工程材料力學(xué)行為

1、作業(yè)習(xí)題第一章材料單向靜拉伸載荷下的力學(xué)性能 一、 解釋下列名詞 滯彈性：在外加載荷作用下，應(yīng)變落后于應(yīng)力現(xiàn)象。 靜力韌度：材料在靜拉伸時單位體積材科從變形到斷裂所消耗的功。 彈性極限：試樣加載后再卸裁，以不出現(xiàn)殘留的永久變形為標(biāo)準(zhǔn)，材料能夠完全彈性恢復(fù)的最高應(yīng)力。 比例極限：應(yīng)力應(yīng)變曲線上符合線性關(guān)系的最高應(yīng)力。二、金屬的彈性模量主要取決于什么?為什么說它是一個對結(jié)構(gòu)不敏感的力學(xué)姓能? 答案：金屬的彈性模量主要取決于金屬鍵的本性和原子間的結(jié)合力，而材料的成分和組織對它的影響不大，所以說它是一個對組織不敏感的性能指標(biāo)，這是彈性模量在性能上的主要特點。改變材料的成分和組織會對材料的強度(如屈服強

2、度、抗拉強度)有顯著影響，但對材料的剛度影響不大。三、什么是包辛格效應(yīng)，如何解釋，它有什么實際意義? 答案：包辛格效應(yīng)就是指原先經(jīng)過變形，然后在反向加載時彈性極限或屈服強度降低的現(xiàn)象。特別是彈性極限在反向加載時幾乎下降到零，這說明在反向加載時塑性變形立即開始了。 包辛格效應(yīng)可以用位錯理論解釋。第一，在原先加載變形時，位錯源在滑移面上產(chǎn)生的位錯遇到障礙，塞積后便產(chǎn)生了背應(yīng)力，這背應(yīng)力反作用于位錯源，當(dāng)背應(yīng)力(取決于塞積時產(chǎn)生的應(yīng)力集中)足夠大時，可使位錯源停止開動。背應(yīng)力是一種長程(晶粒或位錯胞尺寸范圍)內(nèi)應(yīng)力，是金屬基體平均內(nèi)應(yīng)力的度量。因為預(yù)變形時位錯運動的方向和背應(yīng)力的方向相反，而當(dāng)反向加

3、載時位錯運動的方向與原來的方向相反了，和背應(yīng)力方向一致，背應(yīng)力幫助位錯運動，塑性變形容易了，于是，經(jīng)過預(yù)變形再反向加載，其屈服強度就降低了。這一般被認(rèn)為是產(chǎn)生包辛格效應(yīng)的主要原因。其次，在反向加載時，在滑移面上產(chǎn)生的位錯與預(yù)變形的位錯異號，要引起異號位錯消毀，這也會引起材料的軟化，屈服強度的降低。 實際意義：在工程應(yīng)用上，首先是材料加工成型工藝需要考慮包辛格效應(yīng)。其次，包辛格效應(yīng)大的材料，內(nèi)應(yīng)力較大。另外包辛格效應(yīng)和材料的疲勞強度也有密切關(guān)系，在高周疲勞中，包辛格效應(yīng)小的疲勞壽命高，而包辛格效應(yīng)大的，由于疲勞軟化也較嚴(yán)重，對高周疲勞壽命不利。 作業(yè)習(xí)題第二章金屬在其他靜載荷下的力學(xué)性能 一、解

4、釋下列名詞： （1）應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)材料最大且盈利與最大正贏利的比值，記為。 （2）缺口效應(yīng)缺口材料在靜載荷作用下，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生的變化。 （3）缺口敏感度金屬材料的缺口敏感性指標(biāo)，用缺口試樣的抗拉強度與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強度的比值表示。 （4）布氏硬度用鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭，采用單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。 （5）洛氏硬度采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度所表示的硬度。 （6）維氏硬度以兩相對面夾角為136。的金剛石四棱錐作壓頭，采用單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。 （7）努氏硬度采用兩個對面角不等的四棱錐金剛石壓頭，由試驗力除以壓痕投影面

