材料力学性能考试题

一、名词解释

Ak：冲击吸收功，表示冲击试样变形及断裂消耗的功。

KIC：断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。

KⅠ：应力场强度因子，表示裂纹尖端应力场的强弱。△Kth：疲劳裂纹扩展门槛值，表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能。NSR：静拉伸缺口敏感度，金属材料的缺口敏感性指标，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。

ψ：断面收缩率，是试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，反映了材料局部变形的能力。

σ-1：疲劳极限，试样经无限次循环也不发生疲劳断裂，将对应的应力称为σ-1。

σ0.2：屈服强度，对于无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形（0.2%）时的应力，作为该钢的屈服强度。

στt：持久强度极限，材料在规定温度（t）下，达到规定的持续时间（τ）而不发生断裂的最大应力。

σtε:蠕变极限，在规定温度（t）下，使试样在规定时间内产生的稳态蠕变速率（ε）不超过规定值的最大应力。

σtδ/τ：蠕变极限，在规定温度（t）下和规定的试验时间（τ）内，使试样产生的蠕变总伸长率（δ）不超过规定值的最大

应力。

E：弹性模量，表征材料对弹性变形的抗力。

σs：屈服点，呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力。σbc：抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。

δ：断后伸长率，是试样拉断后标距的长度与原始标距的百分比。

G：切变模量，在弹性范围内，切应力与切应变之比称为G。

σbc：抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。

σbb：抗弯强度，指材料抵抗弯曲不断裂的能力。

GI：裂纹扩展力，表征裂纹扩展单位长度所需的力。

σp：比例极限，应力与应变成直线关系的最大应力。

σe：弹性极限，由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。

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。

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。

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。

塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久变形的能力.

