材料力学性能名词解释
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材料的力学性能有哪些
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能,包括材料的强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能对于材料的工程应用具有重要意义,下面将分别对材料的力学性能进行详细介绍。
首先,材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
强度高的材料能够承受更大
的外力而不会发生破坏,因此在工程结构中具有重要的应用价值。
材料的强度可以通过拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等方法进行测试,常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、屈服强度等。
其次,材料的韧性是指材料抵抗断裂的能力。
韧性高的材料能够在外力作用下
发生一定程度的变形而不会立即破坏,具有良好的抗冲击性和抗疲劳性。
材料的韧性可以通过冲击试验、断裂试验等方法进行测试,常见的韧性指标包括冲击韧性、断裂韧性等。
此外,材料的硬度是指材料抵抗局部变形的能力。
硬度高的材料能够抵抗划痕
和压痕,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
材料的硬度可以通过洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等方法进行测试,常见的硬度指标包括洛氏硬度、巴氏硬度等。
最后,材料的塑性是指材料在外力作用下发生永久形变的能力。
具有良好塑性
的材料能够在加工过程中进行塑性变形,具有良好的可加工性和成形性。
材料的塑性可以通过拉伸试验、压缩试验等方法进行测试,常见的塑性指标包括延伸率、收缩率等。
综上所述,材料的力学性能包括强度、韧性、硬度、塑性等多个方面,这些性
能对于材料的工程应用具有重要的影响。
通过对材料的力学性能进行全面的测试和评价,可以为工程设计和材料选择提供重要的参考依据,保证工程结构的安全可靠性。
材料的力学性能
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能,主要包括强度、韧性、硬度、塑性等指标。
这些性能对于材料的选择、设计和应用具有重要意义。
下面将分别对材料的强度、韧性、硬度和塑性进行介绍。
首先,强度是材料抵抗破坏的能力,通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等
指标来表示。
强度高的材料具有较好的抗破坏能力,适用于承受大外力的场合。
例如,建筑结构中常使用高强度钢材,以保证结构的安全稳定。
其次,韧性是材料抵抗断裂的能力,也可以理解为材料的延展性。
韧性高的材
料在受到外力作用时能够延展变形而不断裂,具有较好的抗震抗冲击能力。
例如,汽车碰撞安全设计中常使用高韧性的材料,以保护乘车人员的安全。
再次,硬度是材料抵抗划伤和压痕的能力,通常用洛氏硬度、巴氏硬度等指标
来表示。
硬度高的材料具有较好的耐磨损性能,适用于制造耐磨损零部件。
例如,机械设备中常使用高硬度的合金材料来制造齿轮、轴承等零部件。
最后,塑性是材料在受力作用下发生塑性变形的能力,通常用延伸率、收缩率
等指标来表示。
具有良好塑性的材料能够在加工过程中较容易地进行成型和加工,适用于复杂零部件的制造。
例如,塑料制品的生产常使用具有良好塑性的材料,以满足复杂形状的加工需求。
综上所述,材料的力学性能是材料工程领域中的重要指标,对于材料的选择、
设计和应用具有重要意义。
强度、韧性、硬度和塑性是衡量材料力学性能的重要指标,不同的应用场合需要选择具有不同力学性能的材料,以满足工程需求。
因此,深入了解和掌握材料的力学性能,对于材料工程师和设计师来说是非常重要的。
力学性能指标及定义:脆性材料:弹性变形,然后断裂塑性材料:弹性变形,塑性变形低塑性变形材料:无颈缩高塑性材料:有颈缩弹性:是材料的可逆变形。
本质:晶体点阵内的原子具有抵抗相互分开、接近或剪切移动的性质。
弹性模量Ε:表明材料对弹性形变的抗力,代表了材料的刚度。
(斜率)弹性极限ζe:材料发生最大弹性形变时的应力值。
弹性比功W e:材料吸收变形功而又不发生永久变形的能力。
W e=1/2ζeεe=εe2/2Ε(面积)普弹形变(高分子):应力与应变的关系符合胡克定律,变形由分子链内部键长和键角发生变化产生。
高弹形变(高分子):分子链在外力作用下,原先卷曲的链沿受力方向逐渐伸展产生,伸展长度与应力不成线性关系。
弹性的不完整性:应变滞后于应力。
本质:组织的不均匀性,使材料受应力作用时各晶粒的应变不均匀或应变明显受时间的影响。
弹性后效:加载时应变落后于应力而和时间有关的现象称为正弹性后效;反之,卸载时应变落后于应力的现象称为反弹性后效。