5、積得到的硬度。 （8）肖氏硬度采動載荷試驗法，根據(jù)重錘回跳高度表證的金屬硬度。 （9）里氏硬度采動載荷試驗法，根據(jù)重錘回跳速度表證的金屬硬度。二、說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義 （1）材料的抗壓強度 （2）材料的抗彎強度 （3）材料的扭轉(zhuǎn)屈服點 （4）材料的抗扭強度 （5）材料的抗拉強度 （6）NSR材料的缺口敏感度 （7）HBS壓頭為淬火鋼球的材料的布氏硬度 （8）HBW壓頭為硬質(zhì)合金球的材料的布氏硬度 （9）HRA材料的洛氏硬度 （）HRB材料的洛氏硬度 （）HRC材料的洛氏硬度 （）HV材料的維氏硬度 （）HK材料的努氏硬度 （）HS材料的肖氏硬度 （）HL材料的里氏硬度三、缺口沖擊韌性試驗

6、能評定那些材料的低溫脆性?那些材料不能用此方法檢驗和評定？ 答案：缺口沖擊韌性試驗?zāi)茉u定的材料是低、中強度的體心立方金屬以及Bb，Zn，這些材料的沖擊韌性對溫度是很敏感的。對高強度鋼、鋁合金和鈦合金以及面心立方金屬、陶瓷材料等不能用此方法檢驗和評定。四、在評定材料的缺口敏感應(yīng)時，什么情況下宜選用缺口靜拉伸試驗?什么情況下宜選用缺口偏斜拉伸?什么情況下則選用缺口靜彎試驗? 答案：缺口靜拉伸試驗主要用于比較淬火低中溫回火的各種高強度鋼，各種高強度鋼在屈服強度小于1200MPa時，其缺口強度均隨著材料屈服強度的提高而升高；但在屈服強度超過1200MPa以上時，則表現(xiàn)出不同的特性，有的開始降低，有的還

7、呈上升趨勢。 缺口偏斜拉伸試驗就是在更苛刻的應(yīng)力狀態(tài)和試驗條件下，來檢驗與對比不同材料或不同工藝所表現(xiàn)出的性能差異。 缺口試樣的靜彎試驗則用來評定或比較結(jié)構(gòu)鋼的缺口敏感度和裂紋敏感度。作業(yè)習(xí)題第三章材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能 一、解釋下列名詞 （1）沖擊韌度材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。 （2）沖擊吸收功沖擊彎曲試驗中試樣變形和斷裂所消耗的功 （3）低溫脆性體心立方晶體金屬及其合金或某些密派六方晶體金屬及其合金在試驗溫度低于某一溫度時，材料由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的現(xiàn)象。 （4）韌脆轉(zhuǎn)變溫度材料呈現(xiàn)低溫脆性的臨界轉(zhuǎn)變溫度。 （5）韌性溫度儲備材料使用溫度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的差值

8、，保證材料的低溫服役行為。二、說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義 （1）AK材料的沖擊吸收功 AKV (CVN) 和AKUV型缺口和U型缺口試樣測得的沖擊吸收功 （2）FATT50結(jié)晶區(qū)占整個端口面積50%是的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 （3）NDT以低階能開始上升的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 （4）FTE以低階能和高階能平均值對應(yīng)的溫度定義的韌脆轉(zhuǎn)變溫度 （5）FTP高階能對應(yīng)的溫度三、J積分的主要優(yōu)點是什么?為什么用這種方法測定低中強度材料的斷裂韌性要比一般的KIC測定方法其試樣尺寸要小很多？ 答案：J積分有一個突出的優(yōu)點就是可以用來測定低中強度材料的KIC。 對平面應(yīng)變的斷裂韌性KIC，測定時要求裂紋一