韧性：指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。

循环韧性：指在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力。

低温脆性：试验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态变为

脆性状态，冲击吸收功明显下

降，断裂机理由微孔聚集型变为

穿晶解理型，断口特征由纤维状

变为结晶状，

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

来的形状，这种可恢复的变形称

为弹性变形。

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。

力学行为：材料在外力载荷，

环境条件及其综合作用下所表

现的行为和特征。

失效：材料的力学性能不能满

足服役条件的要求而失去原有

功能的现象。（磨损，腐蚀，断

裂）

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。

冲击韧性：是指材料在冲击载

荷作用下吸收塑性变形功和断

裂功的能力。

氢致延滞断裂:由于氢的作用

产生的延滞断裂现象。

疲劳：金属机件或构件在变动

应力和应变长期作用下，由于累

计损伤而引起的断裂现象。

接触疲劳：机件两接触面做滚

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

生小片或小块金属剥落而使材

料流失的现象。

过载损伤：金属机件偶然过载，

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。

过载持久值：表征材料抵抗过

载的能力。

应力腐蚀现象：金属在拉应力

和特定的化学介质共同作用下，

经过一段时间所产生的低应力

脆断现象。

磨损：机件表面相接触并作相

对运动时，由于摩擦使摩擦表面

逐渐有微小颗粒分离出来形成

磨屑，使表面材料逐渐损失，导

致机件尺寸变化和质量损失，造

成表面损伤的现象。

疲劳磨损：在交变剪应力的影

响下，裂纹容易在最大剪应力处

成核，并扩展到表面而产生剥

落，在零件表面形成针状或豆

状凹坑，造成疲劳磨损。

氢脆：由于氢与应力的共同作

用而导致金属材料产生脆性断

裂的现象。

蠕变极限：金属在长时间的恒

温，恒载荷

作用下的塑性变形抗力指标。

蠕变：指在一定温度下，承受

力的长期作用时产生的不可回

复的塑性变形的现象。

蠕变现象：金属材料随着温度

的升高，强度逐渐降低，断裂方

式由穿晶断裂逐渐向沿晶断裂

过渡。

粘弹性：聚合物受载时，其力

学行为显示弹性和粘性两种变

形机理，应力同时与应变和应变

速率有关。

粘着磨损：粘着磨损是接触表

面相互运动时，因固相焊合作用

使材料从一个表面脱落或转移

到另一表面而形成的磨损，又称

咬合磨损。

磨粒磨损：摩擦副的一方表面

存在坚硬的细微凸起或在接触

面向存在硬质粒子时产生的磨

损。

二．填空题

1、典型的疲劳断口宏观上可以

分为三个区：（疲劳源）、（疲劳

区）和（瞬断区）。

2、疲劳断口的主要宏观特征为

（贝纹线/海滩状花样），微观特

征是（疲劳条带）。

3、疲劳断裂按断裂寿命和应力

水平可分为（高周疲劳）和（低

周疲劳）。

4、断裂分为（裂纹形成）和（扩

展）两阶段。按照金属断裂前是

否发生明显的宏观塑变断裂可

以分为（韧性断裂）和（脆性断

裂）两类。

5、拉伸断口的三要素是（韧性

断裂），（宏观断口呈杯锥状），

（由纤维区，放射区和剪切唇三

个区域组成）。微孔聚集型断裂

的微观断口特征是（韧窝）。解

理断裂的微观特征主要有（舌状

花样）、（河流花样）；沿晶断裂

的微观特征为（冰糖状）断口和

（晶粒状）断口。

6、应力腐蚀是指金属在（拉应

力）和（特定的化学介质）的共

同作用下，经过一段时间后产生

的低应力脆断现象。其微观断口

可以看到呈（枯树枝）状的显微

裂纹、呈（泥状）花样的腐蚀产

物和（腐蚀坑）。

7、退火态低碳钢在单向静拉伸

载荷作用下，先后依次发生如下

力学行为（弹性变形）（弹性塑

性变形）和（断裂）。在其屈服

阶段，常用（塑性变形为0.2%）

对应的应力作为屈服强度。

8、材料的软性系数α值越大，

最大切应力分量越大，表示应力

状态越（软），越易于产生（塑

性变形）和（韧性断裂）。为测

量脆性材料的塑性，常选用应力

状态软性系数α值（等于2）的

实验方法。

9、在缺口冲击实验中，缺口试

样的厚度越大，试样的冲击韧性

越（小），韧脆转变温度越（高）。

10、在扭转实验中，塑性材料的

断裂面与试样轴线（垂直）；脆

性材料的断面与试样轴线（成

45°角）。

三、简答题

1、粘着磨损产生的条件是什

么？如何预防粘着磨损的产

生？

条件：滑动摩擦，相对滑动速度

较小；缺乏润滑油，表面没有氧

化膜；单位法向载荷很大，接触

应力超过实际接触点处的屈服

强度。

合理选择摩擦副材料，尽量选择

互溶性少，粘着倾向少的材料配

对。

预防：避免或阻止两摩擦副间直

接接触，增强氧化膜的稳定性，

提高氧化膜与基体的结合力；降

低接触表面粗糙度，改善表面润

滑条件等。

可采用表面渗硫，渗磷，渗氮等

表面处理工艺，在材料表面形成

一层化合物层或非金属层，既降

低接触层原子间结合力，减少摩

擦系数，又避免直接接触控制摩

擦滑动速度和接触压应力，可使

粘盖磨损大为减轻。

2、与拉伸试验比扭转试验有何

特点？

1）扭转的应力状态比拉伸大；2）

试样截面的应力分布不均匀，表

面最大越往心部越小；3）圆柱

形试样扭转时整个试样长度上

的塑性变形是均匀的，试样的标

距长度和截面积基本保持不变，

不会出现颈缩现象；4）扭转时

最大正应力与最大切应力在数

值上大体相等，而生产上实际所

使用的大部分金属材料的正断

强度大于切断强度。

3、与拉伸试验相比弯曲试验有

何特点？

A，试样形状简单，操作方便，

不存在拉伸试验时的试样偏斜

对试验结果的影响，并可用试样

弯曲的挠度显示材料的塑性。B，

弯曲试样受拉，一侧受压，表面

应力最大，故可较灵敏地反映材

料的表面缺陷。C，对于脆性难

加工的材料，可用弯曲代替拉

伸。

4、解释铸铁压缩比拉伸塑性大

的原因

压缩比拉伸的应力状态软性系

数高，应力状态软性系数越高，

其切应力分量越大，位错的驱动

力越大，在载荷大小一定的前提

下，塑性变形能力越大，塑性越

高。

5、说明低碳钢淬火强化的机理

固溶强化：碳固溶回火马氏体

中，导致a-Fe晶格畸变产生应

力场，与位错的应力场交互作

用，从而阻碍位错的运动。由奥

氏体变为马氏体时，发生体积膨

胀，在马氏体中产生位错，由于

位错的交互作用，位错的运动阻

力增大。一个奥氏体晶粒中，可

以形成方向不同的多个马氏体

板条来，其界面对位错的运动产

生障碍。

6、何谓低温脆性？产生低温脆

性的原因是什么？

材料冲击韧度值随温度的降低

而减小，当温度降到某一温度范

围时，冲击韧度急剧下降，材料

由韧性状态转为脆性状态，冲击

吸收功明显下降，断裂机理由微

孔聚集型变为穿晶解理型，断口

特征由纤维状变成结晶状，这就

是低温脆性；

产生原因：低温脆性是材料屈服

强度随温度下降急剧增加的结

果。对于体心立方金属是派纳力

起主要作用。屈服点的变化随温

度下降而升高，但材料的解理断

裂强度却随温度变化很小。

7、为何bcc结构的金属及合金

比fcc结构的金属及合金更易

产生低温脆性？

对于体心立方金属来说，随温度

的下降屈服强度上升剧烈，但形

变硬化速率却对温度不太敏感，

因此随着温度的下降其抗拉强

度与屈服强度的差别基本保持

不变，而延伸率则越来越低。这

样当屈服强度上升到和其解理

断裂抗力相等时，材料就发生脆

断。对于面心立方金属来说，屈

服强度随温度降低基本不变，但

加工硬化却迅速上升，相应的也

抗拉强度迅速上升，均匀延伸率

随温度的降低不是减小而是明

显增加，故面心立方没有冷脆现

象。

7、在bcc结构的金属及合金加

入何种合金元素能够有效的防

止低温脆性的产生？为什么？

加入Ni和Mn能显著降低冷脆转

变温度，Ni减小低温时的σi

和Ky，故韧性提高，Ni还增加

层错能，促进低温时螺位错交滑

移，使裂纹扩展消耗功增加，故韧性增加。

8、接触疲劳的分类及各自的特征？

按剥落裂纹的起始位置及形态分：○1麻点剥落（点蚀）：深度在0.2mm一下的小块剥落，常呈针状或痘状凹坑、截面呈不对称V形。○2浅层剥落：深度在0.2—0.4mm，剥块底部大致和表面平行，裂纹走向与表面成锐角和垂直。○3深度剥落（表面压碎）：深度和表面强化层深度相当，裂纹走向与表面垂直。

9、疲劳裂纹易于在零件表面产生的原因

表面经历受周围介质作用，表面经历易受损伤；表面晶粒不完全被其他晶粒包困，塑性变形约束小；弯曲、扭转载荷作用在表面应力最大，所以表面滑移而诱发裂纹。

10、疲劳裂纹容易在什么部位产生？其原因是什么？

（1）滑移带开裂产生裂纹：金属在循环应力长期作用下，即使其应力低于屈服应力，也会发生循环位移并形成循环滑移带，随着加载循环周次的增加，循环滑移带不断加宽，当加宽到一定程度是，由于位错的塞积和交割作用，便在驻留滑移带形成微裂纹，驻留滑移带在加宽过程中，还会出现挤出脊和侵入沟，于是产生应力集中和空洞，进过一定循环后也会产生微裂纹。（2），相界面开裂产生裂纹：第二相阻碍位错运动，十位错堆积，从而产生应力集中，进而第二相与基体脱离或破碎，产生裂纹，第二相夹杂物应“少、园、小、匀”，以提高疲劳抗力。（3）晶界亚晶界开裂产生裂纹：晶界强化，细化等也会使晶界开裂。（4），材料内部的缺陷如气孔，夹杂，分层，各向异性，相变或晶粒不均匀等，都会因局部的应力敬重而引发裂纹。

11、影响聚合物强度的因素有哪些？

（1）高分子链极性大或形成氢键能显著提高强度。（2）主链刚性大、强度高。但是链刚性太大，会使材料变脆。（3）分子链支化程度增加，降低抗拉强度。（4）分子间适度进行交联，提高抗拉强度；但交联过多，因影响多子链取向，反而降低强度。

12、说明高温塑性成形比低温塑性变形抗力低的原因

温度越高，原子热运动能力越高，原子间作用越小，位错运动阻力越低。当温度高于材料的动态恢复及动态再结晶温度时，材料在发生塑变的同时，发生动态的再结宏观上不显示加工硬化。如果在高温奥氏体区塑变，fcc 的可动滑移系比低温时bcc的可动滑移系多，塑变能力大。13、说明同一种钢材淬火后低温回火的塑性比高温回火低的原因

