第一篇：金屬力學(xué)性能總結(jié)

金屬力學(xué)性能

1、拉伸試驗條件：光滑試樣室溫下進行的軸向加載靜拉伸。

2、屈服強度：許多金屬拉伸時會出現(xiàn)物理屈服現(xiàn)象，而又有許多金屬沒有物理屈服現(xiàn)象。把規(guī)定產(chǎn)生0.2%殘余伸長所對應(yīng)的應(yīng)力稱為屈服強度。

3、抗拉強度：是試件拉斷以前的最高載荷除以試件原始橫斷面積，用σb表示

4、彈性模數(shù)的物理意義：（1）彈性模數(shù)是彈性應(yīng)變?yōu)?時的彈性應(yīng)力；（2）彈性模數(shù)實際是原子間靜電引力的表征，其數(shù)值反應(yīng)了原子間結(jié)合力的大小；（3）彈性模數(shù)是彈性變形時應(yīng)力和應(yīng)變的比值，或比例常數(shù)；

5、包申格效應(yīng)：試件預(yù)加載產(chǎn)生微量塑性變形，然后再同向加載σe升高，反向加載時σe下降，我們把這種現(xiàn)象稱作包申格效應(yīng)。

6、彈性后效：當試件沿OA加載時，呈線性。在A點保持負荷不變，隨時間延長變形在慢慢增加，產(chǎn)生變形AB。到B時卸曲線落到D點。這時可以看到變形OD。OD稱為正彈性后效。隨時間的延長，又從D慢慢回復(fù)到O,DO為反彈性后效。我們把這種與時間有關(guān)的彈性變形稱為彈性后效。

7、金屬在加載和卸載時應(yīng)力應(yīng)變曲線不重合，形成一個封閉的環(huán)，這個環(huán)叫做彈性滯后環(huán)。

8、布氏硬度計：軟材料，如低碳鋼、銅合金、鋁合金、鑄鐵等。

洛氏硬度計：淬火，硬材料。

維氏硬度計：涂層，硬度梯度變化的材料。

9、金屬強化方法：細晶強化，固溶強化，第二相強化，形變強化。

10、物理屈服現(xiàn)象：在應(yīng)力—應(yīng)變曲線上出現(xiàn)應(yīng)力不增加，時而有所降低，而變形仍在繼續(xù)進行的現(xiàn)象。產(chǎn)生機制詳見P53。

11、形變強化的意義：

（1）形變強化可使金屬機件具有一定的抗偶然過載能力，保證機件安全（2）形變強化可使金屬塑變均勻進行，保證冷變形工藝的順利實現(xiàn)

（3）形變強化可提高金屬強度，和合金化、熱處理一樣，也是強化金屬的重要工藝手段（4）形變強化還可降低塑性改善低碳鋼的切削加工性能

12、頸縮實際過程：塑性變形→形變強化→塑性變形不停→塑性變形轉(zhuǎn)移不出去→不停塑變→頸縮。

13、解理斷裂特征：河流花樣，解理舌，穿晶斷裂。

14、光滑試件微孔斷裂三個區(qū)域：纖維區(qū)，放射區(qū)，剪切唇。

15、應(yīng)力場強度因子KI：表示在名義應(yīng)力的作用下，含裂紋體處于彈性平衡狀態(tài)時，裂紋前端附近應(yīng)力場的強弱。

16、金屬的斷裂韌性KIC是材料常數(shù)。材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的的能力可用KIC來評定

17、GI：裂紋擴展單位面積由系統(tǒng)所提供的彈性能量叫做裂紋擴展力或稱為裂紋擴展時的能量釋放率，簡稱能量釋放率。

18、格里菲斯理論優(yōu)點：?與實測值相符，解決了實際強度與理論強度的巨大差異；?數(shù)學(xué)形式上簡明。缺點：?未考慮塑性變形；?對于沒有初始微裂紋的材料無法解釋。

19、裂紋的三種擴展方式：張開型，滑開型，撕開型。

20、冷脆：鋼在低溫沖擊時其沖擊功極低，這種現(xiàn)象稱為鋼的冷脆

力學(xué)本質(zhì)：溫度低于Tk時，塑變強度高于正斷強度，在塑變前發(fā)生正斷。物理本質(zhì)：溫度降低時，屈服強度提高造成的。

21、韌脆轉(zhuǎn)變溫度的確定：?能量準則法：以Ak值降至某一特定數(shù)值時的溫度作為Tk。?斷口形貌準則法：按特定斷口形貌對應(yīng)的溫度確定Tk.22、疲勞宏觀斷口分為三個區(qū)：疲勞裂紋產(chǎn)生區(qū)，疲勞裂紋擴展區(qū)，最后斷裂區(qū)