9、開始起裂，立即達(dá)到全而失穩(wěn)擴展，并要求沿裂紋全長，除試樣兩侗表面極小地帶外，全部達(dá)到平面應(yīng)變狀態(tài)。而JIC的測定，不一定要求試樣完全滿足平面應(yīng)變條件，試驗時，只在裂紋前沿中間地段首先起裂，然后有較長的亞臨界穩(wěn)定擴展的過程，這樣只需很小的試驗厚度，即只在中心起裂的部分滿足平面應(yīng)變要求，而韌帶尺寸范圍可以大而積的屈服，甚至全面屈服。因此作為試樣的起裂點仍然是平面應(yīng)變的斷裂韌度，這時JIC的是材料的性質(zhì)。當(dāng)試樣裂紋繼續(xù)擴展時，進(jìn)入平面應(yīng)力的穩(wěn)定擴展階段，此時的J不再單獨是材料的性質(zhì)，還與試樣尺寸有關(guān)。作業(yè)習(xí)題第四章金屬的斷裂韌度 一、解釋下列名詞 （1）低應(yīng)力脆斷：在屈服應(yīng)力以下發(fā)生的斷裂。 （2）

10、張開型裂紋：拉應(yīng)力垂直作用于裂紋擴展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴展。 （3）應(yīng)力強度因子：表示應(yīng)力場的強弱程度。 （4）小范圍屈服：塑性尺寸較裂紋尺寸及凈截面尺寸為小，小一個數(shù)量級以上的屈服。 （5）有效屈服應(yīng)力：發(fā)生屈服時的應(yīng)力 （6）有效裂紋長度：將原有的裂紋長度與松弛后的塑性區(qū)相合并得到的裂紋長度 （7）裂紋擴展能量釋放率：裂紋擴展單位面積時系統(tǒng)釋放勢能的數(shù)值。 （8）J積分：裂紋尖端區(qū)的應(yīng)變能，即應(yīng)力應(yīng)變集中程度 （9）COD：裂紋尖端沿應(yīng)力方向張開所得到的位移。二、疲勞斷口有什么特點? 答案：有疲勞源。在形成疲勞裂紋之后，裂紋慢速擴展，形成貝殼狀或海灘狀條紋。這種條紋開始時比

11、較密集，以后間距逐漸增大。由于載荷的間斷或載荷大小的改變，裂紋經(jīng)過多次張開閉合并由于裂紋表面的相互摩擦，形成一條條光亮的弧線，叫做疲勞裂紋前沿線，這個區(qū)域通常稱為疲勞裂紋擴展區(qū)，而最后斷裂區(qū)則和靜載下帶尖銳缺口試樣的斷口相似。對于塑性材料，斷口為纖維狀，對于脆性材料，則為結(jié)晶狀斷口。總之，一個典型的疲勞斷口總是由疲勞源，疲勞裂紋擴展區(qū)和最終斷裂區(qū)三部份構(gòu)成。三、什么是疲勞裂紋門檻值，哪些因素影響其值的大小? 答案：把裂紋擴展的每一微小過程看成是裂紋體小區(qū)域的斷裂過程，則設(shè)想應(yīng)力強度因子幅度K=Kmax-Kmin是疲勞裂紋擴展的控制因子，當(dāng)K小于某臨界值Kth時，疲勞裂紋不擴展，所以Kth叫疲勞

12、裂紋擴展的門檻值。 應(yīng)力比、顯微組織、環(huán)境及試樣的尺寸等因素對Kth的影響很大。 作業(yè)習(xí)題第五章材料的疲勞 一、解釋下列名詞 腐蝕疲勞：材料或零件在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下造成的失效。 應(yīng)力腐蝕：材料或零件在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下引起的破壞。 氫脆：就是材料在使用前內(nèi)部已含有足夠的氫并導(dǎo)致了脆性破壞。二、如何判斷某一零件的破壞是由應(yīng)力腐蝕引起的? 答案：應(yīng)力腐蝕引起的破壞，常有以下特點： 1、造成應(yīng)力腐蝕破壞的是靜應(yīng)力，遠(yuǎn)低于材料的屈服強度，而且一舶是拉伸應(yīng)力。 2、應(yīng)力腐蝕造成的破壞，是腕性斷裂，沒有明顯的塑性變形。 3、只有在特定的合金成分與特定的介質(zhì)相組合時才會造成應(yīng)力腐蝕。