低温回火为回火马氏体，高温回火为回火索氏体，回火马氏体中的碳化物比回火索氏体中碳的细小弥散；弥散分布细小的硬质碳化物，对位错产生斥力；位错在外加切应力和第二相力的综合作用下发生弯曲，绕过第二相颗粒形成位错环，位错环对后续位错运动产生斥力。当颗粒体积分数f一定时，粒子尺寸r越小、

位错运动障碍越多，位错的自由

行程越小，强度越高，。。。减小。

14、如何从宏观和微观特征判

断一种金属材料断裂所欲韧性

断裂还是脆性断裂？

脆性断口：宏观特征，在断裂前

没有可以观察到的塑性变形，断

口一般与正应力垂直，断口表面

平齐，断口边缘没有剪切“唇口”

(或很小)。微观特征，脆性断

裂的微观判据是解理花样和沿

晶断口形态。低倍下，断口平齐

而光亮，常呈放射状或结晶状，

暗灰色；高倍下，断口呈结晶状。

根据裂纹扩展方式分1）穿晶

断裂2）沿晶断裂，特征：断口

形貌常呈冰糖状，暗灰色；3）

解理断裂，穿晶断裂与沿晶断裂

的区别在于：一般穿晶断裂不需

要沿着某一晶面进行，而解理断

裂则是沿一定的晶面进行的断

裂。

韧性断裂：特征：低倍下，断口

呈纤维状，暗灰色；高倍下，断

口呈韧窝状。

光滑圆柱拉伸试样的宏观韧性

断口常呈杯锥形状，该断口分为

三部分，即：纤维区，放射区，

剪切唇。

15、在测试布氏硬度时，为了

保证测试结果准确有效，应注

意哪些条件？

试样厚度为h的10倍，

D=0.25-0.6D，在试样厚度足够

时，应尽可能选用10mm直径的

压力。

16、针对下列材料、组织或物

相给出一种合适的硬度测试方

法。

A,退火态低碳钢（洛氏硬度）。B，

奥氏体（显微硬度）。C，高硬度

铸件（洛氏硬度）。D，渗碳层的

硬度分布（显微硬度）。E，淬火

钢马氏体（洛氏硬度）。F，灰铸

铁（布氏硬度）。G，鉴别钢中的

隐晶马氏体与残余奥氏体（显微

硬度）。H，仪表小黄钢齿轮（维

氏硬度）。I，龙门刨床导轨（肖

氏硬度）。J，渗氮层（表面洛氏

硬度）。K，高速钢刀具（洛氏硬

度）。L，硬质合金（洛氏硬度）。

17、分析处于软玻璃态的聚合

物的变形特点及机理

特点：1）a点以下为普通弹性

变形，as段对应的变形是由于

外力作用迫使链段运动所引起

的，是为受迫高弹性变形；2）

去除外力后，因温度在tg以下，

缺少链段运动的能量，故受迫高

弹性变形被保留下来，其量可达

300%—1000%，但如将聚合物加

热到tg温度以上，这种变形可

消除；3）在s点屈服后，应力

一般会有所下降，试样截面积同

时减小，随后的塑性变形使分子

链沿外力方向取向，由于塑性变

形抗力增大，应力应变曲线又上

升，直至断裂。机理：玻璃态的

温度较低，分子热运动的能力

低，处于所谓的“冻结”状态，

除链段和链节的热振动、链长和

链角的变化外，链段不能做其他

形式的运动，因此受力时产生的

弹性变形来源于键长及键角的

改变。

18、一板状弹簧，在热处理后

进行喷丸，其疲劳强度提高，

解释其原因

喷丸后使弹簧表面发生塑性变

形，塑性变形后，位错、空位等

缺陷大大增加，点阵畸变增加产

生加工硬化，使表面的强度增

高，抵抗表面滑移能力越强，可

阻止裂纹在表面产生，疲劳度越

高，产生表面残余压应力，降低

缺口应力集中系数及缺口敏感

度，削减拉应力，阻碍裂纹的产

生及扩展。

19、某工件经过滚压后其表面

硬度较滚压前有明显提高。

工件经过滚压，其表面发生塑性

变形，晶粒发生滑移，出现位错

缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维

化，金属内部产生残余应力，引

起加工硬化，塑形降低，硬度上

升。

20、金属材料经过热处理后细

化了晶粒，其在常温下的疲劳

强度得到提高，但是其抗蠕变

性能却明显降低。

经热处理后细化了晶粒，晶粒小

晶界多，晶界是位错运动的阻

碍。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，相邻晶粒中的位错源开动所

需的外加应力提高，屈服强度增

加，疲劳强度提高。蠕变断裂主

要是沿晶断裂，晶粒细化后晶粒

小，晶界多，而晶界的滑动引起

的应力集中与空位的扩散起着

重要作用，促进了蠕变的形核和

扩展，并且晶粒细化后降低了材

料的蠕变极限和持久强度，因此

蠕变性能明显降低。

21、结合下图分析处于线性非

晶态聚合物在不同温度下的变

形特点？

随所处温度不同、聚合物处于不

同状态。随温度的升高，分别处

于A：玻璃态B：过渡态C：高

弹态D：过渡态E粘流态；；在

外力和加载速率恒定条件下，聚

合物在玻璃态的变形量最小；在

高弹态时聚合物的变形量大，且

几乎与温度无关；在粘流态时，

聚合物的变形量随温度升高急

剧增加。

22、对于原始组织为铁素体+

珠光体的含碳量低于0.2%的钢

经过等温淬火后得到马氏体组

织其强度明显提高？

新相与母相晶格类型不同，晶格

阻力不同。M为体心立方结构，

碳原子在α-Fe中起了强化作

用。

23、某工件经过强化喷丸后其

疲劳强度较滚压前有明显提

高？

经过强化喷丸后，表面晶粒发生

滑移，出现位错缠结，使晶粒拉

长，破碎和纤维化，使其产生残

余压应力、引起加工硬化，故塑

性降低，疲劳强度升高。

24、有一种弹簧由于产生了过

量弹性变形导致其不能正常工

作，试分析是什么力学性能指

标不足导致了其失效，可以采

取哪些措施防止其失效？

过量弹性变形后塑性变形，表

明其对塑性变形的抗力不足，即

弹性极限过低所致；措施：采用

含碳量较高的弹簧钢，加入Si、

Mn、Cr、V等元素合金化，采用