弹性滞后:由于正反弹性后效使得应力-应变得到的封闭回线内耗:加载时消耗于材料的的变形功大于卸载时材料所放出的变形功,因而有部分变形功被材料所吸收,这被吸收的功为内耗。
(例子:①音响效果好的元件要求内耗小such as音叉、琴弦等②机件在运转时常伴有振动,需要良好的消振材料such as灰口铸铁)包申格效应:金属材料预先经少量塑性变形后再同向加载,弹性极限升高,反之降低的现象。
与位错运动所受阻力有关。
(例子:高速运转部件预先进行高速离心处理,有利于提高材料的抗变形能力。
)超弹性材料:材料在外力作用下产生远大于其弹性极限时的应变量,外力去除自动恢复其变形的现象。
脆性:弹性极限前断裂(断裂前不产生塑性变形的性质)韧性:断裂前单位体积材料所吸收的变性能和断裂能,即外力所作的功①弹性变形能②塑性变形能③断裂能塑性:材料在断裂前发生的永久型变形(不可逆变形)塑性变形:位错在外力的作用下发生滑移和孪生。
以下整理,仅供参考!!!试卷相关名词解释:(1) 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。
(从垂直于解理面的方向上观察台阶的存在,就看到“河流花样”)(2) 滞弹性:应变落后于应力而和时间有关的现象。
(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)(3) 过载损伤:金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后,其疲劳极限或疲劳寿命减小,就造成了过载损伤。
(4) 热疲劳:凡是由于温度周期变化引起零件或构件的自由膨胀和收缩,而又因这种膨胀和收缩受到约束,产生了交变热应力。
由这种交变热应力引起的破坏就叫热疲劳。
(5)接触疲劳:两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时,在交变接触压应力长期作用下,材料表面因疲劳损伤,导致局部区域产生小片金属剥落而使材料损失的现象。
(6) 凿削式磨粒磨损:从表面上凿削下大颗粒金属,摩擦面有较深沟槽。
韧性材料——连续屑,脆性材料——断屑。
(7)粘着磨损:又称咬合磨损,在滑动摩擦条件下,当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。
(8) 内部氢脆:内部氢脆:金属材料在冶炼与加工如酸洗、电镀、焊接、热处理等过程中吸收了大量的氢。
即材料在受载荷前其内部已有足够的氢引起氢脆,称为内部氢脆。
(9)氢致延滞断裂:高强度钢或α+β钛合金中,含有适量的处于固溶状态的氢,在低于屈服强度的应力持续作用下,经一段孕育期后,在金属内部特别是在三向拉应力区形成裂纹,裂纹逐步扩展,最后突然发生脆性断裂。
这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢滞延滞断裂。
(10)扩散蠕变:在高温条件下,晶体内空位将从受拉晶界向受压晶界迁移,原子则朝相反方向流动,致使晶体逐渐产生伸长的蠕变。
(11) 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。
材料力学性能名词解释名词解释1,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。
:2,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。
3,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。
4,冲击吸收功:冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功5,过载损伤界:抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。
6,应力腐蚀:材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏7,氢蚀:由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体,使基体金属晶界结合力减弱而导8,金属脆化。
氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色,颗粒状。
微观断口上晶界明显加宽,呈沿晶断裂。
9,磨损:机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
10,耐磨性:耐磨性是材料抵抗磨损的性能。
论述1,影响屈服强度的因素:①内因:a金属的本性及晶格类型。
不同的金属其晶格类型,位错运动所受的阻力不同,故彼此的屈服强度不同。
b晶粒大小和亚结构晶粒尺寸↓→晶界↑→位错运动障碍数目↑→σs↑(细晶强化)c溶质元素.溶质原子和溶剂原子直径不同→形成晶格畸变应力场→该应力场和位错应力场产生交互作用→位错运动受阻→σs↑(固溶强化)d第二相的影响 1.第二相质点本身能否变形2.第二相的强化效果还与其尺寸、形状、数量、分布以及第二相与基体的强度、塑性和应变硬化特性、两相之间的晶体学配合和界面能等因素有关②外因:a温度,T↑→金属材料的屈服强度↓,但金属晶体结构不一样,其变化趋势不一样。