13、4、應(yīng)力腐蝕的裂紋擴展速率一般在10-9一10-6m/s，有點象疲勞，是漸進(jìn)緩慢的，這種亞臨界的擴展?fàn)顩r一直達(dá)到某一臨界尺寸，使剩余下的斷面不能承受外載時，就突然發(fā)生斷裂。 5、應(yīng)力腐蝕的裂紋多起源于表面蝕坑處，而裂紋的傳播途徑常垂直于拉力軸。 6、應(yīng)力腐蝕破壞的斷口，其顏色灰暗，表面常有腐蝕產(chǎn)物，而疲勞斷口的表面，如果是新鮮斷口常常較光滑，有光澤。 7、應(yīng)力腐蝕的主裂紋擴展時常有分枝。但不要形成絕對化的概念，應(yīng)力腐蝕裂紋并不總是分技的。 8、應(yīng)力腐蝕引起的斷裂可以是穿晶斷裂，也可以是晶間斷裂。如果是穿晶斷裂，其斷口是解理或準(zhǔn)解理的，其裂紋有似人字形或羽毛狀的標(biāo)記。三、如何識別氫脆與應(yīng)力腐蝕？

14、 答案：氫脆和應(yīng)力腐蝕相比，其特點表現(xiàn)在： 1、實驗室中識別氫脆與應(yīng)力腐蝕的一種辦法是，當(dāng)施加一小的陽極電流，如使開裂加速，則為應(yīng)力腐蝕；而當(dāng)施加一小的陰極電流，使開裂加速者則為氫脆。 2、在強度較低的材料中，或者雖為高強度材料但受力不大，存在的殘余拉應(yīng)力也較小這時其斷裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此處三向拉應(yīng)力最大，氫濃集在這里造成斷裂。 3、斷裂的主裂紋沒有分枝的悄況這和應(yīng)力腐蝕的裂紋是截然不同的。 4、氦脆斷口上一般沒有腐蝕產(chǎn)物或者其量極微。 5、大多數(shù)的氫脆斷裂(氫化物的氫脆除外)，都表現(xiàn)出對溫度和形變速率有強烈的依賴關(guān)系。氫脆只在一定的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，出現(xiàn)氫脆的溫度區(qū)間決

15、定于合金的化學(xué)成分和形變速率。 作業(yè)習(xí)題第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂 一、名詞解釋 1、 應(yīng)力腐蝕：金屬在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。 2、氫脆：由于氫和應(yīng)力共同作用而導(dǎo)致的金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象。 3、白點：當(dāng)鋼中含有過量的氫時，隨著溫度降低氫在鋼中的溶解度減小。如果過飽和的氫未能擴散逸出，便聚集在某些缺陷處而形成氫分子。此時，氫的體積發(fā)生急劇膨脹，內(nèi)壓力很大足以將金屬局部撕裂，而形成微裂紋。 4、氫化物致脆：對于B或B族金屬，由于它們與氫有較大的親和力，極易生成脆性氫化物，是金屬脆化，這種現(xiàn)象稱氫化物致脆。 5、 氫致延滯斷裂：這種由于氫的

16、作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象稱為氫致延滯斷裂。二、說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的意義 1、 scc：材料不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力。 2、 K1scc：應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場強度因子。 3、da/dt：盈利腐蝕列紋擴展速率。三、如何提高材料或零件的抗粘著磨損能力? 答案： 1、注意一對摩擦副的配對。不要用淬硬鋼與軟鋼配對；不要用軟金屬與軟金屬配對。 2、金屬間互溶程度越小，晶體結(jié)構(gòu)不同，原子尺寸差別較大，形成化合物傾向較大的金屬，構(gòu)成摩擦副時粘著磨損就較輕微。 3、通過表面化學(xué)熱處理，如滲硫、硫氮共镕、磷化、軟氮化等熱處理工藝，使表面生成一化合物薄膜，或為硫化物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系數(shù)減小，起到減磨作