淬火+中温回火获得回火屈氏

体，采用加工硬化提高其弹性极

限。

25、防止应力腐蚀的措施

1）降低或消除应力：避免或减

少局部应力集中；进行消除应力

处理；采用喷丸或其它表面处理

方法。2）控制环境：避免在敏

感介质中使用；加入缓蚀剂；保

护涂层；电化学保护。 3）改

善材质：正确选材；开发耐应力

腐蚀新材料；改变组织和减少杂

质。

26、焊接船只比铆接船只易发

生脆性破坏的原因

焊接的热影响区晶粒粗大；存在

成分偏析；在晶界有夹杂物和第

二相析出，导致其塑性和韧性

低。铆接基体金属不存在组织性

能的明显变化。

27、何为过载损伤？产生过载

损伤的原因是什么？

过载损伤：金属机件偶然加载，

在高于疲劳极限的应力水平下

运转一定周次后，其平疲劳极限

的应力水平运转，转一定周次

后，其疲劳极限或疲劳寿命减

小，造成过载损伤。原因：材料

内部存在裂纹，σ＜σ-1时裂

纹非扩展，裂纹由于积累，尺寸

增大，经一定周次后，其尺寸＜

非扩展临界尺寸，σ-1不变，

即不造成过载损伤，若其尺寸≥

非扩展裂纹临界尺寸，则σ-1

降低，即造成过载损伤。

28、磨粒磨损的机理和过程。

提高磨粒磨损抗力的主要措施

磨粒对摩擦表面产生的微切削

作用，塑性变形，疲劳破坏或脆

性断裂产生的，或是它们综合作

用的结果。措施：（1）对于以切

削作用为主要机理的磨粒磨损

应增加材料硬度（2）根据机件

服役条件，合理选择耐磨材料

（3）采用渗碳，碳氮共渗等化

学热处理（4）注意机件防尘和

清理。

29、银纹与裂纹的区别

银纹有空洞切孔洞之间还有称

为银纹质的聚合物，裂纹不含聚

合物，银纹质能承受应力，所以

银纹区仍有力学强度但其密度

较低，银纹的折光指数比聚合物

本体低，所以聚合物拉伸试样表

现发白，银纹具有可逆性，在压

应力作用下或晶玻璃化温度以

上退火处理，银纹将会减少或消

失。

30、说明过载在交变载荷作用

下的零件的使用寿命及其疲劳

极限都有何影响

疲劳极限和疲劳寿命可能没有

变化，也可能有所降低，这要具

体视材料所受过载应力及相应

的累积过载周次而定，若金属在

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，这就造成了过载损

伤，引起过载损伤需要一定的过

载应力和一定的应力循环周次

相配合。

31、试样表面存在缺口对其强

度和塑性有何影响

（缺口效应）由于缺口的存在，

在静载荷作用下，缺口截面上的

应力状态将发生变化，产生缺口

效应。在弹性状态下:缺口引起

应力集中，改变了缺口前方应力

状态。由单向应力状态变为两向

或三向应力状态。在塑性状态下:

缺口使塑性材料产生缺口附加

强化，使强度增加，塑性降低

32、细化晶粒不仅是材料的屈

服强度增高而且其塑形也提高

①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。②晶粒内部位错塞积的数量减少，位错塞积群前端应力降低；晶界面积增加，分布于晶界附近的杂质浓度降低，晶界强度提高；一定体积金属内的晶粒数增多，晶粒之间的位错相差减小。因此晶界不易分开，塑性变性被更多晶粒分担，塑性提高。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。

33、解释淬火后随着回火温度的增加，材料的硬度会随着降低

①回火温度小于250低温回火，随温度升高，第二相聚集长大，位错自由行程降低，析出碳化物分布的组织，钢的强度较高。②回火温度300-500中温回火，原子扩散能力增强，柯氏气团消失，钢的强度降低。③回火温度500-650高温回火，原子的恢复作用，导致空位消失位错的钉扎作用减小，钢的强度降低。34、说明同一种钢材淬火后低温回火的塑性比高温回火低的原因

低温回火为回火马氏体，高温回火为回火索氏体，回火马氏体中的碳化物比回火索氏体中碳的细小弥散；弥散分布细小的硬质碳化物，对位错产生斥力；位错在外加切应力和第二相力的综合作用下发生弯曲，绕过第二相颗粒形成位错环，位错环对后续位错运动产生斥力。当颗粒体积分数f一定时，粒子尺寸r越小、位错运动障碍越多，位错的自由行程越小，强度越高减小。35、珠光体对第二相的影响

1）片状珠光体，位错的移动被限制在渗碳体片层之间。所以渗碳体片层间距越小，珠光体越细，其强度越高。2）粒状珠光体，位错钱与第二相球状粒子交会的机会减少，即位错运动受阻的机会减少，故强度降低，塑性提高。3）渗碳体以连续网状分布于铁素体晶界上时，使晶粒的变形受阻于相界，导致很大的应力集中，因此强度反而下降，塑性明显降低。

36、影响蠕变断裂的因素

1)在高应力高应变速率下，温度低时，金属材料通常发生滑移引起的解理断裂或晶间断裂，这属于一种脆性断裂方式。2)在高应力高应变速率下，温度高于韧脆转变温度时，断裂方式从脆性解理和晶间断裂转变为韧性穿晶断裂。它是通过在第二相界面上空洞生成、长大和连接的方式发生的，断口的典型特征是韧窝。

3)在较低应力和较高温度下，通过在晶界空位聚集形成空洞。37、影响蠕变性能的主要因素（1）化学成分：a.在金属基体中加入铬、相、钨、铝等合金元素, 除产生固溶强化作用外，还因为合金元素使层错能降低，易形成扩展位错，且溶质原子与溶剂原于的结合力较强，增大了扩散激活能，从而提高了蠕变极限； b.稀土等增加晶界激活能的元素。(2)组织结构:对于金属材料，采用不同的热处理工艺，可以改变组织结构，从而改变热激活运动的难易程度。 (3)晶粒度:对于金属材料，当使用温度低于等强温度时，细化晶粒可以提高钢的强度；当使用温度高于等强温度时，粗化晶粒可以提高钢的蠕变极限和持久强度，但是，晶粒太大会降低钢的高温塑性和韧性。