23、疲勞線為宏觀斷口，疲勞輝紋

24、損傷度：設(shè)試件在循環(huán)應(yīng)力σ1下的疲勞壽命為Nf1,若在該應(yīng)力幅下循環(huán)n1次，則損傷度為n1D1=n1/Nf1.25、用非發(fā)展裂紋解釋過負荷損害界的產(chǎn)生：在疲勞極限的應(yīng)力下，雖經(jīng)過無限多次應(yīng)力循環(huán)而未斷裂，但金屬內(nèi)部還是存在有宏觀尺寸的裂紋，只是這種裂紋在金屬內(nèi)部不發(fā)展，故稱為“非發(fā)展裂紋”，這種裂紋在疲勞極限應(yīng)力下有一臨界尺寸。過載荷應(yīng)力下造成的裂紋長度如果小于此臨界尺寸，則此裂紋在疲勞極限應(yīng)力下不會發(fā)展，即過載荷沒有造成損傷。如果大于臨界尺寸，則在以后的疲勞極限應(yīng)力下，此裂紋將不停的發(fā)展，以致斷裂，即過載荷造成了損傷。另外，在過負荷下即有裂紋向前擴展因素，又有裂紋頂端塑性區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力和變形強化及時效等阻止裂紋增長因素，尤其是阻止裂紋長大到非發(fā)展裂紋尺寸，所以會產(chǎn)生過負荷損害界。

26、駐留滑移帶：反復(fù)在原位出現(xiàn)，就像駐扎在那里總也不消失的滑移帶稱為駐留滑移帶。

27、表面強化處理提高疲勞極限的原因：表面強化后不僅直接提高了表面層的強度，從而提高了疲勞極限，而且由于強化層存在，使表層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，降低了交變載荷下表面層的拉應(yīng)力，是疲勞裂紋不易產(chǎn)生或擴展。

28、金屬材料在應(yīng)變保持一定的情況下，形變抗力在循環(huán)過程中不斷增高的現(xiàn)象稱為循環(huán)硬化；形變抗力在循環(huán)過程中下降，即產(chǎn)生該應(yīng)變所需應(yīng)力逐漸減小的現(xiàn)象叫做循環(huán)軟化。

29、低周疲勞：是高應(yīng)力低頻率低壽命的疲勞，其交變應(yīng)力接近或超過材料的屈服強度，有時稱之為塑性疲勞或應(yīng)變疲勞。

30、應(yīng)力腐蝕：由拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)外加敏感的材料組織聯(lián)合作用而引起的漫長而滯后的低應(yīng)力脆性斷裂稱為應(yīng)力腐蝕。

31、磨損分類：按破壞機理分為：粘著磨損、磨粒磨損，表面疲勞磨損。按機件表面磨損狀態(tài)分為：連續(xù)磨損、粘著磨損、疲勞磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、微動磨損、表面塑性流動。

32、接觸疲勞：是滾動軸承、齒輪等一類機件的接觸表面，在接觸壓應(yīng)力的反復(fù)長期作用后所引起的一種表面疲勞剝落損壞現(xiàn)象。分為：麻點剝落、淺層剝落、硬化層剝落。

33、蠕變：金屬在長時間的恒溫、恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力小于屈服強度，也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變。

34、持久強度：高溫材料在高溫長期載荷作用下抵抗斷裂的能力。

35、金屬的應(yīng)力松弛：在具有恒定總變形的零件中，隨著時間的延長而自行減低應(yīng)力的現(xiàn)象，稱為應(yīng)力松弛。

36、松弛穩(wěn)定性：材料抵抗應(yīng)力松弛的性能。

37、遲屈服：體心立方金屬，如低碳鋼等，在高加載速度之下使之處于高于屈服應(yīng)力的某一應(yīng)力下保持，則發(fā)現(xiàn)剛剛達到此應(yīng)力數(shù)值的瞬間，屈服變形并不發(fā)生，而須在此應(yīng)力作用下經(jīng)過一定時間后才發(fā)生，這個現(xiàn)象稱為遲屈服現(xiàn)象。計算：