17、用也減小粘著磨損。 4、改善潤滑條件。四、在什么條件下發(fā)生微動磨損?如何減少微動磨損? 答案：微動磨損通常發(fā)生在一對緊配合的零件，在載荷和一定的振動頻率作用下，較長時間后會產(chǎn)生松動，這種松動只是微米級的相對滑動，而微小的相對滑動導(dǎo)致了接觸金屬間的粘著，隨后是粘看點的剪切，粘著物脫落。在大氣環(huán)境下這些脫落物被氧化成氧化物磨屑，由于兩摩擦表面的緊密配合，磨屑不易排出，這些磨屑起著磨料的作用，加速了微動磨損的過程。滾壓、噴九和表面化學(xué)熱處理都可因為表層產(chǎn)生壓應(yīng)力，能有效地減少微動磨損。作業(yè)習(xí)題第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂 一、和常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點?答案：1、首

18、先，材料在高溫將發(fā)生蠕變現(xiàn)象。材料在高溫下不僅強度降低，而且塑性也降低。應(yīng)變速率越低，載荷作用時間越長，塑性降低得越顯著。 2、高溫應(yīng)力松弛。 3、產(chǎn)生疲勞損傷，使高溫疲勞強度下降。二、提高材料的蠕變抗力有哪些途徑?答案：加入的合金元素阻止刃位錯的攀移，以及阻止空位的形成與運動從而阻止其擴散。1、低碳鋼拉伸試驗的過程可以分為 彈性變形 、 塑性變形 和 斷裂 三個階段。2、材料常規(guī)力學(xué)性能的五大指標(biāo)為： 屈服強度 、 抗拉強度 、 延伸率 斷面收縮率 、 沖擊功 。3、陶瓷材料增韌的主要途徑有 相變增韌 、 微裂紋增韌 、 表面殘余應(yīng)力增韌 、 晶須或纖維增韌 顯微結(jié)構(gòu)增韌以及復(fù)合增韌六種。4

19、、常用測定硬度的方法有 布氏硬度 、 洛氏硬度 和 維氏硬度 測試法。1、聚合物的彈性模量對 結(jié)構(gòu) 非常敏感，它的粘彈性表現(xiàn)為滯后環(huán)、應(yīng)力松弛和 蠕變 ，這種現(xiàn)象與溫度、時間密切有關(guān)。2、影響屈服強度的內(nèi)在因素有： 結(jié)構(gòu)健 、 組織 、 結(jié)構(gòu) 、 原子本性 ；外在因素有： 溫度 、 應(yīng)變速率 、 應(yīng)力狀態(tài) 。3、缺口對材料的力學(xué)性能的影響歸結(jié)為四個方面： (1)產(chǎn)生應(yīng)力集中 、 (2)引起三相應(yīng)力狀態(tài)，使材料脆化 、 (3)由應(yīng)力集中帶來應(yīng)變集中 、(4)使缺口附近的應(yīng)變速率增高 。4、低碳鋼拉伸試驗的過程可以分為 彈性變形 、 塑性變形 和 斷裂 三個階段。5、材料常規(guī)力學(xué)性能的五大指標(biāo)為：

20、 屈服強度 、 抗拉強度 、 延伸率 斷面收縮率 、 沖擊功 。6、陶瓷材料增韌的主要途徑有 相變增韌 、 微裂紋增韌 、 表面殘余應(yīng)力增韌 、 晶須或纖維增韌 顯微結(jié)構(gòu)增韌以及復(fù)合增韌六種。請說明下面公式各符號的名稱以及其物理意義7、c：斷裂應(yīng)力，表示金屬受拉伸離開平衡位置后，位移越大需克服的引力越大，c表示引力的最大值； K1C：平面應(yīng)變的斷裂韌性，它反映了材料組織裂紋擴展的能力；Y：幾何形狀因子ac: 裂紋長度8、對公式進(jìn)行解釋，并說明各符號的名稱及其物理意義（5分）答：表示疲勞裂紋擴展速率與裂紋尖端的應(yīng)力強度因子幅度之間的關(guān)系。：裂紋擴展速率（隨周次）；c與m：與材料有關(guān)的常數(shù)；：裂紋