材料力学性能考试答案

《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 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？ 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】 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。 3、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？【P21】 答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的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；而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，因而危害性很大。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 5、 何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？ 答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。 【P32】 答： 212?? ? ??=a E s c πγσ，只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： （1）应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τ max 和最大正应力σmax 比值，即： () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 （2）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。【P44 P53】 （3）缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σ b 的比值，称为缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 （4）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。【P49 P58】 （5）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 【P51 P60】。 （6）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

材料力学性能考试题及答案

07 秋材料力学性能 一、填空：（每空1分,总分25分） 1.材料硬度的测定方法有、和。 2.在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、和。 3.平均应力越高，疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切 应力为,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；塑性材料切口根 部裂纹形成准则遵循断裂准则； 7.外力与裂纹面的取向关系不同，断裂模式不同，张开型中外加拉 应力与断裂面，而在滑开型中两者的取向关系则为。 8．蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。 9．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。 10．深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。

11．诱发材料脆断的三大因素分别是、和 。 二、选择：（每题1分，总分15分） （）1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a）耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 （）2. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度 a)高b)低c) 相等d) 不确定 （）3.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10／3000／30 b) 150HRA3000／l0／ 30 c) 150HRC30／3000／10 d) 150HBSl0／3000／30 （）4.对同一种材料，δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 （）5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 （）6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁（）7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直，因而 它是最危险的一种断裂方式。

工程材料力学性能课后习题答案

《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 (σP)或屈服强度(σS)增加；反向加载时弹性极限(σP)或屈服 强度(σS)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性能? 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、什么是包申格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包申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。

安徽工业大学材料力学性能复习总结题

安徽工业大学材料力学性能复习总结题 第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能— 1、名词解释 强度、塑性、韧性、包申格效应 2、说明下列力学性能指标的意义 E、σ0.2、σs、n、δ、ψ 3、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，你选择哪些材料作机床床身？为什么？ 4、试述并画出退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸-伸长曲线图上的区别。 *5、试述韧性断裂和脆性断裂的区别？（P21-22） 6、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？ 7、何谓拉伸断口三要素？ 8、试述弥散强化与沉淀强化的异同？ 9、格雷菲斯判据是断裂的充分条件、必要条件还是充分必要条件？*10、试述构件的刚度与材料的刚度的异同。(P4)

第二章金属在其它静载荷下的力学性能— 1、名词解释 缺口效应、缺口敏感度、应力状态软性系数 2、说明下列力学性能指标及表达的意义 σbc、NSR、600HBW1/30/20 3、缺口试样拉伸时应力分布有何特点？ 4、根据扭转试样的宏观断口特征，可以了解金属材料的最终断裂方式，比如切断、正断和木纹状断口。试画出这三种断口特征的宏观特征。 第三章金属在冲击载荷下的力学性能— 1、名词解释 低温脆性、韧脆转变温度 2、说明下列力学性能指标的意义 A K、FATT50 3、现需检验以下材料的冲击韧性，问哪种材料要开缺口？哪些材料不要开缺口？为什么？ W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V、40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi、铸铁

第四章金属的断裂韧度— 1、名词解释 应力场强度因子K I、小范围屈服 2、说明断裂韧度指标K IC和K C的意义及其相互关系。 3、试述K I与K IC的相同点和不同点。 4、试述K IC和A KV的异同及其相互关系。 *5、合金钢调质后的性能σ0.2＝1400MPa, K IC=110MPa?m1/2，设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹，所受应力σ＝900MPa，问此时的临界裂纹长度是多少？ *6、有一大型薄板构件，承受工作应力为400MN/m2，板的中心有一长为3mm的裂纹，裂纹面垂直于工作应力，钢材的σs＝500 MN/m2，试确定：裂纹尖端的应力场强度因子K I及裂纹尖端的塑性区尺寸R 。

材料级《材料力学性能》考试答案AB

贵州大学2007-2008学年第一学期考试试卷 A 缺口效应； 因缺口的存在，改变了缺口根部的应力的分布状态，出现： ① 应力状态变硬(由单向拉应力变为三向拉应力)； ② 应力集中的现象称为缺口效应。 解理台阶； 在拉应力作用下，将材料沿某特定的晶体学平面快速分离的穿晶脆性断裂方式称为解理断裂，称该晶体学平面为解理平面；在该解理平面上，常常会出现一些小台阶，叫解理台阶；这些小台阶有汇聚为大的台阶的倾向，表现为河流状花样。 冷脆转变； 当温度T ℃低于某一温度T K 时，金属材料由韧性状态转变为脆性状态，材料的αK 值明显降低的现象。 热疲劳； 因工作温度的周期性变化，在构件内部产生交变热应力循环所导致的疲劳断裂，表现为龟裂。 咬合磨损； 在摩擦面润滑缺乏时，摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合，并产生形变强化作用，其强度、硬度均较高，在随后的相对分离的运动时，因该咬合的部位因结合紧密而不能分开，引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离，咬合吸附于另一摩擦面上，导致该摩擦面的物质颗粒损失所形成的磨损。 二、计算题（共42分,第1题22分，第2题20分） 1、一直径为10mm ，标距长为50mm 的标准拉伸试样，在拉力P=10kN 时，测 得其标距伸长为50.80mm 。求拉力P=32kN 时，试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。（14分） 该试样在拉力达到55.42kN 时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到67.76kN 后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm ，最小处截面直径为8.32mm ；求该材料的屈服极限σs 、断裂极限σb 、延伸率和断面收缩率。（8分） 解： d 0 =10.0mm, L 0 = 50mm, P 1=10kN 时L 1 = 50.80mm ；P 2=32kN 因P 1、P 2均远小于材料的屈服拉力55.42kN ，试样处于弹性变形阶段，据虎克 得 分 评分人

材料力学性能课后习题答案

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．xx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。 1、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？

材料力学性能习题及解答库

第一章习题答案 一、解释下列名词 1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 2、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。 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，称为金属的循环韧性。 4、包申格效应：先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现ζ e 升高或降低的现 象。 5、解理刻面：大致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：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。韧性：指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力 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、河流花样：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。 9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，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，一定是脆断，且较为严重，为最低级。穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。 11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。 二、说明下列力学指标的意义 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、Z r 、Z 0.2、Z s: Z r :表示规定残余伸长应力，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。ζ 0.2:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。 Z S:表征材料的屈服点。 3、Z 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，它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬 化行为的性能指标。 5、3、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。 Δgt 是最大试验力的总伸长率，指试样拉伸至最大试验力时标距的总伸长与原始标距的百

