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金属力学性能

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性表示料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力)

(2)冲击吸收功:缺口试样冲击弯曲试验中,摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2。此即为试样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功,以Ar表示,单位为J。

(3)低温脆性:体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金,特别是工程上常用的中、低强度结构钢(铁素体珠光体钢),在试验温度低于某- -温度时,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,这就是低温脆性。

(4)韧脆转变温度:材料由韧性状态变为脆性状态的转变温度。

(5)韧性温度储备:材料使用温度和韧脆转变温度的差值,保证材料的低温服役行为。

第四章

(1)低应力脆断:高强度、超高强度钢的机件,中低强度钢的大型、重型机件在屈服应力以下发生的断裂。(2)张开型(I型)裂纹:拉应力垂直作用于裂纹扩展面,裂纹沿作用力方向张开,沿裂纹面扩展的裂纹。

(3)应力场:应力作用范围,表示应力在空间分布情况应变场:发生应变的试样区域,表示应变在空间的分布情况

(4)应力场强度因子k1:在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定于位置外,尚与强度因子k:有关。对于某-确定的点,其应力分量由k:决定,kr越大,则应力场各点应力分量也越大,这样k:就可以表示应力场的强弱程度,称ki为应力场强度因子。“I” 表示I型裂纹。

(5)小范围屈服:塑性区的尺寸较裂纹尺寸及净截面尺寸为小时(小一个数量级以上),这就称为小范围屈服。

(6)塑性区:发生塑性变形的区域。金属材料在裂纹扩展前,其尖端附近总要先出现一个或大或小的塑性变形区,也就是塑性区。

(7)有效屈服应力:塑性区中的最大主应力σ1叫做有效屈服应力,记作σys。 (8)有效裂纹长度:采用虚拟有效裂纹代替实际裂纹。因裂纹尖端应力的分布特性,裂尖前沿产生有塑性屈服区,屈服区内松弛的应力将叠加至屈服区之外,从而使屈服区之外的应力增加,其效果相当于因裂纹长度增加r, 后对裂纹尖端应力场的影响,经修正后的裂纹长度即为有效裂纹长度: atry.

(9)裂纹扩展K判据: 裂纹在受力时只要满足K1≥Krc, 就会发生脆性断裂.反之,即使存在裂纹,若K:

(10)裂纹扩展能量释放率G1: I型裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。

(11)裂纹扩展G判据: G1≥GIc, 当Gi满足.上述条件时裂纹失稳扩展断裂。 (12)J积分:有两种定义或表达式:一是线积分:二是形变功率差。

(13)裂纹扩展J判据: Ji≥Jrc,只要满足上述条件,裂纹(或构件)就会断裂。 (14)COD:裂纹张开位移δ。

(15)COD判据:当δ≥δC时,当满足上述条件时,裂纹开始扩展。

第五章

(1)应力范围0σ: σ max- σ min (2)应变范围Oε: Aε=Aεe+Aεp

(3)应力幅σa: σa=1/2(σ max- σ min)

(4) 应变幅(OEt/2): 最大应变与最小应变差值的一半。分别为总应变幅、弹性应变幅和塑性应变幅。(5)平均应力σm: σm= (Omax - Omin) omin

(6)应力比r: r=。max

(7)疲劳源:是疲劳裂纹萌生的策源地,一般在机件表面常和缺口, 裂纹,刀痕,蚀坑等缺陷相连。疲劳源由于在疲劳裂纹扩展中反复挤压摩擦,因而比较光亮。疲劳源的数目与所受应力状态和过载程度有关。

(8)疲劳贝纹线:疲劳断口上具有类似贝壳纹路的宏观特征形貌,是疲劳裂纹扩展时前沿线的痕迹。它是由于载荷大小或应力状态发生变化或者机器运行中途停车等原因造成的。(9)疲劳条带: 疲劳裂纹扩展的第二阶段的断口特征是具有略程弯曲并相互平行的沟槽花样,称为疲劳条带。