21、尖端的應(yīng)力強度因子幅度9、ss-蠕變速率，反映材料在一定的應(yīng)力作用下，發(fā)生蠕變的快慢；n為應(yīng)力指數(shù)，n并非完全是材料常數(shù)，隨著溫度的升高，n略有降低；A為常數(shù)；為蠕變應(yīng)力。該公式反映了在穩(wěn)態(tài)蠕變階段，蠕變速率和蠕變應(yīng)力之間的關(guān)系。10、S=Kn Hollomon 關(guān)系式式中n稱為加工硬化指數(shù)或應(yīng)變硬化指數(shù)，K叫做強度硬化指數(shù)。S真應(yīng)力 真應(yīng)變?nèi)羧?shù)， lnS=lnK+nln1、 提高金屬材料的屈服強度有哪些方法?試用已學(xué)過的專業(yè)知識就每種方法各舉一例。答： 從組織的影響來看有四種強化機制影響金屬材料的屈服強度：固溶強化、形變強化、沉淀強化和彌散強化、晶界和亞晶強化； 影響屈服強度的外在因素還

22、有：溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)。隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高，材料的屈服強度也升高。2、 和常溫下力學(xué)性能相比，金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點?造成這種差別的原因何在?答： 首先，材料在高溫下將發(fā)生蠕變現(xiàn)象，即在應(yīng)力恒定的情況下，材料在應(yīng)力的持續(xù)作用下不斷發(fā)生變形；其次，材料在高溫下不僅強度降低，且塑性也降低。應(yīng)變越低，載荷作用時間越長，塑性降低得越顯著。再次，材料在高溫下晶界附近是弱化的區(qū)域。但在常溫或不太高的溫度下，晶界卻是阻止變形引起材料強化的因素，細(xì)晶粒不僅強度高，塑韌性也好。另外還有高溫應(yīng)力松弛、蠕變還會產(chǎn)生疲勞損傷，使高溫疲勞強度下降。材料在高溫下的力學(xué)性能特點都是和蠕變過程

23、緊密相連的。3、金屬疲勞破壞的特點是什么？典型疲勞斷口具有什么特征？提高疲勞強度的途徑有哪些？答： 金屬疲勞破壞有以下三個特點：第一，斷裂時并無明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有預(yù)兆，而是突然地破壞；第二，引起疲勞破壞的應(yīng)力很低，常常低于靜載時的屈服強度；第三，疲勞破壞能清楚地顯示出裂紋的發(fā)生、擴展和最后斷裂三個組成部分。 一個典型的疲勞斷口總是有疲勞源、疲勞裂紋擴展源和最終斷裂區(qū)三部分組成。4為什么通常體心立方金屬顯示低溫脆性，而面心立方金屬一般沒有低溫脆性?答：對于體心立方金屬來說，隨著溫度的下降屈服強度上升劇烈，但形變硬化速率卻對溫度不太敏感，因此隨著溫度下降其抗拉強度與屈服強度的差別基本保

24、持不變，而延伸率則越來越低。這樣，當(dāng)屈服強度上升到和其解離斷裂抗力相等時，材料就發(fā)生脆斷。對于面心立方金屬來說，屈服強度隨溫度降低基本不變，但加工硬化速率卻迅速上升，相應(yīng)地也伴隨著抗拉強度迅速上升。均勻延伸率隨溫度的降低不是減小而是明顯增大。故面心立方金屬沒有冷脆現(xiàn)象。5提高零件的疲勞壽命有哪些方法?試就每種方法各舉一應(yīng)用實例，并對這種方法具體分析，其在抑制疲勞裂紋的萌生中起有益作用，還是在阻礙疲勞裂紋擴展中有良好的效果?答：提高疲勞壽命的方法有：1、采用滾壓或噴丸的表面強化方法。因為疲勞裂紋的萌生大多起源于表面，滾壓或噴丸時表面的塑性變形受到約束，使表面產(chǎn)生很高的殘留壓應(yīng)力，這種情況下表面就

