材料力学性能课后题-参考看下

第七章1、磨损：机件表面相接处并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐流失、造成表面损伤的现象。2、粘着：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触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）3、磨屑：松散的尺寸与形状均不相同的碎屑？？？？4、跑合：摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率迅速减小。5、咬死：当接触压应力超过材料硬度H的1/3时，粘着磨损量急剧增加，增加到一定程度就出现咬死现象。6、犁皱：指表面材料沿硬粒子运动方向被横推而形成沟槽。7、耐磨性：材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力8、冲蚀：流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击。9、接触疲劳：机件两接触面作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状金属剥落而是材料流失的现象。10、是比较三类磨粒磨损的异同，并讨论加工硬化对它们的影响？⑴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。⑵高应力碾碎性磨粒磨损：磨粒与摩擦面接触处的最大压应力超过磨粒的破坏强度，磨粒不断被碾碎，使材料被拉伤，韧性金属产生塑性变形或疲劳，脆性金属则形成碎裂式剥落。⑶低应力擦伤性磨粒磨损：作用于磨粒上的应力不超过其破坏强度，摩擦表面仅产生轻微擦伤。11、试述粘着磨损产生的条件、机理及其防止措施？条件：在滑动摩擦条件下，当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。机理：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，即使施加较小载荷，在真实接触面上的局部应力就足以引起塑性变形。倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑性变形会使两个接触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，然后脱落下来便形成磨屑，一个粘着点剪断了，又在新的地方产生粘着，随后也被剪断、转移，如此粘着à剪断à转移à再粘着循环不已，就构成了粘着磨损过程。防止措施：（1）注意摩擦副配对材料的选择（2）采用表面化学热处理改变材料表面状态（3）控制摩擦滑动速度和接触压应力12、列表说明金属接触疲劳三种破坏形式的机理和特征？1）麻点剥落：在滚动接触过程中，由于表面最大综合切应力反复作用，在表层局部区域造成损伤累积，最终形成表面裂纹，裂纹形成后，润滑油挤入，在连续滚动接触过程中，润滑油反复压入裂纹并被封闭，封闭在裂纹内的油已较高的压力作用于裂纹内壁，使裂纹沿与滚动方向成小于45度倾角向前扩展，其方向与τzy方向一致，裂纹扩展到一定的程度后，因其尖端有应力集中，故在此处形成二次裂纹，与初始裂纹垂直，二次裂纹向表面扩展，剥落后形成凹坑。2）浅层剥落：浅层剥落裂纹的位置0.5b处，与Z轴的两侧作用的切应力τ0位置相当，该处切应力最大，塑性变形剧烈，在接触应力反复作用下，塑性变形反复进行，局部材料弱化，形成裂纹。裂纹常出现在非金属夹杂物附近,故裂纹开始沿非金属夹杂物平行于表面扩展，而后又产生与表面成一倾角的二次裂纹，二次裂纹扩展到表面，则该处金属受弯曲发生弯断，形成浅层剥落。3）深层剥落：表面硬化的机件，硬化层与基体的过渡区是弱区，此处切应力可能高于材料强度而在该处产生裂纹，裂纹形成后先平行于表面扩展，即沿过渡区扩展，而后再垂直于表面扩展，最终形成较深的剥落坑。特征：麻点剥落：剥落深度在0.1～0.2mm以下，呈针状或痘状凹坑，截面呈不对称V型浅层剥落：深度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。深层剥落：深度和表面强化层深度相当，裂纹走向与表面垂直。13、磨损的类型有：粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损和表面疲劳磨损。14、粘着磨损：重要特征：摩擦副一方金属表面常粘附一层很薄的转移膜，并伴有化学成分变化。主要影响因素：材料特性、法向力、滑动速度以及温度。改善措施：1）合理选择摩擦副配对材料2）改变材料表面状态3）控制摩擦滑动速度和接触压应力15、磨粒磨损主要特征是摩擦面上有明显犁皱形成的沟槽。16、冲蚀磨损：塑性材料：冲蚀坑。脆性材料：裂纹17、腐蚀磨损：在摩擦过程中，由于介质作用形成腐蚀产物，这种腐蚀产物的形成与脱落引起腐蚀磨损。18、氧化磨损的产物为红褐色的Fe2O3或灰黑色的Fe3O4。（典型的腐蚀磨损）19、微动磨损：在机器的嵌合部位和紧配合处，接触表面在外部变动载荷和振动的影响下，产生微小滑动。因微小滑动而产生的磨损称为微动磨损或微动腐蚀。其特征是磨擦副接触区有大量红色Fe2O3磨损粉末。表面能看到麻点式蚀坑。第八章1、等强温度：晶粒与晶界两者强度相等的温度。2、约比温度：试验温度T与金属熔点Tm的比值，T/Tm。3、蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。4、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增加而减小的现象。5、稳态蠕变：蠕变速率几乎保持不变的蠕变。6、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。7、松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能。8、持久强度极限：在规定温度下，达到规定的持续时间而不发生断裂的最大应力。表示该合金在700℃、1000h的持久强度极限为30MPa9、蠕变极限：金属材料在高温长时间载荷作用下的塑性变形抗力指标。表示温度为600℃的条件下，稳态蠕变为1×10-5%/h的蠕变极限为60MPa表示在500℃温度下，100000h后总伸长率为1%的蠕变极限为100MPa10、剩余应力：在应力松弛实验中，任一时间试样上所保持的应力，r。11、蠕变断口宏观特征：变形区域有很多裂纹，覆盖有氧化膜。微观特征：冰糖状花样12、试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属塑性变形的机理有何不同？13、试说明金属蠕变断裂的裂纹形成机理与常温下金属断裂的裂纹形成机理有何不同？材料力学行为樊新民2008年7月A1、材料的强度是材料对微量塑性变形的抗力。韧性指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。