第三章 金属在冲击载荷作用下的力学性能
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1.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~2%),卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象,称为包申格效应。
2.用低密度可动位错理论解释屈服现象产生的原因金属材料3.答:塑性变形的应变速率与可动位错密度、位错运动速率及柏氏矢量成正比欲提高v就需要有较高应力τ这就是我们在实验中看到的上屈服点。
一旦塑性形变产生,位错大量增值,ρ增加,则位错运动速率下降,相应的应力也就突然降低,从而产生了屈服现象。
(回答不完整,尤其是上屈服点产生的原因回答的不好)3.塑性:材料受力,应力超过屈服点后,仍能继续变形而不发生断裂的性质。
强度:金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
韧性:表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力脆性:材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。
4.韧性断裂与脆性断裂的区别,为什么脆性断裂最危险?答:韧性断裂是材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量,韧性断裂的断裂面的断口呈纤维状,灰暗色。
脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性极大,脆性断裂面的断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
5.试指出剪切断裂与解理断裂哪一个是穿晶断裂,哪一个是沿晶断裂?哪一个属于韧性断裂,哪一个属于脆性断裂?为什么?答:都是穿晶断裂,剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面发生滑移分离而造成的断裂,断裂面为穿晶型,在断裂前会发生明显的塑性变形,为韧性断裂;而解理断裂是材料在正应力作用下沿一定的晶体学平面产生的断裂,也为穿晶断裂,但断裂面前无明显的塑性变形,为脆性断裂。
6.拉伸断口的三要素:纤维区、放射区、剪切唇7. 理论断裂强度的推导过程是否存在问题?为什么?为什么理论断裂强度与实际的断裂强度在数值上有数量级的差别?答:(1)虽然理论断裂强度与实际材料的断裂强度在数值上存在着数量级的差别,但是理论断裂强度的推导过程是没有问题的。
1第一章 金属在其他静载荷下的力学性能弹性比功: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。
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。
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。
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。
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。
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。
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说明下列力学性能指标的意义:E 弹性模量 G 切变模量r σ规定残余伸长应力2.0σ屈服强度gtδ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率n 应变硬化指数金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?答:主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。
组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么?答:随含碳量的增加,其组织中渗碳体含量增多,对基体起强化作用,使得材料屈服强度变高,塑性变低。
表现在实验过程中退火低碳钢、中碳钢试样外力不增加试样仍然继续伸长,或外力增加到一定数值时突然下降。
随后,在外力不增加或上下波动情况下,试样继续变形伸长,即存在上下屈服点和屈服平台,而高碳钢具有连续屈服特征,没有显著的上下屈服点和屈服平台过了屈服点就会直接发生断裂。
材料力学性能总结第一章二节.弹变1。
弹性变形。
材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
2.弹性模量:表征材料对弹性变形的抗力3.弹性性能与特征是原子间结合力的宏观体现,本质上决定于晶体的电子结构,而不依赖于显微____,因此,弹性模量是对____不敏感的性能指标。
4.比例极限σp。
应力与应变成直线关系的最大应力。
5.弹性极限σe。
由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。
6.弹性比功。
表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力,又称弹性比应变能。
7.力学性能指标。
反映材料某些力学行为发生能力或抗力的大小。
8.弹性变形特点:应力与应变成比例,产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状9.滞弹性。
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。
10.循环韧性。
指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功的能力。
11.循环韧性应用。
减振、消振元件。
____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,称为包申格效应。
____包申格应变。
指在给定应力下,正向加载与反向加载两应力-应变曲线之间的应变差。
14.消除包申格效应:预先进行较大的塑性变形。
在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。
三节:塑性晶粒小可以产生细晶强化。
都会使强度增加。
3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化应变速率越高强度越高。
3.细晶强化。
晶界是位错运动的阻碍,晶粒小相界多。
减少晶粒尺寸会减少晶粒内部位错塞积的数量,减少位错塞积群的长度,降低塞积点处的应力,相邻晶粒中位错源开动所需的外加切应力提高,屈服强度增加。
4.固溶强化。
在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金,将显著提高屈服强度,此即为固溶强化。
溶质原子与基体原子尺寸差别越大,引起的弹性畸变越大,溶质原子浓度越高,引起的弹性畸变越大,对位错的阻碍作用越强,固溶强化作用越大。