材料力学性能实验(2个)讲解

《材料力学性能》实验教学指导书 实验总学时：4 实验项目：1.准静态拉伸 2. 不同材料的冲击韧性 材料科学与工程学院实验中心 工程材料及机制基础实验室

实验一 准静态拉伸 一、实验目的 1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。 2．测定低碳钢的屈服极限σs ，强度极限σb ，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。 3．测定铸铁的强度极限σb 。 4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。 二、概述 静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。一方面，由静载拉伸试验测定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际意义。另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能的基本试验方法。 静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合，载荷缓慢施加。 在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一系列的强度指标（屈服强度s σ和抗拉强度b σ）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）。通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线，即P —Δl 曲线，习惯上称此曲线为试样的拉伸图。图1即为低碳钢的拉伸图。 试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。当载荷增加到一定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷s P ，s P 除以试样原始横截面面积Ao 即得到屈服极限s σ： s s A P = σ 试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。当载荷达到最大值b P 后，试样的某一部位截面积开始急剧缩小，出现“缩颈”现象，此后的变形主要集中在缩颈附近，直至达到 P b 试样拉断。P b 除以试样原始横截面面积A 0即得到

氧化铝陶瓷材料力学性能的检测

实验二 氧化铝陶瓷材料力学性能的检测 为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上，本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。 1.弯曲强度 弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种，如图1-1所示。四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲，弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的，因此四点弯曲得到的结果比较精确。而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲，所以计算的结果是近似的。但是这种近似满足大多数工程要求，并且三点弯曲的夹具简单，测试方便，因而也得到广泛应用。 图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图 由材料力学得到，在纯弯曲且弹性变形范围内，如果指定截面的弯矩为M ，该截面对 中性轴的惯性矩为I z ，那么距中性轴距离为y 点的应力大小为： z I My =σ 在图1-1的四点弯曲中，最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =???? ???=z I y a P max max 21σ?????圆形截面 16矩形截面 332D Pa bh Pa π 其中P 为载荷的大小，a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离，b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度，而D 为圆形截面试样的直径。因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。 而对于三点弯曲，最大应力出现在梁的中间，也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点，其大小为：

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07秋材料力学性能 得分一、填空：（每空 1 分, 总分 25 分） 1.材料硬度的测定方法有、和。 2.在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、和。 3.平均应力越高，疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下 , 在圆杆横截面上无正应力而只有, 中心处切应力为,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则； 塑性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则； 7.外力与裂纹面的取向关系不同，断裂模式不同，张开型中外加 拉应力与断裂面，而在滑开型中两者的取向关系则为。 8．蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。 9 ．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分 为、和腐蚀磨损等。

10．深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。 11．诱发材料脆断的三大因素分别是、和 。 得分 二、选择：（每题 1 分，总分 15 分） （）1.下列哪项不是陶瓷材料的优点 a）耐高温b)耐腐蚀c)耐磨损d) 塑性好 （）2.对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度 a)高b)低c)相等d)不确定 （）3.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150 的正确表示应为 a) 150HBW10／ 3000 ／ 30b)150HRA3000／ l0 ／ 30 c)150HRC30／3000／10 d) 150HBSl0 ／3000／ 30 （）4. 对同一种材料，δ5比δ10 a)大b)小c)相同d)不确定 （）5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件b)灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢d)陶瓷 （）6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45 钢 b) 40Cr钢c) 35CrMo钢d)灰铸铁

材料力学性能复习资料全

一、说明下列力学性能指标的意义 1) P σ 比例极限 2) e σ 弹性极限 3) b σ抗拉强度 4) s τ扭转屈服强度 5) bb σ抗弯强度 6) HBW 压头为硬质合金球时的布氏硬度 7) HK 显微努氏硬度 8) HRC 压头为顶角120金刚石圆锥体、总试验力为1500N 的洛氏硬度 9) KV A 冲击韧性 10) K IC 平面应变断裂韧性 11) R σ应力比为R 下的疲劳极限 12) K th 疲劳裂纹扩展的门槛值 13) ISCC K 应力腐蚀破裂的临界应力强度因子 14) /T t εσ给定温度T 下，规定试验时间t 产生一定的蠕变伸长率δ的蠕变极限 15) T t σ给定温度T 下，规定试验时间t 发生断裂的持久极限 二、单向选择题 1）在缺口试样的冲击实验中，缺口越尖锐，试样的冲击韧性（ b ）。 a) 越大； b) 越小；c ) 不变；d) 无规律 2）包申格效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限（ b ）的现象。 a) 升高 ；b) 降低 ；c) 不变；d) 无规律可循 3）为使材料获得较高的韧性，对材料的强度和塑性需要（ c ）的组合。 a) 高强度、低塑性 ；b) 高塑性、低强度 ；c) 中等强度、中等塑性；d) 低强度、低塑性 4）下述断口哪一种是延性断口（d ）。 a) 穿晶断口；b) 沿晶断口；c) 河流花样 ；d) 韧窝断口 5) 5）HRC 是（ d ）的一种表示方法。 a) 维氏硬度；b) 努氏硬度；c) 肖氏硬度；d) 洛氏硬度 6）I 型（开型）裂纹的外加应力与裂纹面（b ）；而II 型（滑开型）裂纹的外加应力与裂

材料力学性能试题集

判断 1.由内力引起的内力集度称为应力。（×） 2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。（√） 3.工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。（×） 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。（√） 5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。（×） 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。（×） 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。（×） 8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。（√） 9.层错能低的材料应变硬度程度小。（×） 10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。（×） 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。（×） 12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。（√） 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。（×） 14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。（√） 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。（√） 16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。（×） 17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。（√） 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。（×） 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。（√）