b应变速率,应变速率↑→金属材料的强度↑,但屈服强度随应变速率的变化比抗拉强度的变化要剧烈得多c应力状态,切应力分量愈大→愈有利于塑性变形→屈服强度愈低2,影响韧脆转变的因素:①冶金因素:a晶体结构,体心立方金属及其合金存在低温脆性。
什么是材料的力学性能
材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的力学特性,包括强度、韧性、硬度、塑性等。
这些性能对材料的使用和应用起着至关重要的作用,因此对于材料的力学性能的了解和掌握是非常必要的。
首先,强度是材料抵抗外力破坏的能力。
通常来说,强度越高的材料,其抗破
坏能力越强。
在工程实践中,我们常常需要根据实际情况选择材料的强度,以确保其在使用过程中不会发生破坏。
其次,韧性是材料抵抗断裂的能力。
一个具有良好韧性的材料在受到外力作用
时能够延展变形而不会立即断裂,这对于一些需要承受冲击或挤压的材料来说尤为重要。
另外,硬度是材料抵抗划痕或穿刺的能力。
硬度高的材料通常具有较强的耐磨
性和耐划性,适合用于一些需要长时间使用的场合。
最后,塑性是材料在受到外力作用时能够发生形变而不会立即断裂的能力。
塑
性好的材料在加工和成形过程中能够更容易地进行加工和成形,因此在一些需要进行复杂成型的场合使用较为广泛。
总的来说,材料的力学性能直接影响着材料的使用和应用。
在工程实践中,我
们需要根据材料的具体要求来选择具有相应力学性能的材料,以确保其在使用过程中能够发挥出最佳的性能。
因此,对于材料的力学性能的了解和掌握是非常必要的。
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材料在一定温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。
锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括:强度、硬度、塑性和韧性等。
(1)强度强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。
强度指标是设计中决定许用应力的重要依据,常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2和抗拉强度σb,高温下工作时,还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD。
(2)塑性塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。
塑性指标包括:伸长率δ,即试样拉断后的相对伸长量;断面收缩率ψ,即试样拉断后,拉断处横截面积的相对缩小量;冷弯(角)α,即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度。
(3)韧性韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。
韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值αk表示。
Αk值或αk值除反映材料的抗冲击性能外,还对材料的一些缺陷很敏感,能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。
而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感,低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性δ,它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。
(4)硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。
硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。
最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。
而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。
因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
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名词解释第一章:弹性比功:材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应:是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形,而后再同向加载,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。
