工程材料力学性能答案

111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111.7决定金属屈服强度的因素是什么？12内部因素：金属特性和晶格类型、粒子大小和子结构、溶质因素、第二相。外部因素：温度、应变速率和应力状态。1.9在不降低塑性的情况下，提出几种大幅度强化金属的方法。溶液强化，变形硬化，细颗粒强化1.10讨论延性破坏和脆性破坏的差异。脆性骨折最危险的原因是什么？21韧性断裂是金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂，该断裂具有在裂纹扩展过程中持续消耗能量的缓慢裂纹过程；脆性骨折是突然发生的断裂，断裂前基本没有塑性变形，没有明显的迹象，危害性很大。1.13什么是拉伸断裂3元素？影响宏观拉伸断裂状态的因素是什么？答：宏观断裂是由三个元素组成的杯锥：纤维区域、辐射区域、剪切裂缝，即所谓的断裂特征。这些断裂的形状、大小和相对位置取决于样例形状、大小和金属材质的特性、测试温度、载荷速度和应力状态-嗯？1.20断裂强度和抗拉强度有何区别？抗拉强度是样品破损前所承受的最大工程应力，以 b记录。拉伸断裂时的实际应力称为断裂强度f。两者之间有经验关系：f=b(1)；脆性材料的抗拉强度是断裂强度。对于塑料材料，颈部收缩不完全相同。1.22裂纹扩展受哪些因素支配？:裂核前需要塑性变形。电位运动受到干扰时，在特定条件下形成裂纹。2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222.3单向拉伸、压缩、弯曲和扭转试验的特点和应用范围的综合比较。答：单向拉伸试验的特点和应用：单向拉伸用于所谓的塑料材料测试，其中应力状态更硬，通常具有较低的塑性变形阻力和阻止强度。压缩试验的特点及应用：(1)由于单向压缩的应力状态软系数a=2，因此压缩测试主要用于显示静态拉伸时收缩中未反映的材料韧性状态下的机械运动的脆性材料。(2)不仅压缩和拉伸应力方向相反，而且载荷变形曲线、塑料和断裂形式也存在很大差异。特别是，压缩不能破坏塑料材料，因此不会使用压缩方法测试塑料材料。(3)多不等压缩试验的应力软系数a 2。因此，此方法适用于更易碎的材料，反映了这些材料的较小塑料差异。此外，如果接触表面有多向压缩零件，则可以使用多向压缩试验进行试验，以更接近测试服务条件。弯曲试验的特点及应用：(1)弯曲载荷下的拉伸横向应力状态在静态拉伸时基本相同，拉伸时的样例偏差对样例结果没有影响。因此，弯曲试验太硬，无法用拉伸样品处理，因此经常用于测量脆性材料的断裂强度和显示塑性差异。(2)弯曲试验时，剖面的应力分布也是表面应力最大的，因此可以敏感地反映材料的表面缺陷，因此常用于比较和评估材料表面处理层的质量。(3)弯曲试验表明，这种材料不会因弯曲试验而断裂，在这种情况下，可以测量非比例弯曲应力，但实际上很少使用。扭转试验的特点及应用：(1)在扭转测试中，扭转的应力状态软系数=0.8比拉伸时alpha大，更容易显示金属的塑性行为。扭转圆柱试件可以在大塑性变形量下进行测试，因为整个长度的塑性变形均匀，没有压缩现象。(2)扭转试验时试样截面的应力应变分布表明，该实验对金属表面缺陷及表面硬化层的性能有很大的敏感性。扭转时试件的最大正应力1最大剪应力在数值上几乎相同，并且生产中使用的大多数金属材料的正断裂强度大于切割强度，因此扭转测试是测量这些材料切割强度的最可靠方法。(3)扭转试验时，试样剪切应力大，广泛用于研究弹性后效应、弹性滞后和内摩擦等早期塑性变形的非并发问题。扭转试验可用于测定塑料材料和脆性材料的剪切变形和破坏的整体机械特性指标，其优点与其他机械特性测试方法相比无可比拟，广泛应用于研究和生产检查。2.7、阐述了布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的实验原理，比较了布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试方法的优缺点。P49p57原理；原理。布氏硬度：使用球或硬质合金球作为压力头，计算单位面积施加的试验力。洛氏硬度：以金刚石锥形或小淬火球作为挤压槽，测量压痕深度。维氏硬度：两相相反角度为136。钻石棱锥作为压头计算单位面积所施加的试验力。