力学性能考纲精析

1金属力学性能考纲精析考试内容1.材料基本力学性能试验:(1)掌握静载拉伸试验方法与拉伸性能指标的含义及测定，熟悉典型材料拉伸变形断裂行为与应力－应变曲线;曲线分为弹性变形-均匀塑性变形-颈缩-不均匀塑性变形-断裂几个阶段。基本的力学状态参量包括应力和应变。应力包括工程应力和真应力。工程应力0FP，真应力FP，应变包括工程应变0ll，真应变00lnllldlll力学状态参量的变化临界值为力学性能指标。比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度和延伸率，断面收缩率。比例极限：应力与应变成正比的最大应力；-曲线上开始偏离直线的点。弹性极限：不产生塑性变形的最大应力。屈服强度：开始塑性变形的最小应力。抗拉强度：最大载荷对应的工程应力。(3)了解材料的理论与实际屈服强度、微观与宏观屈服应力及宏观屈服判据；理论屈服强度：相邻两层原子相对滑动所需要克服的原子间的最大作用力。GGm1.02实际屈服强度微观看为临界分切应力c；宏观看为c。屈服判据为Tresca准则和Mises准则。2(4)了解材料强化的基本途径与常用方法。强化的基本途径包括：（1）提高位错运动的阻力：改变键合类型，提高派纳力；引入大量晶体缺陷；（2）金属非晶化；（3）制备无位错的理想晶体。常用方法有细晶强化；固溶强化；第二相强化；相变强化。断口特征：宏观结晶状，闪光，垂直于最大正应力方向。微观存在河流花样；断口表层有塑性变形痕迹，滑移线或形变孪晶。存在舌状花样。临界裂纹形核：通过位错反应，与局部塑性变形有关。解离裂纹扩展：台阶机制穿越晶界，形成河流花样。台阶可有二次解离或塑性变形切离形成。沿晶断裂：断口呈结晶状，无闪光；典型为冰糖块状。晶界弱化是基本条件；裂纹可以产生在初始缺陷（气孔、微裂纹等）处；位错塞积在晶界形成应力集中。晶界弱化时，直接导致晶界开裂。形成裂纹后延晶界扩展。(4)了解断裂的宏观强度理论。1第一强度理论：最大正应力理论，最大正应力大于正断抗力，材料正断。fS112第二强度理论：最大正应变理论。最大正应变大于单向拉伸时极限正应变。f1bIIS)32(14.材料的脆性及脆化因素:(1)了解材料脆性的本质及表现，熟悉微观脆性与宏观脆性的联系与区别；本质脆性：塑性变形不是裂纹扩展的必需条件；半脆性：存在塑性向脆性转化的过程。脆化因素包括：缺口、冲击和低温脆性。3(2)熟悉缺口顶端的应力和应变特征，了解缺口试样拉伸行为及缺口敏感性；6.材料的疲劳(1)熟悉高周、低周疲劳行为,s-N与-N疲劳曲线及其经验规律，掌握疲劳抗力的意义及表征；对于高周疲劳行为，maxs，弹性变形，Nf高，应力疲劳；疲劳极限和疲劳寿命；对于低周疲劳，塑性变形，Nf低，应变疲劳(2)了解疲劳断裂过程、特征及微观机制；疲劳断裂特征：低应力破坏；宏观脆性断裂；长期的过程；对表面敏感；具有统计性。断口特征：从宏观看存在疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区，存在疲劳线（海滩花样、贝纹线）；微观看，存在疲劳条纹（与应力循环）相对应。疲劳裂纹萌生：一般源于零件表面，与局部往复塑性变形有关，产生驻留滑移带和滑移带挤入和挤出现象。裂纹扩展：塑性材料钝化-锐化机制。脆性材料裂纹扩展为解离面劈开方式进行。4(3)掌握疲劳裂纹扩展的断裂力学处理思路与Paris方程；minmaxKKK应力强度因子幅。acanKcdadnN0)((4)了解材料疲劳抗力的影响因素。高周：次载锻炼和过载损伤；表面状态（粗糙度，表面压应力）；组织结构（晶粒度、夹杂）；材料性能（对高周疲劳，高强度是有利的）；低周疲劳：材料具有高塑性是有利的。7.材料高温力学性能(1)了解高温下材料力学性能特点；产生蠕变和应力松弛现象；组织变化；环境介质作用。应力松弛是应力不断减小的蠕变过程。松弛稳定性指抗应力松弛的能力。恒温恒应变条件下的应力-应变曲线为应力松弛曲线。(2)熟悉高温蠕变行为、断裂过程及其微观机制；持续载荷作用下随时间延长发生的缓慢而连续的塑性变形作用。一般分为减速蠕变阶段、恒速蠕变和加速蠕变。5变形机制包括（1）热激活和应力作用下的位错运动；（2）晶界粘滞运动；（3）扩散蠕变；断裂特征包括：（1）随应力降低，温度升高，从穿晶断裂转变为沿晶断裂，高温蠕变变为沿晶脆断。断裂过程包成（1）裂纹形核：断口附近发现沿晶裂纹与晶界滑动；裂纹形成包括楔形裂纹和晶界空洞两种情况。（2）断裂过程包括形核、分散长大、横向裂纹的形成，曲折裂纹段的形成，曲折裂纹的连接乃至断裂的过程。(3)掌握蠕变极限与持久强度指标的含义、评价方法及影响因素。蠕变极限是高温持续载荷作用下的塑性变形抗力。Tdtd为给定温度下产生一定蠕变速率的应力值。Tt/为给定温度下一定时间内产生一定蠕变延伸率的应力值，用于高温下长期服役要求限制变形的构件。持久强度：Tt给定温度下经过规定时间后产生断裂的最大应力，是高温持续载荷下的断裂抗力。（4）影响高温性能的主要因素基体材料与晶体结构；溶质原子的影响；第二相质点影响；晶粒度的影响；结晶形态的影响；组织稳定性的影响。更多章节ppt的下载和咨询可加群：哈工大材料考研群419281226（本群欢迎想考哈工大材料学院各个专业的同学，群里有已考上的学长和学姐分享专业课考研经验，也有专业课资料的下载，欢迎加入，我们共同进步）一、试卷题型及比例1．基本术语解释(20分，名词解释10题)2．多项选择(10分，5题)3．简答题(25分，5题)5．综合论述与计算题(20分，2题)二、考试形式及时间考试形式均为笔试，考试时间为3小时(满分150，本部分150分)。三、参考书目(1)毛为民、朱景川等，金属材料结构与性能，清华大学出版社，2008年6(2)郑修麟主编，材料的力学性能（第2版），西北工业大学出版社,2000年(3)石德珂、金志浩编,材料力学性能，西安交通大学出版社,1998年