滞弹性:是材料在加速加载或者卸载后,随时间的延长而产生的附加应变的性能,是应变落后于应力的现象。
粘弹性:是指材料在外力的作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
内耗:在非理想弹性变形过程中,一部分被材料所吸收的加载变形功。
塑性:材料断裂前产生塑性变形的能力。
韧性:是材料力学性能,是指材料断裂前吸取塑性变形攻和断裂功的能力。
银纹:是高分子材料在变形过程中产生的一种缺陷,由于它密度低,对光线反射高为银色。
超塑性:材料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。
脆性断裂:是材料断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形,没有明显预兆,而是突然发生的快速断裂过程。
韧性断裂:是指材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
解理断裂:在正应力作用下,由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
剪切断裂:是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
河流花样:两相互平行但出于不同高度上的解理裂纹,通过次生解理或撕裂的方式相互连接形成台阶,同号台阶相遇变汇合长大,异号台阶相遇则相互抵消。
当台阶足够高时,便形成河流花样。
解理台阶:不能高度解理面之间存在的台阶韧窝:新的微孔在变形带内形核、长大、聚集,当其与已产生的裂纹连接时,裂纹便向前扩展形成纤维区,纤维区所在平面垂直于拉伸应力方向,纤维区的微观断口特征为韧窝。
2 材料的弹性模数主要取决因素:1)键合方式和原子结构2)晶体结构3)化学成分4)微观组织5)温度6)加载方式3决定金属材料屈服强度的因素1)晶体结构2)晶界与亚结构3)溶质元素4)第二相5)温度6)应变速率与应力状态4 金属的应变硬化的实际意义1)在加工方面:利用应变硬化和塑性变形的合理配合,可使金属进行均匀的塑性变形,保证冷变形工艺的顺利实施2)在材料应用方面:应变硬化可以使金属机件具有一定的抗偶然过载能力,保证机件的安全使用。
材料力学性能材料力学性能是指材料在受力作用下的表现,它是材料工程中最基本也是最重要的性能。
其特征可以通过材料的塑性、弹性、韧性、疲劳强度等描述。
一、塑性塑性是指材料在外力作用下,由于内部构造结构的变形而产生的变形能力。
材料受到足够大的外力时,会发生变形,并能保持变形状态。
当外力消失时,材料也可以恢复原来的形状。
塑性可以用弹性模量来衡量,单位为常用的GPa(千兆帕)或Mpa(兆帕)。
二、弹性弹性是指材料在外力作用下,由于内部构造结构的恢复能力而产生的恢复能力。
材料受到外力时,会发生变形,但当外力消失时,材料可以完全恢复原始形状。
弹性可以用弹性模量来衡量,单位为常用的GPa(千兆帕)或Mpa(兆帕)。
三、韧性韧性是指材料在受力作用下,由于内部构造结构的自我修复能力而产生的恢复能力。
当材料受到外力时,会发生变形,但当外力消失时,材料可以恢复部分原始形状。
韧性可以用韧性模量来衡量,单位为常用的GPa (千兆帕)或Mpa(兆帕)。
四、疲劳强度疲劳强度是指材料在受力作用下,由于内部构造结构的疲劳破坏而产生的抗疲劳能力。
当材料受到外力时,会逐渐发生疲劳破坏,最终导致破坏。
疲劳强度可以用抗疲劳模量来衡量,单位为常用的GPa(千兆帕)或Mpa(兆帕)。
五、吸能量吸能量是指材料在受力作用下,由于内部构造结构的吸收能力而产生的吸收能力。
当材料受到外力时,会吸收一定的能量,这就是材料的吸能量。
吸能量可以用吸能量模量来衡量,单位为J/m3。
材料力学性能是材料性能的基础,它可以直接反映出材料的物理性质,并且可以用来衡量材料的强度、硬度等性能。
正确理解材料力学性能,可以为材料工程应用提供重要参考。
1.刚度:指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。
工程商,弹性模量被称为材料的刚度。
2.形变强化:随着塑性变形量的增加,金属流变强度也增加,这种现象称为形变强化或加工硬化。
3.弹性极限:材料有弹性形变过渡到弹-塑性变形时的应力。
4.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。
5.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%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余伸长应为降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到0)的现象。
6.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。
7.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。
