材料力学性能第七章-金属的磨损
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Encounters are always caught off guard, and parting is mostly planned for a long time. There will always be some people who will slowly fade out of your life. You have to learn to accept rather than miss.通用参考模板(WORD文档/A4打印/可编辑/页眉可删)材料力学性能及名词解释1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。
屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
第一章1.解释下列名词①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。
②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。
③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。
④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。
⑤塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
⑥韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
脆性:指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力⑦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。
⑧解理断裂:解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂,即断裂面沿一定的晶面(即解理面)分离。
2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量);(2)ζ p(规定非比例伸长应力)、ζ e(弹性极限)、ζ s(屈服强度)、ζ 0.2(屈服强度);(3)ζ b (抗拉强度);(4)n(加工硬化指数); (5)δ (断后伸长率)、ψ (断面收缩率)4.常用的标准试样有5 倍和10倍,其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示,说明为什么δ 5>δ 10。
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。
第一章习题答案一、解说以下名词1、弹性比功:又称为弹性比能、应变比能,表示金属资料汲取弹性变形功的能力。
2、滞弹性:在弹性范围内迅速加载或卸载后,随时间延长产生附带弹性应变的现象。
3、循环韧性:金属资料在交变载荷下汲取不行逆变形功的能力,称为金属的循环韧性。
4、包申格效应:先加载致少许塑变,卸载,而后在再次加载时,出现σ e 高升或降低的现象。
5、解理刻面:大概以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6、塑性、脆性和韧性:塑性是指资料在断裂前发生不行逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指资料断裂前汲取塑性变形功和断裂功的能力,或指资料抵挡裂纹扩展的能力7、解理台阶:高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶;8、河流花式:当一些小的台阶汇聚为在的台阶时,其表现为河流状花式。
9、解理面:晶体在外力作用下严格沿着必定晶体学平面破裂,这些平面称为解理面。
10、穿晶断裂和沿晶断裂:沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,必定是脆断,且较为严重,为最初级。
穿晶断裂裂纹穿过晶内,能够是韧性断裂,也可能是脆性断裂。
11、韧脆转变:指金属资料的脆性和韧性是金属资料在不同条件下表现的力学行为或力学状态,在必定条件下,它们是能够相互转变的,这样的转变称为韧脆转变。
二、说明以下力学指标的意义1、E(G):E(G)分别为拉伸杨氏模量和切变模量,统称为弹性模量,表示产生100% 弹性变形所需的应力。
2、σr、σ、σ s:σ r:表示规定节余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的节余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
σ:表示规定节余伸长率为%时的应力。
σs:表征资料的折服点。
3、σ b:韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。
4、 n: 应变硬化指数,它反应了金属资料抵挡连续塑性变形的能力,是表征金属资料应变硬化行为的性能指标。
5、δ、δ gt 、ψ:δ是断后伸长率,它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
工程材料力学性能课后题答案第三版(束德林)第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
(6)塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
脆性:指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
(7)解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为 b 的台阶。
(8)河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
(9)解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
(10)穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
(11)韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变。
2、说明下列力学性能指标的意义。
答:(1)E(G)分别为拉伸杨氏模量和切边模量,统称为弹性模量表示产生 100%弹性变所需的应力。
(2)σr 规定残余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
工程材料力学性能各个章节主要复习知识点第一章弹性比功:又称弹性比能,应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
滞弹性:对材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长附加弹性应变的现象。
包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
脆性:材料在外力作用下(如拉伸,冲击等)仅产生很小的变形及断裂破坏的性质。
韧性:是金属材料断裂前洗手塑性变形功和断裂功的能力,也指材料抵抗裂纹扩展的能力。
应力、应变;真应力,真应变概念。
穿晶断裂和沿晶断裂:多晶体材料断裂时,裂纹扩展的路径可能不同,穿晶断裂穿过晶内;沿晶断裂沿晶界扩展。
拉伸断口形貌特征?①韧性断裂:断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45度角。
用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。
纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口便面对光反射能力很弱所致。
其断口宏观呈杯锥形,由纤维区、放射区、和剪切唇区三个区域组成。
②脆性断裂:断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
板状矩形拉伸试样断口呈人字形花样。
人字形花样的放射方向也与裂纹扩展方向平行,但其尖端指向裂纹源。
韧、脆性断裂区别?韧性断裂产生前会有明显的塑性变形,过程比较缓慢;脆性断裂则不会有明显的塑性变形产生,突然发生,难以发现征兆拉伸断口三要素?纤维区,放射区和剪切唇。
缺口试样静拉伸试验种类?轴向拉伸、偏斜拉伸材料失效有哪几种形式?磨损、腐蚀和断裂是材料的三种主要失效方式。
材料的形变强化规律是什么?层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。
在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。
材料的晶粒变粗,增强效果提高。
第二章应力状态软性系数:材料某一应力状态,τmax和σmax的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,比为α,α=τmaxσmax缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn 与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示缺口敏感度,即为NSR=σbnσb第三章低温脆性:在实验温度低于某一温度t2时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显降低,断裂机理由微孔聚集性变为穿晶解理型,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。
金属的摩擦磨损实验
金属的摩擦磨损实验是一种实验方法,用于研究金属材料在摩擦过程中的行为和性能。
该实验的目的是了解金属材料的摩擦系数、磨损率、耐久性以及在不同环境下的性能表现。
在金属的摩擦磨损实验中,通常采用滑动摩擦、滚动摩擦或冲击摩擦等实验条件,并采用各种摩擦磨损试验机进行测试。
根据实验要求,可以选择不同的试验机,如磨损试验机、往复摩擦试验机、滚动摩擦试验机等。
在实验过程中,需要测量金属材料的摩擦系数和磨损率。
摩擦系数是指材料在摩擦过程中所受的摩擦力与压力之比,反映了材料在摩擦过程中的润滑性能和耐磨性。
磨损率则是指材料在摩擦过程中损失的质量或体积与摩擦距离或时间的比值,反映了材料的耐久性和可靠性。
此外,在金属的摩擦磨损实验中,还需要考虑温度、湿度、载荷、速度等实验参数对金属材料性能的影响。
通过调整实验参数,可以研究金属材料在不同环境下的性能表现和变化规律,为材料的优化设计和改进提供依据。
总之,金属的摩擦磨损实验是一种重要的实验方法,可以帮助我们了解金属材料的性能和行为,为材料的优化设计和改进提供依据。
通过该实验,可以评估金属材料的耐磨性、耐久性和可靠性,为机械、汽车、航空航天等领域的工程应用提供技术支持。