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第一章 单向静拉伸力学性能
1、 解释下列名词。
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.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。
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
2、 说明下列力学性能指标的意义。
答:E弹性模量 G切变模量 ?r规定残余伸长应力 ?0.2屈服强度 ?gt金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】
3、 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。【P4】
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4、 现有45、40Cr、35 CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择哪种材料作为机床起
身,为什么?
选灰铸铁,因为其含碳量搞,有良好的吸震减震作用,并且机床床身一般结构简单,对精度要求不高,使用灰铸铁可降低成本,提高生产效率。
5、 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。
6、 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。
7、 板材宏观脆性断口的主要特征是什么?如何寻找断裂源?
断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状,板状矩形拉伸试样断口中的人字纹花样的放射方向也
与裂纹扩展方向平行,其尖端指向裂纹源。
第二章 金属在其他静载荷下的力学性能
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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τmax和最大正应力σmax比值,即: ???max?1??3? ?max2?1?0.5??2??3? 【新书P39 旧书P46】
(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σb 的比值,称为缺口敏感度,即:
【P47 P55 】
(三、试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。 试验特点 方法 温度、应力状态和 塑性变形抗力和加载速率确定,采用光滑圆拉伸 柱试样,试验简单,应力状料。 态软性系数较硬。 切断强度较低的塑性材应用范围 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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应力状态软,一般 脆性材料,以观都能产生塑性变形,试样常压缩 沿与轴线呈45o方向产生下所表现的力学行为。 断裂,具有切断特征。 弯曲试样形状简 测定铸铁、铸造单,操作方便;不存在拉伸合金、工具钢及硬质合金试验时试样轴线与力偏斜等脆性与低塑性材料的问题,没有附加应力影响试弯曲 验结果,可用试样弯曲挠度也常用于比较和鉴别渗显示材料的塑性;弯曲试样碳和表面淬火等化学热表面应力最大,可灵敏地反处理机件的质量和性能。 映材料表面缺陷。 应力状态软性系数 用来研究金属在为0.8,比拉伸时大,易于热加工条件下的流变性扭转 显示金属的塑性行为;试样能和断裂性能,评定材料在整个长度上的塑性变形的热压力加工型,并未确时均匀,没有紧缩现象,能定生产条件下的热加工强度和显示塑性的差别。察脆性材料在韧性状态AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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实现大塑性变形量下的试工艺参数提供依据;研究验;较能敏感地反映出金属或检验热处理工件的表表面缺陷和及表面硬化层面质量和各种表面强化的性能;试样所承受的最大工艺的效果。 正应力与最大切应力大体相等 六、试综合比较光滑试样轴向拉伸、缺口试样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点。 偏斜拉伸试验:在拉伸试验时在试样与试验机夹头之间放一垫圈,使试样的轴线与拉伸力形成一定角度进行拉伸。该试验用于检测螺栓一类机件的安全使用性能。
光滑试样轴向拉伸试验:截面上无应力集中现象,应力分布均匀,仅在颈缩时发生应力状态改变。
缺口试样轴向拉伸试验:缺口截面上出现应力集中现象,应力分布不均,应力状态发生变化,产生两向或三向拉应力状态,致使材料的应力状态软性系数降低,脆性增大。
偏斜拉伸试验:试样同时承受拉伸和弯曲载荷的复合作用,其应力状态更“硬”,缺口截面上的应力分布更不均匀,更能显示材料对缺口的敏感性。 七、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理,并比较布氏、洛氏与
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