25、不易萌生疲勞裂紋，即使表面有小的裂紋，裂紋也不易擴展。2、利用表面化學(xué)熱處理的方法來提高零件的疲勞強度。如滲碳氮化等，其表面強化原理和上述的噴丸、滾壓法是相同的，也是在滲層表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。3、減少夾雜物。夾雜物如Al2O3、硅酸鹽和MnS等與基體的膨脹系數(shù)不同，在淬火過程中使其周圍產(chǎn)生應(yīng)力，在夾雜物和基體之間萌生疲勞裂紋。4、細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒對阻止疲勞裂紋的萌生和擴展都是有好處的。細(xì)化晶粒相當(dāng)于減小了平均滑移距離，減少了在晶界上位錯塞積所引起的應(yīng)力集中。5、其它因素。對Ti-8Al-1Mo-1V用鈹?shù)谋砻驽儗幽茱@著提高疲勞極限。在零件制造過程中，注意消除磨削和焊接等工藝造成的殘余拉應(yīng)力。

26、6、為什么材料的塑性要以延伸率和斷面收縮率這兩個指標(biāo)來度量?它們在工程上各有什么實際意義?答：試樣拉斷時所測得的延伸率主要反映了材料均勻變形的能力，而斷面收縮率則反映了材料局部變形的能力。在試樣拉伸過程中，試樣伸長包括兩部分，均勻伸長（頸縮前）和局部伸長（頸縮后），因此可以用延伸率和斷面收縮率來度量材料的塑性。7、缺口對材料的性能有哪些影響？為什么缺口沖擊韌性被列為材料常規(guī)性能的五大指標(biāo)之一？它和斷裂韌性有何關(guān)系？答：影響：1、產(chǎn)生應(yīng)力集中；2、引起三向應(yīng)力狀態(tài)，使材料變脆；3、由應(yīng)力集中帶來應(yīng)變集中；4、使缺口附近的應(yīng)變速率增高。原因：測量簡便迅速，綜合了缺口、低溫及高應(yīng)變速率這三個因素的影

27、響，能夠用來控制材料的冶金質(zhì)量和鑄造、鍛造、焊接及熱處理等熱加工工藝的質(zhì)量；能夠評定材料的冷脆傾向。關(guān)系：溫度對二者的影響類似、加載速率所引起的脆性轉(zhuǎn)變溫度的改變一致，二者在低溫下有一定的對應(yīng)關(guān)系。8缺口沖擊韌性為什么被列為材料常規(guī)性能的五大指標(biāo)之一，怎樣正確理解沖擊韌性的功能：(a)它是控制工藝的性能指標(biāo)；(b)它是服役性能指標(biāo)；(c)兩者兼而有之，但要具體分析。你對上述說法有何評論?沖擊韌性能理解為材料抵抗沖擊載荷而不發(fā)生破壞的能力嗎?答：缺口沖擊韌性試驗最大的優(yōu)點就是測量迅速簡便，所以將材料的沖擊韌性列為材料的常規(guī)力學(xué)性能。(a)缺口沖擊韌性用于控制材料的冶金質(zhì)量和鑄造、鍛造、焊接及熱處理等熱加工工藝的質(zhì)量。廠里所規(guī)定的沖擊韌性值是用來檢驗材料的冶金質(zhì)量和熱加工工藝是否正常，而不是作為使用性能或服役性能的指標(biāo)提出的。(b)它是用來評定材料的冷脆傾向。評定脆斷傾向的標(biāo)準(zhǔn)常常是和材料的具體