韧性材料从静载强度角度选材的设计性指标有金属材料拉伸时形成缩颈，则δ、ψ满足δψ。循环韧性指金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力。应变硬化指数反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力。2、微孔聚集断裂的微观端口特征是能观察到韧窝。抗拉强度标志着金属材料的实际承载能力？？？。σbc是抗压强度？？？。洛氏硬度HRC实验时用的压头和总试验力金刚石圆锥，1471N（150kg）。测定钢中铁素体相的硬度应采用显微维氏。600HBW/1/30/20表示用直径1mm的硬质合金球在294N试验力下保持20s测得的布氏硬度值为600。3、使金属材料变脆的三大外因是降低温度，提高加载速率，使应力状态变硬。拉伸断口的三要素是指断口由纤维区，放射区，剪切唇组成。韧脆转变温度tk指材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，屈服强度随温度降低急剧增加或断口伸长率急剧减小时的温度。NDT是用能量法定义韧脆转变温度。典型的两种应力状态是平面应力状态和平面应变状态。K1称为应力场强度因子。4、无限大板中心有长度为2a的I型裂纹时K1的表达式为。COD称为裂纹尖端张开位移。交变载荷指大小甚至方向随时间变化而变化的载荷。疲劳裂纹扩展门槛值△Kth表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能。低周疲劳寿命主要取决于材料的塑性应变幅。K1scc称为应力腐蚀临界应力场强度因子或应力腐蚀门槛值。5、耐磨性是材料在一定摩擦条件下抵抗磨损能力的性能，氧化磨损的磨损产物为红褐色的Fe2O3或灰黑色的Fe3O4。约比温度的定义为试验温度T与金属熔点Tm的比值。蠕变断裂的裂纹通常在晶界空洞？？？处形成，松弛稳定性指金属材料抵抗应力松弛的性能，表示温度为600℃的条件下，稳态蠕变速率为1×10-5%/h的蠕变极限为600MPa。6、磨粒磨损：当摩擦副一方表面存在坚硬的细微突起，或者在接触面之间存在着硬质粒子时所产生的一种磨损。7、冲蚀磨损：流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。8、蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。材料力学行为樊新民2009年5月B1、材料的塑性是指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。脆性是指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力。弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。脆性材料从静强度角度选材的设计性指标有σb、断裂韧性。n称为应变硬化指数。安全性力学性能指标有低温脆性、NSR？？？2、比例拉伸式样的原始标距长度与式样原始截面积应满足Lo=5do或Lo=10do。滞弹性指弹在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现象。脆性材料扭转试验断裂面与式样轴线45°。σbc称为抗压强度。Taob称为抗扭强度。拉伸断口的三要素是指断口由纤维区、放射区、剪切唇组成。3、淬火钢的硬度可以采用洛氏硬度测定。布氏硬度常用于测定灰铸铁、轴承合金的硬度，640HV30表示在试验力为294.2N下保持10~15s测得的维氏硬度值为640。使金属材料变脆的三大外因是降低温度、提高加载速率、使应力状态变硬。高强度螺栓零件选材和热处理工艺优化适合选用缺口式样静拉伸试验。50%FATT是用结晶区面积占整个断口面积50%的温度作为韧脆转变温度。4、测定球铁或工具钢等脆性材料冲击吸收功时式样不用开缺口。I型裂纹应力场强度因子的一般表达式为，断裂K判据是指当满足K1=K1c时会发生脆性断裂。循环应力的应力比r=σmin/σmax，低周疲劳寿命主要取决于材料的强度？？？K1scc称为应力腐蚀临界应力场强度因子（应力腐蚀门槛值）。5、在磨损过程中，磨屑的形成也是变形和断裂过程，产生气蚀的介质和第二相分别是氢、碳化物？？？高温力学性能除考虑应力-应变为还需考虑蠕变极限、持久强度极限。蠕变曲线通常分为减速蠕变、恒速蠕变、加速蠕变三个阶段。蠕变变形主要通过位错滑移、原子扩散机理进行的。6、什么叫微孔聚集型断裂？什么叫解理断裂？微观断口各有什么特征，这些特征是如何形成的？微孔聚集型断裂：由微孔形核长大聚合而导致材料断裂，是韧断典型。韧窝解理断裂：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穿晶断裂。解理台阶，河流花样，舌状花样。形成机理：1、韧窝？？？2、在解理刻面内部只从一个解理面发生破坏世界上是很少的。在多数情况下，裂纹要跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面，从而在同一刻面内部出现了解理台阶和河流花样，舌状花样是由于解理裂纹沿孪晶界扩展留下的舌头状凹坑或凸台。第一章1、弹性比功：表示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：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作用下吸收不可逆变形功的能力。4、包申格效应：材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载强度升高，反向加载强度降低。5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面？？？6、塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。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。韧性：指金属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：解理断裂的裂纹要跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面，从而在同一刻面内部出现了解理台阶与和河流花样。8、河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动儿相互汇合，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。9、解理面：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穿晶断裂，此种晶体学平面即为解理面。10、穿晶断裂：裂纹穿过晶粒扩展，可以是韧性，也可以是脆性。沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展