1、斷面收縮率：ψ=

伸長率=F0?F F0lk?l0 l0P

真實應(yīng)力=

真實應(yīng)變=lnL/L0 FPL?L0

條件應(yīng)力=

條件應(yīng)變=

F0L02、KI=Yσ a

第二篇：材料力學(xué)性能總結(jié)

材料力學(xué)性能

第一章

二節(jié)．彈變

1,。彈性變形：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形。

2.彈性模量：表征材料對彈性變形的抗力

3.彈性性能與特征是原子間結(jié)合力的宏觀體現(xiàn)，本質(zhì)上決定于晶體的電子結(jié)構(gòu)，而不依賴于顯微組織，因此，彈性模量是對組織不敏感的性能指標。4.比例極限σp：應(yīng)力與應(yīng)變成直線關(guān)系的最大應(yīng)力。

5.彈性極限σe：由彈性變形過渡到彈性塑性變形的應(yīng)力。

6.彈性比功: 表示單位體積金屬材料吸收彈性變形功的能力，又稱彈性比應(yīng)變能。

7.力學(xué)性能指標：反映材料某些力學(xué)行為發(fā)生能力或抗力的大小。

8.彈性變形特點：應(yīng)力與應(yīng)變成比例，產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀

9.滯彈性：在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象，稱為滯彈性。

10.循環(huán)韌性：指在塑性區(qū)加載時材料吸收不可逆變形功的能力。

11.循環(huán)韌性應(yīng)用：減振、消振元件。12.包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力增加；反向加載規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低的現(xiàn)象，稱為包申格效應(yīng)。

13.包申格應(yīng)變：指在給定應(yīng)力下，正向加載與反向加載兩應(yīng)力－應(yīng)變曲線之間的應(yīng)變差。14.消除包申格效應(yīng)：預(yù)先進行較大的塑性變形。在第二次反向受力前先使金屬材料于回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。三節(jié)：塑性

1.塑性：金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久(塑性)變形的能力.2.影響材料屈服強度的因素：㈠ 內(nèi)在因素.1.金屬本性及晶格類型.主滑移面位錯密度大，屈服強度大。2.晶粒大小和亞結(jié)構(gòu).晶界對位錯運動具有阻礙作用。晶粒小可以產(chǎn)生細晶強化。都會使強度增加。3.溶質(zhì)原子: 溶質(zhì)元素溶入金屬晶格形成固溶體,產(chǎn)生固溶強化。4，第二相.a.不可變形的第二相繞過機制.留下一個位錯環(huán)對后續(xù)位錯產(chǎn)生斥力, b.可以變形的第二相切過機制.由于，質(zhì)點與基體間晶格錯排及位錯切過第二相質(zhì)點產(chǎn)生新界面需要做功，使強度增加。二）外在因素：1.溫度溫度越高原子間作用越小位錯運動阻力越低2.應(yīng)變速率。應(yīng)變速率越高強度越高。3.應(yīng)力狀態(tài).切應(yīng)力分量越大強度越低

3.細晶強化：晶界是位錯運動的阻礙，晶粒小相界多。減少晶粒尺寸會減少晶粒內(nèi)部位錯塞積的數(shù)量，減少位錯塞積群的長度，降低塞積點處的應(yīng)力，相鄰晶粒中位錯源開動所需的外加切應(yīng)力提高，屈服強度增加。

4.固溶強化：在純金屬中加入溶質(zhì)原子形成固溶合金，將顯著提高屈服強度，此即為固溶強化。溶質(zhì)原子與基體原子尺寸差別越大，引起的彈性畸變越大，溶質(zhì)原子濃度越高，引起的彈性畸變越大，對位錯的阻礙作用越強，固溶強化作用越大。

5.影響粒狀第二相強化效果的因素：當粒子體積分數(shù)f一定時,粒子尺寸r越小、位錯運動障礙越多，位錯的自由行程越小，強比效果越顯著。當粒子尺寸一定時，體積分數(shù)f越大，強化效果亦越好。網(wǎng)狀分布時，位錯堆積，應(yīng)力不可以松弛，脆性增加.片狀＞球狀