8.抗拉强度:韧性金属式样拉断过程中最大力所对应的应力,称为抗拉强度。
9.韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
10.脆性断裂:是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆。
11.磨损:机件表面相接触并做相对运动时,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,
使表面材料逐渐损失,造成表面损伤的现象。
12.冲击韧性:在冲击载荷作用下,金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
13.应力腐蚀开裂:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后所产
生的低应力脆断现象,称为应力腐蚀断裂。
14.等温强度:晶粒强度与晶界强度相等的温度。
15.缺口效应:绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的
急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。
16.腐蚀疲劳:化工设备中许多金属材料构件都工作在腐蚀的环境中,同时还承受着交
变载荷的作用。
与惰性环境中承受交变载荷的情况相比,交变载荷与侵蚀性环境的联合作用往往会显著降低构件疲劳性能,这种疲劳损伤现象称为腐蚀疲劳。
17.等强温度:晶界与晶粒两者强度相等时所对应的温度。
18.应力松弛:在规定温度和初始应力条件下,金属材料中的应力随时间的增加而减小
的现象。
19.粘着腐蚀:又称咬合腐蚀,是在滑动摩擦条件下,因缺乏润滑油,无氧化膜,以致
接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。
20.缺口敏感度:缺口式样的抗拉强度()与等横截面尺寸光滑式样的抗大强度()的
比值表示,称为缺口敏感度。
21.韧脆转变温度:对体心立方晶体金属及合金或者某些密排六方晶体金属及合金当温
度低于某一温度tk时,材料由韧性状态转变为脆性状态,此时的温度为韧脆转变温度。
22.应力腐蚀:金属在拉应力与特定的化学介质的作用下经过一段时间以后产生的低应
力脆断现象。
23.蠕变:金属在长时间的恒温恒载荷作用下,缓慢的产生塑性变形现象。
24.高温疲劳:是指零件在高于材料的0.5Tm(用绝对温度表示的熔点)或高于再结晶温
度时受到交变应力的作用所引起的疲劳破坏。
25.低应力脆断:在应力水平低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象称为低
应力脆断。
26.氢脆:由于氢与应力的共同作用导致金属材料产生脆性断裂的现象。
27.应力状态软性系数:根据材料力学表明,任何复杂应力状态都可以用三个主应力表
示。
根据这三个主应力可以按“最大切应力理论”计算最大切应力,按“相当最大正应力理论”计算最大正应力,而二者的比值表示他们的相对大小,成为应力状态软性系数,记为α。
28.应力幅:每次应力循环中的最大拉应力(取正值)和最小拉应力或压应力(拉应力
取正值,压应力取负值)之差的1/2称为应力幅。
29.应力场强度因子:表征材料断裂的重要参量.是表征外力作用下弹性物体裂纹尖端附
近应力场强度的一个参量。
30.变动载荷:大小或方向随时间变化的载荷,称为变动载荷。
31.抗热震性:主要指陶瓷材料承受一定程度的温度急剧变化而结构不致被破坏的性能
称为抗热震性,又称抗热冲击性或热稳定性。
32.残余应力:构件在制造过程中,将受到来自各种工艺等因素的作用与影响;当这些
因素消失之后,若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失,仍有部分作用与影响残留在构件内,则这种残留的作用与影响。
33.比强度:材料的强度(断开时单位面积所受的力)除以其表观密度。
34.高周疲劳:材料在低于其屈服强度的循环应力作用下,经10000-100000 以上循
环次数而产生的疲劳。
35.约比温度:使用温度与合金熔点的比值,即T/Tm。
36.滑移:指在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面和晶向,相对于另一部分发
生相对移动的一种运动状态。
37.应变时效:在塑性变形时或变形后钢中溶质组元(C、N)与位错弹性交互作用而引
起钢的性能变化。
38.内耗:是指材料在弹性范围内由于其内部各种微观因素的原因致使机械能逐渐转化
成为材料内能的现象。
39.断面收缩率:材料受拉力断裂时断面缩小,断面缩小的面积与原面积之比值叫断面
收缩率。
40.磨损腐蚀:是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中,表面材料与周围介质发生化学
或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象,称为腐蚀磨损。