(10) 驻留滑移带:在交变载荷作用下,在部分晶粒的一些部位出现滑移带。这种滑移是在应力低于屈服强度就已发生。在局部地区形成滑移带。即滑移很不均匀。同时,如果将试样上已出现的滑移带电解抛光,重新作疲劳试验。新出现的滑移带仍在原来滑移带的位置出现。这表明滑移是集中在材料内形变抗力较低的弱的区域。当循环次数较多时,电解抛光不能完全抛掉。这种抛光后仍留下的滑移带称为驻留滑移带。这种驻留滑移带是交变载荷下不均匀塑性变形的表现。

(11) 挤出脊和侵入沟:挤出脊是在滑移带表面上观察到的比周围高出一些的挤出物质。在某些试样中还发现有侵入沟。它与挤出脊相对出现,也可能就出现在挤出脊的附近。

(12) AK:材料的疲劳裂纹扩展速率不仅与应力水平有关,而且与当时的裂纹尺寸有关。OK是由应力范围△σ和a复合为应力强度因子范围,△K=Kmax-

-Kmin=Y σ max J a-Yσ minva=Y△σVa.

(13) da/dN:疲芳裂纹扩展速率,即每循环一次裂纹扩展的距离。 (14)疲劳寿命:试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数。

(15)过渡寿命:塑性应变幅寿命曲线与弹性应变幅-寿命曲线由于斜率不同而产生的交点,是低周疲芳与高周疲劳的分界。

(16) 热疲劳:凡是由于温度周期变化引起零件或构件的自由膨胀和收缩,而又因这种膨胀和收缩受到约束,产生了交变热应力。由这种交变热应力引起的破坏就叫热疲劳。

(17)过载损伤:金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后,其疲劳极限或疲劳命减小,就造成了过载损伤。

第六章

(1) 应力腐蚀: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。

(2) 氢蚀:由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体,使基体金属晶界结合力减弱而导致.金属脆化现象。(碳钢在300~500C范围内,在高压氢气中工作时,氢与钢中的碳作用生成高压的CH4气泡,当此气泡在晶格上达到一定密度后即可使材料脆化,这种现象叫氢蚀。即由于氢与钢中的第二相作用生成高压气体,使基体金属晶格结合力减弱而导致金属脆化)

(3) 白点:当钢中含有过量的氢时,随着温度降低氢在钢中的溶解度减小。如果过饱和的氢未能扩散逸出,便聚集在某些缺陷处而形成氢分子。此时,氢的体

积发生急剧膨胀,内压力很大足以将金属局部撕裂,而形成微裂纹。这种微裂纹的断面呈银自色圆形或椭圆形,故称为白点。

(4)氢化物致脆:对于IVB或VB族金属,由于它们与氢有较大的亲和力,极易生成脆性氢化物,使金属脆化,这种现象称氢化物致脆。(主要存在于纯钛及a钛合金中,因氢在a-Ti中溶解度很小,钛与氢又有较大的亲和力,容易生成氢化钛。引起氢脆)

(5)氢致延滞断裂:高强度钢或a +B钛合金中,含有适量的处于固溶状态的氢,在低于屈服强度的应力持续作用下,经一段孕育期后,在金属内部特别是在三向拉应力区形成裂纹,裂纹逐步扩展,最后突然发生脆性断裂。这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢滞延滞断裂。

第七章

(1)磨损:机件表面相互接触并产生相对运动,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、造成表面损伤的现象。

(2)粘着:原子间的键合作用。粘着磨损又称咬合磨损,在滑动摩擦条件下,当摩擦副相对滑动速度较小时发生的。

(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,磨损速率减小的现象。 (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,严重时甚至会产生咬死现象,即机件无法正常运行的现象。(6) 犁皱:表面材料沿硬粒子运动方向被横推而形成沟槽。

(7)耐磨性:材料抵抗磨损的性能。

金属力学性能

性表示料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力)(2)冲击吸收功:缺口试样冲击弯曲试验中,摆锤冲断试样失去的位能为mgH1-mgH2。此即为试样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功,以Ar表示,单位为J。(3)低温脆性:体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金,特别是工程上常用的中、低强度结构钢(铁素体珠光体钢),在试验温度低于某--温度时
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