材料力学性能复习题

一、什么是蠕变，蠕变变形的机理是什么？ 蠕变就是金属在长时间恒温、恒载荷作用下，缓慢地产生塑性变形的现象。金属的蠕变变形主要是通过位错滑移，原子扩散等机理进行的。其中位错滑移蠕变是由于在高温下位错借助外界提供的热激活能和空位扩散来克服某些短程障碍，从而使变形不断产生，其中高温下的热激活能过程主要是刃型位错的攀移；原子扩散蠕变是在较高温度下晶体内空位将从受拉应力晶界向受压应力晶界迁移，原子则朝相反方向流动，致使晶体逐渐产生伸长的蠕变。二、什么是脆性断裂？什么是应力腐蚀现象，防止应力腐蚀的措施有哪些？ 脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本不发生什么塑性变形，没有明显的征兆，危害性很大。 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，称为应力腐蚀现象 防止应力腐蚀的措施1.合理选择金属材料针对机件所受的应力和接触的化学介质，选用耐应力腐蚀的金属材料并尽可能选择较高的合金。2.减少或消除机件中的残余拉应力应尽量减少机件上的应力集中效应，加热和冷却都要均匀。必要时可采用退火工艺以消除应力。如果能采用喷丸或者其他表面处理方法，使机件表层中产生一定的残余应力，则更为有效。3.改善化学介质一方面设法减少和消除促进应力腐蚀开裂的有害化学离子，另一方面，也可以在化学介质中添加缓蚀剂。4.采用电化学保护采用外加电位的方法，使金属在化学介质中的电位远离应力腐蚀敏感电位区域，一般采用阴极保护法，但高强度钢或其他氢脆敏感的材料，不能采用阴极保护法。 三、什么是应力软性系数？计算单向拉伸、单向压缩和扭转变形的应力状态软性系数。 最大切应力与最大正应力的比值来表示它们的相对大小，称为应力软性系数，记为 用来描述金属材料在某应力状态下的"软"和"硬"，越大表示应力状态越"软"，金属越容易产生塑性变形和韧性断裂。反之，越小表示应力状态越"硬"，金属越不易产生塑性变形和韧性断裂 对于金属材料 单向拉伸时=，=0，=0 :=0.5 单向压缩时=0，=0，=-:=2 扭转变形时=，=0，=-:=0.8 四、简述粘着磨损的机理，什么情况产生粘着磨损。 在滑动摩擦条件下，由于摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小的载荷，在真是接触面上的局部应力就足以引起塑性变形，若接触表面洁净未被腐蚀，则局部塑性变形会使两个基础面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着，实际上就是原子间的键合作用。随后在继续滑动时，粘着点被剪断并转移到一方金属表面，然后脱落下便形成磨屑。一个粘着点剪断了，又在新的地方产生粘，随后也被剪断、转移，如此粘着→剪断→转移→再粘着循环不已，这就构成粘着磨损过程。 粘着磨损又称咬合磨损，是在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。它是因缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单位法向载荷很大，以至接触应力超过实际接触点处屈服强度的条件下而产生的一种磨损。 五、金属疲劳断裂有哪些特征？什么是疲劳裂纹扩展门槛值？简述疲劳裂纹扩展至断裂的过程。影响疲劳强度的主要因素有哪些？ 金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下，由于积累损伤而引起的断裂现象称为疲劳。特点：（1）疲劳是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂，当应力低于某一临界时，寿命

材料力学性能课后标准答案(时海芳任鑫)

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

材料力学性能总思考题

第一章 1什么是材料力学性能？有何意义？ 2金属拉伸试验经历哪几个阶段？拉伸试验可以测定哪些力学性能？3拉伸曲线有何作用？拉伸曲线各段图形分别意味着什么？ 4不同材料的拉伸曲线相同吗？为什么? 5材料的拉伸应力应变曲线发现了哪几个关键点？这几个关键点分别有何意义？ 6塑性材料和脆性材料的应力应变曲线有何不同？ 7 弹性变形的实质是什么？ 8弹性模量E的物理意义？E是一个特殊的力性指标，表现在哪里？9比例极限、弹性极限、屈服极限有何异同？ 10你学习了哪几个弹性指标？ 11弹性不完整性包括哪些方面？ 12 什么是滞弹性？举例说明滞弹性的应用？ 13内耗、循环韧性、包申格效应？ 14什么是屈服强度？如何度量屈服强度？ 15如何强化屈服强度？ 16屈服强度的影响因素有哪些？ 17 屈服强度的实际意义？ 18真实应力应变曲线与工程应力应变曲线有何不同？有何意义？真实应力应变曲线的关键点是哪个点？ 19什么是应变硬化指数n？有何特殊的物理意义？有何实际意义？

20 什么是颈缩？颈缩条件、颈缩点意义？ 21 抗拉强度σb和实际意义。 22塑性及其表示和实际意义； 23静力韧度的物理意义。 24 静拉伸的断口形式； 25静拉伸断口三要素及其意义； 26解理断裂及其微观断口特征； 27解理面、解理刻面、解理台阶、河流花样； 28解理舌、二次解理、撕裂棱； 29穿晶断裂、沿晶断裂；脆性断裂、韧性断裂； 30微孔聚集断裂及其微观断口特征。 第二章 1应力状态软性系数α及其意义； 2压缩、弯曲、扭转各有什么特点？ 3 缺口试样在弹性状态和塑性状态下的应力分布特点； 4缺口效应及其产生原因； 5缺口强化； 6应力集中系数和缺口敏感度； 7什么是金属硬度？意义何在？ 8硬度测试方法有几种（三类）？有何不同？ 9金属硬度测试的意义（或者硬度测试为什么广泛应用）？10布氏硬度原理；

2006-2007工程材料力学性能试题B.

2006～2007学年第一学期期末考试（备用卷）答案及评分标准 《材料力学性能》（B卷共 8 页） （考试时间：2007 年1月 23 日） 一、名词解释（每小题2分，12分） 1）刚度：在弹性变形范围内，构件抵抗变形的能力。 2）弹性不完整性：弹性变形时加载线与卸载线不重合、应变落后于应力的现象。 3）形变强化：材料发生屈服应变后，屈服应力随屈服应变增加而增大的现象。 4）等强温度：晶粒与晶界强度相等的温度。 5）摩擦：两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动或有相对运动趋势，接触面上具有阻止相对运动或相对运动趋势的作用，这种现象称为摩擦。 6）纳米材料：任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料。 二、填空题（每空0.5分，共15分） 1）高分子材料的应力-应变曲线，大致可分为硬而脆，硬而强，硬而韧和软而韧和软而弱等五种类型。 2）材料的拉伸力学性能，包括屈服强度、抗拉强度和实际断裂强度等强度指标和延伸率和断面收缩率等塑性指标。 3）弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹簧片、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。 4）材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂，解理断裂和沿晶断裂；按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂 5）在扭转实验中，塑性材料的断裂面与试样轴线垂直；脆性材料的断 裂面与试样轴线成450角。 6）低温脆性常发生在具有体心立方结构的金属及合金中，而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。 7）根据构件的受力状态，环境敏感断裂可分为应力腐蚀开裂，腐蚀疲