6.珠光體對第二相的影響：1）片狀珠光體，位錯的移動被限制在滲碳體片層之間。所以滲碳體片層間距越小，珠光體越細，其強度越高。2）粒狀珠光體，位錯錢與第二相球狀粒子交會的機會減少，即位錯運動受阻的機會減少，故強度降低，塑性提高。3）滲碳體以連續(xù)網(wǎng)狀分布于鐵素體晶界上時，使晶粒的變形受阻于相界，導(dǎo)致很大的應(yīng)力集中，因此強度反而下降，塑性明顯降低。

7.應(yīng)變硬化：應(yīng)變硬化是位錯增殖、運動受阻所致

8.n表示材料的應(yīng)變強化能力或?qū)M一步塑性變形的抗力。

9.影響n的因素：1)層錯能：層錯能低,則交滑移難，加工硬化指數(shù)高。2)冷熱變形 退火態(tài)n大，冷加工n小3)強度，強度高n低。10塑性的指標：①延伸率：試樣拉斷時所測得的條件延伸率主要反映了材料均勻變形的能力。② 斷面收縮率：斷面收縮率主要反映了材料局部變形的能力 11.韌性：韌性是指材料在斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。四節(jié)：金屬的斷裂

1.裂紋的基本形成過程：裂紋形成和擴展。2.段裂類型：1）根據(jù)斷裂前金屬是否有明顯的塑性變形分：脆性斷裂ψ<5%

韌性斷裂ψ>5% 2）從微觀上按照裂紋的走向分：穿晶斷裂 沿晶斷裂

3.磨損，腐蝕，斷裂是機件的三種失效形式。4.韌性斷裂宏觀斷口：斷口粗糙、呈纖維狀，灰暗色。1）中、低強度鋼光滑圓柱試樣拉伸斷口呈杯錐狀。

5.宏觀斷口三要素：1）纖維區(qū)2)放射區(qū)3)剪切唇

6.塑性變形量越大則放射線越粗。溫度降低或材料強度增加，由于塑性降低放射線由粗變細乃至消失。

7.影響斷口三要素的因素：材料脆性越大，放射區(qū)越大，纖維區(qū)越小，剪切唇越小。材料尺寸越大，放射區(qū)越大，纖維區(qū)基本不變。8.脆性斷裂宏觀斷口：脆性斷裂的斷裂面一般與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。

9.沿晶斷裂：當晶界的強度小于屈服強度時，晶界無塑性變形，斷裂呈宏觀脆性

產(chǎn)生冰糖狀斷口。當晶界的強度大于屈服強度時，晶界有塑性變形，產(chǎn)生石狀斷口 10.微孔聚集型斷裂斷口微觀特征:韌窩。11.微孔聚集型斷裂的過程：塑變過程中，位錯運動遇到第二相顆粒形成位錯環(huán)。切應(yīng)力作用下位錯環(huán)堆積.位錯環(huán)移向界面，界面沿滑移面分離形成微孔。位錯源重新開動，釋放出新位錯，不斷進入微孔，使微孔長大。在外力的作用下產(chǎn)生縮頸（內(nèi)縮頸）而斷裂（纖維區(qū)），使微孔聚合，形成裂紋；裂紋尖端應(yīng)力集中，產(chǎn)生極窄的與徑向大致呈45度的剪切變形帶，新的微孔就在變形帶內(nèi)成核、長大和聚合，與裂紋連接時，裂紋擴展。（大概說出）

12.解理斷裂：指金屬材料在一定條件下（如低溫），當外加正應(yīng)力達到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂。

13.解理面：由于與大理石的斷裂相似，所以稱這種晶體學(xué)平面為解理面。

14.解理斷裂過程分為三個階段：a)塑性變形形成裂紋b)裂紋在同一晶粒內(nèi)初期長大c)裂紋越過晶界向相鄰晶粒擴展

15.解理斷裂的微觀斷口特征：1)解理臺階及河流狀花樣。2)舌狀花樣 16.準解理斷裂：穿晶斷裂；有小解理刻面； 有臺階或撕裂棱及河流花樣。

第二章

一節(jié)：材料的軟性系數(shù)

1.α值越大，最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越“軟”，越易于產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂。α值越小，最大正應(yīng)力分量越大，應(yīng)力狀態(tài)越“硬”，越不易產(chǎn)生塑性變形而易于產(chǎn)生脆性斷裂。