布氏硬度的优点：一般使用直径大的标题进行实验时，产生的压痕面积比较大。压痕的一大优点是，硬度值在很大的范围内可以反映各组的平均金属特性。另一个优点是实验数据稳定，重复性高。缺点：对不同材料，更换不同直径的压头球，改变试力，测量压痕直径也很麻烦，在自动检测中使用时受到限制。洛氏硬度的优点：操作简单、快速，可以直接读取经度值。缩进很小，可以在工件上测试。有标尺测量不同种类的坚硬、坚硬、厚度不同的金属和厚度不同的样品的硬度，因此广泛用于热处理质量检查。缺点：缩进小，代表性不好。如果材料的分离和组织不均等缺陷，测量的硬度值的重复性差异、方差度很大。此外部用途的其他标尺测量的经度值没有相互连接，因此不能直接比较。维氏硬度的优点：布氏硬度测试中，试验力f和压力头直径d之间没有规定的条件，或者洛克威尔硬度测试中，不同标尺的硬度值不统一的缺点。维氏硬度测试时，不仅可以任意取试力，压痕测量的精度高，硬度值比较准确。缺点是硬度值必须通过测量压痕对角线长度来计算或检查，因此工作效率远低于洛氏硬度方法。需要测量2.8硬度的零件和材料现在最好试验一下选择哪个硬度。1渗碳层的硬度分布；2淬火钢；3灰铸铁；确认4钢中隐藏的马氏体和残余奥氏体。5仪器黄铜齿轮；6惨败指南；7渗氮层；8高速钢刀具；9退火低碳钢；10硬质合金。1渗碳层的硬度分布- HK或-显微镜HV2淬火钢- HRC3灰铸铁- HB4钢中隐藏的马氏体和残余奥氏体-微HV或HK识别5仪器黄铜齿轮- HV6双滑轨-shore经度(HS)或Richter经度(HL)7氮化层- HV8高速钢刀具- HRC9退火低碳钢- HB10硬质合金- HRA3.4努力说明低温脆性的物理本质及其影响因素低温脆性的物理特性：从宏观角度来看，对于具有低温脆性的材料，屈服强度随着温度的降低而急剧增加，破坏强度随着温度的降低而几乎不变。温度下降到特定温度时，降伏强度增加到破断强度以上，此温度以下的材料降伏强度比破断强度大，因此材料受力时不降伏，材料显示为易碎。在微机构中，低温脆性与晶体光栅中位置错误的运动阻力有关，温度降低时电位运动阻力增加，原子的热激活能力减少，因此材料屈服强度增加。影响材料低温脆性的因素包括(P63，P73):1.决策结构：对称低的体芯立方体及高密度六角形金属，合金转变温度高，材料脆性破坏趋势明显，塑性下降。2.化学成分：能提高材料硬度的杂质或合金元素，材料的塑性和韧性变差，材料的脆性增加。3.微结构：晶粒大小、晶粒细化可以同时提高材料的强度和塑性韧性。因为晶界是对裂纹扩展的阻力，晶界较小，晶界总面积增加，晶界中塞的电势数减少，有助于减少应力集中。此外，晶界的杂质浓度降低，防止沿晶体发生易碎的断裂。金相：低强度水平的强度等冲击吸收和延性脆性转变温度为马氏体高温回火、贝氏体回火组织、片状珠光体组织最差。钢中的夹杂物、碳化物等第二相粒子对钢的脆性有重要影响，尺寸增加，材料的韧性下降，韧性脆性转变温度升高。简述了3.8延性脆性转变温度下零件脆性破坏失败的优缺点。缺点：脆性破坏一般是破坏时间短而急剧的断裂，因此使用时超过屈服强度的话，具有很快断裂的优点。脆性断裂在室温下表示脆性，因此材料的变形不会随温度的降低而发生很大变化，因此无需在交变温度的使用环境中考虑材料的冷脆性温度33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333334.1(1)低应力脆性断裂：高强度、超高强度钢、中低强度钢、大型和重型机械在屈服作用力下发生的断裂。(4)应力场强度系数k:除位置外，裂纹尖端区域中每个点的应力分量与强度系数k相关，对于特定点，应力分量由k确定，k越大，应力场中每个点的应力分量也越大，因此k表示应力场的强度，k称为应力场强度系数。“I”表示I型裂纹。P68 (9)裂纹扩展k标准：裂纹在有力时，如果满足K1=KIC，则发生脆性断裂；对于k1 kth，即使出现da/dN0，疲劳裂纹也开始扩散。因此，Kth是疲劳裂纹扩展阈值值，称为疲劳裂纹扩展阈值值的疲劳裂纹不扩展 k阈值。5.4疲劳宏观破坏的特征和形成过程(新书P96-98和PPT，旧书P109-111)答：典型的疲劳断裂有三种形式：疲劳源、疲劳区域和瞬时区域。(1)疲劳源是疲劳裂纹产生的源头，疲劳源区域的光明度是整个裂纹的半稳定增长过程中最大的横截面摩擦不断挤压，光泽柔和，其他疲劳源的贝纹线较小。(2)疲劳区疲劳裂