大连理工大学精品课程-材料力学性能-第三章-冲击韧性
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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。
材料的冲击韧性和低温脆性冲击韧性是指材料在受到冲击或者动态载荷时,能够吸收能量并延展变形的能力。
冲击韧性的高低取决于材料的组织结构和成分,具体包括塑性变形的能力、断裂韧性和强度等。
一般来说,高韧性的材料能够吸收更多的冲击能量,从而具有较好的抗冲击性能。
低温脆性是指材料在低温环境下失去延展性和韧性而表现出脆性断裂的现象。
低温脆性的主要原因与材料的晶体结构和化学成分有关。
低温下,材料的原子和分子运动减慢,晶格结构受到约束而不能发生足够的塑性变形。
当应力超过了材料的极限时,材料会发生断裂而失去韧性。
冲击韧性和低温脆性在一些情况下有着密切的关系。
一些材料在低温下,由于低温脆性的影响,其冲击韧性会明显降低。
例如,常用的金属材料如碳钢和铸铁,在低温下会变脆,从而导致其冲击韧性下降。
这对一些低温环境下工作的设备和结构会带来安全隐患。
为了提高材料的冲击韧性和抵抗低温脆性的能力,通常采取以下几种方法:1.合金化:通过加入合适的合金元素来调节材料的组织结构和晶体缺陷,从而改善材料的冲击韧性和低温脆性。
例如,在铝合金中添加适量的锂可以提高其低温强度和塑性。
2.热处理:通过热处理过程来改变材料的晶体结构和组织形态,从而提高材料的冲击韧性和低温韧性。
热处理包括淬火、回火等工艺,可以使材料得到均匀细小的晶粒和相关的析出相,从而提高其延展性和韧性。
3.添加增强相:通过向材料中添加纳米颗粒、纤维等增强相,可以改善材料的力学性能,包括冲击韧性和低温脆性。
这些增强相可以阻碍位错移动和晶格滑移,从而增加材料的塑性变形能力。
4.提高材料的变形能力:通过控制材料的加工过程和热处理工艺,使材料得到均匀细小的晶粒和相关的析出相,从而增加其变形能力。
这样,材料在受到冲击时能够承受更大的变形而不发生断裂。
综上所述,冲击韧性和低温脆性是材料力学性能的两个重要指标,对于材料在不同温度和应力条件下的可靠性和安全性具有重要影响。
通过合金化、热处理、添加增强相和提高材料的变形能力等方法,可以提高材料的冲击韧性和低温脆性,从而满足不同工程应用和环境条件下的需求。
一、填空:1.提供材料弹性比功的途径有二,提高材料的__________________________ ,或降低 ___________ 。
2.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应,因此包申格效应是_____________ 具有的普遍现象。
3.材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段,根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程,可以将断裂分为 _______________ 与_______________ ;按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径,分为 _________________ 和________________ ;按照微观断裂机理分为 _____________ 和___________ ;按作用力的性质可分为_________ 和_________ 。
4•滞弹性是指材料在_______ 范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加的 _________ 现象,滞弹性应变量与材料—、__________ 有关。
5.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力_______ ;反向加载,规定残余伸长应力__________ 的现象。
消除包申格效应的方法有 ____________ 和____________ 。
6. _______________________________ 单向静拉伸时实验方法的特征是、、 _____________________________________ 必须确定的。
7.过载损伤界越_____ ,过载损伤区越—,说明材料的抗过载能力越强。
8.依据磨粒受的应力大小,磨粒磨损可分为___________________ 、___________ 、 _____________________ 三类。
9. _________________________________ 解理断口的基本微观特征为____ 、 _________________________________________ 和____________ 。