材料力学性能课后答案(时海芳任鑫)解析
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《工程材料力学性能》(第二版)课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释下列名词滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。
静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。
弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。
比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)增加;反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)降低的现象。
解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。
解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。
韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。
静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。
二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能?答案:金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力,而材料的成分和组织对它的影响不大,所以说它是一个对组织不敏感的性能指标,这是弹性模量在性能上的主要特点。
改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。
三、什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义?答案:包辛格效应就是指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。
特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零,这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。
包辛格效应可以用位错理论解释。
第一,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,这背应力反作用于位错源,当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时,可使位错源停止开动。
第一章 单向静拉伸力学性能 一、 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。
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12.弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。
13.比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
14.解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面--解理面,一般是低指数、表面能低的晶面。
15.解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。
16.静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
有颈缩, 第二章材料的力学行为1 •说明下列力学性能指标的名称、单位及其含义:町、刖、血2、ml、6、ak答:ob抗拉强度:单位为MPa,指材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力。
os屈服强度:单位MPa,指材料开始产生宏观翔性变形时的应力。
0 0.2国标GB228-87规定发生0. 2%残余伸长的应力作为屈服点。
6:可测力学性能指标中的塑性指标ak冲击韧性,指用一定尺寸和形状的金属试样,在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时,试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功2•试绘出低碳钢的曲线,指出在曲线上哪些出现颈缩现象;如果拉断后试棒上没有颈缩,是否表示它未发生塑性变形?答:低碳钢的。
・£曲线如下图,试样将在1111线B点处岀现颈缩现象。
如果拉断后试棒上没3•在什么条件下,应用布氏硬度试验比洛氏硬度试验好?在测试低便度零件的时候,布氏硬度比洛氏硬度要更准确些,当然零件厚度及相关尺寸必须满足布氏硬度测试的条件。
洛式硬度压痕很小,测呈值有局部性,须测数点求平均值,适用成品和薄片,归于无损检测一类。
布式硬度压痕较大,测量值准,不适用成吊和薄片,一般不归于无损检测一类。
4. bK与Klc的概念有什么不同?答:"K是工程材料屮的材料的屈服点。
只要裂纹很尖锐,顶端附近各点应力"K的大小取决与一比例系数KI。
由于K1反映了裂纹尖端附近各点的强弱,故称为应力强度因了。
当K1增大到某一临界值时,就会使裂纹尖端附近备点的丿应力大到足以是裂纹失稳扩展,从而引起脆断。
这个应力强度因了的临界值,称为材料的断裂韧性,用Klc表示。
5•在什么情况下应考虑材料的高低温性能?它们的主要性能指标是什么?答:对于不是在常温下工作的材料,不能的简单地用应力■应变关系来评定力学性能,而需要加入温度与时间两个因素,需要考虑材料的高低温性能。
金属材料的高温性能用蠕变强度和持久强度来表示。
蠕变强度是指材料在一定的温度下,一定时间内产生一定蠕变变形量所能承受的最大应力值。
材料⼒学性能课后习题答案材料⼒学性能课后答案(整理版)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。
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12. 弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数⼯程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应⼒变化等现象,称之为弹性不完整性。
弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等决定⾦属屈服强度的因素有哪些?答:内在因素:⾦属本性及晶格类型、晶粒⼤⼩和亚结构、溶质元素、第⼆相。
外在因素:温度、应变速率和应⼒状态。
绪论1、简答题什么是材料的性能?包括哪些方面?[提示]材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为;解:材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括力学性能(拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲)物理性能(热、光、电、磁)化学性能(老化、腐蚀)。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释:解:内耗:加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功,即有部分变形功倍材料吸收,这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性:在一定条件下,呈现非常大的伸长率(约1000%)而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝:微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答 (1)材料的弹性模量有那些影响因素?为什么说它是结构不敏感指标?解:键合方式和原子结构,共价键、金属键、离子键E 高,分子键E 低原子半径大,E 小,反之亦然。
晶体结构,单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性,沿密排面E 大,多晶材料为各晶粒的统计平均值;非晶材料各向E 同性。
化学成分,微观组织温度,温度升高,E 下降加载条件、负载时间。
对金属、 (2)(3)解:非(4)]? 射线能31)承受(E Al 龙线解:已知:E=210GPa,d=2.5mm,1L =120mm,F=450N 。
/F S σ=ε/L L ε∴=∆164.5L ∴∆=∴ 2.5Al d mm ==4.33mm∴ 2.5Wd mm ===1.83mm∴ 2.5d d mm ==钢化1.95mm∴ 2.5d d mm ==尼龙21.5mm 2)50mm ,直径13mm ,实验后将试样对接起来后测量标距81mm ,伸长率多少?若缩颈处最小直径6.9mm,断面收缩率是多少?解:已知:050L mm =013d mm =81K L mm = 6.9K d mm =∴断后伸长率∴断面收缩率第二章其它静载下力学性能1、名词解释: 应力状态软性系数剪切弹性模量抗弯强度缺口敏感度硬度解:应力状态软性系数:不同加载条件下材料中最大切应力与正应力的比值。
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)、ζ0.2(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。
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。
第二章1.解释下列名词:应力状态软性系数:材料最大切应力与最大正应力的比值,记为α 。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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:ζ bc(材料的抗压强度);(2)ζ bb(材料的抗弯强度);(3)η s(材料的扭转屈服点);(4)η s(抗扭强度);(5)η p(扭转比例极限);(6)ζ 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。
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,采用光滑圆柱试样,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。
应用范围: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。
7、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ζ x,ζ y,剪应力η xy(它们都在一个平面内),没有ζ z,η yz,η 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ε x,ε y 和剪应变γ xy,而没有ε z,γ yz,γ 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。
简述根据韧脆转变温度分析机件脆断失效的优缺点。
缺点:脆性断裂一般断裂时间较短,突发性的断裂,因此在使用时一旦超过屈服强度就会很快断裂优点:脆性断裂在常温下表现为脆性,因此材料的变形随温度降低时变化不大,这样在交变温度的使用环境下,就不需要考虑材料的冷脆温度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。
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, 尚与强度因子有关,对于某一确定的点,其应力分量由确定,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:GI>=GIC ,当GI满足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。