0.5。(0.2，0.5)名词解释：断裂韧性裂纹体材料抗低应力脆性断裂的性能，是由强度和塑性的综合性能决定的，其测定指标断裂韧性KIC、GIC、应力场强度因子-KI表示裂纹尖端附近的应力场强度，即KI的大小决定裂纹尖端各点的应力大小。因此，KI被称为应力场强度因子。KIC-是平面应变条件下的断裂韧性，它表示材料在平面应变条件下抵抗裂纹不稳定扩展的能力。它是型裂纹材料的断裂韧性指数。-对于一定材料和厚度的板，当裂纹尖端的张开位移达到临界值时，裂纹将开始扩展，但小于临界值时，裂纹不会扩展。这显示了材料防止裂纹开始扩展的能力，因此也称为材料的断裂韧性。疲劳极限-是材料经受无限应力循环而不断裂时的最大应力值。过载耐久值指工作部件在高于疲劳断裂时的应力下发生疲劳断裂时的应力循环次数。qf交变载荷下材料疲劳缺口敏感性的评估和缺口敏感性的比较应力腐蚀断裂零件的拉应力和特定的腐蚀环境在一定时间后引起的低应力脆性断裂现象，称为应力腐蚀断裂。KSCC-样品在特定化学介质中不发生应力腐蚀开裂的最大应力场强度因子称为应力腐蚀临界应力场强度1.KI和有什么相同点和不同点？KI是应力场强度因子。它的大小取决于外力的大小、裂缝的形状和大小等。它独立于材料属性。断裂韧性KIc反映了材料本身抵抗裂纹不稳定性和扩展的能力。它的数值取决于材料的性质，与外力、裂纹形状和大小无关。材料的机械性能。2.如何确定工程的最大承载能力？根据试验测得的材料断裂韧性KIc或KC，以及探伤确定的机器零件内部最大裂纹尺寸2a，可以确定机器零件的最大承载应力c。3.低周疲劳和高周疲劳之间的应力应变关系是什么？在部分低周疲劳中可以观察到宏观塑性变形。塑性变形的发生使得应力-应变关系不再保持直线关系，呈现出一种循环关系。由于低应力水平，在高周疲劳中不会发生宏观塑性变形，因此应力-应变关系保持直线。4.疲劳带和扇贝线有什么区别和特点？疲劳带是每个应力循环后裂纹扩展留下的痕迹。它只能在电子显微镜下看到。疲劳带是疲劳断裂的微观特征。扇形线是由负载变化或机器的启动和停止引起的。扇形线是疲劳断裂的宏观特征。5.解释影响氢脆断裂和应力腐蚀断裂的主要因素是什么？环境介质、应力场强度和材料是影响氢脆的主要因素。(氢腐蚀、白点(发际线)、氢化物脆化、氢致延迟断裂)。影响应力腐蚀的因素包括环境介质、机械因素和材料强度(成分和微观结构)。6.粘着磨损和磨料磨损的机理有什么区别？粘附磨损是在滑动摩擦条件下，由于接触表面的局部粘附，当摩擦副相对于彼此移动时，粘附再次分离，导致接触表面上的小颗粒被拉出。这一过程重复多次，导致粘着磨损。磨损是指摩擦过程中摩擦副接触表面之间的硬颗粒或硬突起造成的材料磨损。由于磨损，在金属表面形成凹槽。一般来说，磨料比物体的材料硬，因此磨损严重，并且由这种磨损引起的损坏更大。7.磨损过程的三个阶段(1)磨合阶段；(2)稳定磨损阶段(正常磨损阶段)；(3)严重磨损阶段。8.影响蠕变极限和持久强度的因素：(1)合金化学成分(2)冶金工艺影响(3)热处理工艺影响(4)晶粒尺寸增加1:材料在高温和长期载荷下塑性变形的抗蠕变极限指数添加2:持久强度是样品在一定温度和特定时间内不会蠕变和断裂的最大应力。价值添加3:高温强度和常温强度有什么异同？在相同的点：常温下的屈服强度0.2和高温下的蠕变极限都是抵抗塑性变形的指标。不同点：材料在常温下的机械性能与载荷持续时间无关。材料在高温下的拉伸强度随着载荷持续时间的增加而降低。只有当应力大于常温下的屈服强度时，才会发生塑性变形，而当应力小于高温下的屈服强度时，才会发生塑性变形。在