材料力学性能测试实验报告

材料力学性能测试实验 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理 拉伸实验原理 拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉 至断裂为止，通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。 对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图 1 所示， 图 1 金属试样拉伸示意图 则样品中的应力为 其中A 为样品横截面的面积。应变定义为 其中△l 是试样拉伸变形的长度。 典型的金属拉伸实验曲线见图 2 所示。 图3 金属拉伸的四个阶段 典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图 3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E 就是杨氏模量、σs 点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩 现象，接着产生强化后最终断裂。 弯曲实验原理 可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实 验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。 三点弯曲的示意图如图 4 所示。 图4 三点弯曲试验示意图 据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C 点的总挠度和力F 之间的关系是 其中I 为试样截面的惯性矩，E 为杨氏模量。 弯曲弹性模量的测定 将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲， 对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图 5 所示。 对试样施加相当于σpb0.01。 (或σrb0.01)的10％以下的预弯应力F。并记录此力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50％。记录弯曲力的增量DF 和相应挠度的增量Df ,则弯曲弹性模量为 对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I 为 其中b、h 分别是试样横截面的宽度和高度。 也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图 6 所示。然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。 二、试样要求

2015年材料力学性能思考题大连理工大学

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。10．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由、和三个区域组成。 11．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为、 和。 12.在α值的试验方法中，正应力分量较大，切应力分量较小，应力状态较硬。一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验；在α值的试验方法中，应力状态较软，材料易产生塑性变形，适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料； 13.材料的硬度试验应力状态软性系数，在这样的应力状态下，几乎所有金属材料都能产生。 14. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，大体上可以分为 、和三大类；在压入法中，根据测量方式不同又分为 、和。 15. 国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为试样 和试样，所测得的冲击吸收功分别用 、标记。 16. 根据外加压力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有、和。 17. 机件的失效形式主要有、、三种。 18.低碳钢的力伸长曲线包括、、、

材料2004级《材料力学性能》考试答案AB

贵州大学2007-2008学年第一学期考试试卷 A 缺口效应； 因缺口的存在，改变了缺口根部的应力的分布状态，出现： ①应力状态变硬(由单向拉应力变为三向拉应力)； ②应力集中的现象称为缺口效应。 解理台阶； 在拉应力作用下，将材料沿某特定的晶体学平面快速分离的穿晶脆性断裂方式称为解理断裂，称该晶体学平面为解理平面；在该解理平面上，常常会出现一些小台阶，叫解理台阶；这些小台阶有汇聚为大的台阶的倾向，表现为河流状花样。 冷脆转变； 当温度T℃低于某一温度T K时，金属材料由韧性状态转变为脆性状态，材料的αK 值明显降低的现象。 热疲劳； 因工作温度的周期性变化，在构件内部产生交变热应力循环所导致的疲劳断裂，表现为龟裂。 咬合磨损； 在摩擦面润滑缺乏时，摩擦面间凸起部分因局部受力较大而咬合变形并紧密结合，并产生形变强化作用，其强度、硬度均较高，在随后的相对分离的运动时，因该咬合的部位因结合紧密而不能分开，引起其中某一摩擦面上的被咬合部分与其基体分离，咬合吸附于另一摩擦面上，导致该摩擦面的物质颗粒损失所形成的磨损。 二、计算题（共42分,第1题22分，第2题20分） 1、一直径为10mm，标距长为50mm的标准拉伸试样，在拉力P=10kN时，测 得其标距伸长为50.80mm。求拉力P=32kN时，试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。（14分） 该试样在拉力达到55.42kN时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到 67.76kN后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm，最小处截面 直径为8.32mm；求该材料的屈服极限σs、断裂极限σb、延伸率和断面收缩率。（8分） 解：d0=10.0mm, L0= 50mm, P1=10kN时L1= 50.80mm；P2=32kN 因P1、P2均远小于材料的屈服拉力55.42kN，试样处于弹性变形阶段，据虎克

(完整word版)金属材料力学性能练习题

第二章第一节金属材料的力学性能 一、选择题 1.表示金属材料屈服强度的符号是（）。 A.σ e B.σ s C.σ b D.σ -1 2.表示金属材料弹性极限的符号是（）。 A.σ e B.σ s C.σ b D.σ -1 3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。 A.HB B.HR C.HV D.HS 4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 二、填空 1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。 2.金属塑性的指标主要有（）和（）两种。 3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（）和（）三个阶段。 4.常用测定硬度的方法有（）、（）和维氏硬度测试法。 5.疲劳强度是表示材料经（）作用而（）的最大应力值。 三、是非题 1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。（） 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。（） 四、改正题 1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。 3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。 4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。 五、简答题 1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σ S 、σ 0.2 、HRC、σ -1 。 2.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σ b 、δ 5 、HBS、a kv 。 2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能 一、判断题 1.金属材料的密度越大其质量也越大。（） 2.金属材料的热导率越大，导热性越好。（） 3.金属的电阻率越小，其导电性越好。（） 二、简答题： 1.什么是金属材料的工艺性能？它包括哪些？ 2.什么是金属材料的物理性能？它包括哪些？ 3.什么是金属材料的化学性能？它包括哪些？

材料力学性能复习重点汇总

第一章 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（σP）或屈服强度（σS）增加；反向加载时弹性极限（σP）或屈服强度（σS）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。 可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。 解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素 与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度 位错增值和运动 晶粒、晶界、第二相等 外界影响位错运动的因素 主要从内因和外因两个方面考虑 （一）影响屈服强度的内因素 1．金属本性和晶格类型（结合键、晶体结构）

单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力，其值与位错运动所受到的阻力（晶格阻力－－派拉力、位错运动交互作用产生的阻力）决定。 派拉力： 位错交互作用力 （a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数，L是位错间距。）2．晶粒大小和亚结构 晶粒小→晶界多（阻碍位错运动）→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，使屈服强度降低（细晶强化）。 屈服强度与晶粒大小的关系： 霍尔－派奇（Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3．溶质元素 加入溶质原子→（间隙或置换型）固溶体→（溶质原子与溶剂原子半径不一样）产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度（固溶强化）。 4．第二相（弥散强化，沉淀强化） 不可变形第二相 提高位错线张力→绕过第二相→留下位错环→两质点间距变小→流变应力增大。 不可变形第二相 位错切过（产生界面能），使之与机体一起产生变形，提高了屈服强度。 弥散强化：