2.對于塑性較好的金屬材料，往往采用應(yīng)力狀態(tài)硬的三向不等拉伸的加載方法，以考查其脆性傾向。二節(jié)：壓縮

1.力學(xué)性能指標 規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力σpc。抗壓強度σbc。相對壓縮率δck 和相對斷面擴脹率ψck 2.壓縮試驗的特點：1）單向壓縮試驗的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)α＝2，主要用于拉伸時呈脆性的金屬材料力學(xué)性能的測定。2）因此塑性材料很少進行壓縮試驗。3）脆性材料的壓縮強度一般高于其抗拉強度。三節(jié)：彎曲 1.性能指標：可測定脆性或低塑性材料的主要力學(xué)性能指標有：規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力σpb。抗彎強度σbb。彎曲模量Eb 2.彎曲試驗的特點：1）試樣形狀簡單、操作方便，不存在拉伸試驗時的試樣偏斜對試驗結(jié)果的影響，并可用試樣彎曲的撓度顯示材料的塑性。2）彎曲試樣一側(cè)受拉，一側(cè)受壓，表面應(yīng)力最大，故可較靈敏地反映材料的表面缺陷。3）對于脆性難加工的材料，可用彎曲代替拉伸 四節(jié)：扭轉(zhuǎn)

1.力學(xué)性能指標：切變模量G。扭轉(zhuǎn)比例極限τp和扭轉(zhuǎn)屈服強度τs。抗扭強度

2.扭轉(zhuǎn)特點：1）測定那些在拉伸時呈現(xiàn)脆性或低塑性材料的強度和塑性。2）能較敏感地反映出材料表面缺陷及表 面硬化層的性能。3）試樣長度上的塑性變形是均勻的，不會出頸縮現(xiàn)象。4）扭轉(zhuǎn)時最大正應(yīng)力與最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等。

五節(jié)：缺口試樣靜載荷試驗

1.缺口效應(yīng) 效應(yīng)1：缺口引起應(yīng)力集中，改

變了缺口前方應(yīng)力狀態(tài)。由單向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)閮上蚧蛉驊?yīng)力狀態(tài)。缺口效應(yīng)2:缺口使塑性材料產(chǎn)生缺口附加強化，使強度增加，塑性降低。六節(jié)：硬度

1.布氏硬度 優(yōu)點：壓痕面積大，不受個別

相及微小不均勻性影響，反映平均性能，重現(xiàn)度大。缺點：不同材料變D、F，測d不能直接讀數(shù)。壓痕較大，不宜在零件表面上測定硬度，也不能測定薄壁件或表面硬化層硬度。

2.洛氏硬度：壓痕深度來表示材料的硬度。3.洛氏硬度 優(yōu)點：適于各種不同硬質(zhì)材料的檢驗，不存在壓頭變形問題;硬度值可直接讀出;對試件表面造成的損傷較小，可用于成品零件的質(zhì)量檢驗;因加有預(yù)載荷，可以消除表面輕微的不平度對試驗結(jié)果的影響。缺點：不同標尺的洛氏硬度值無法相互比較;由于壓痕小，所以洛氏硬度對材料組織的不均勻性很敏感

4.維氏硬度：測量壓痕兩對角線的長度后取

平均值d。

第三章 金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能 三節(jié)：低溫脆性

1.沖擊韌性：是指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.材料的沖擊韌度值隨溫度的降低而減小，當溫度降低到某一溫度范圍時，沖擊韌度急劇下降，材料由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。這種現(xiàn)象稱為“冷脆”。3.低溫脆性的本質(zhì)：低溫脆性是材料屈服強度隨溫度下降急劇增加的結(jié)果。

4.影響沖擊韌性和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的因素：1.材料因素：a）晶體結(jié)構(gòu)的影響。低、中強度的bcc金屬及其合金有冷脆現(xiàn)象。高強度的bcc金屬，冷脆轉(zhuǎn)變不明顯。fcc金屬一般情況下可認為無冷脆現(xiàn)象。2）化學(xué)成分： a)加入能形成間隙固溶體的元素，使沖擊韌性減小，冷脆轉(zhuǎn)變溫度提高 b)α-Fe中加入能形成置換固溶體的元素。c)雜質(zhì)元素S、P、Pb、Sn、As等，會降低鋼的韌性。3）晶粒尺寸：細化晶粒能使材料的韌性增加，韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低。4)金相組織：強度相同時S>B>P片>P球。2.外在因素：1）缺口越尖銳，三向應(yīng)力狀態(tài)越嚴重脆性轉(zhuǎn)變溫度的升高。2）尺寸因素 試樣尺寸增大，材料的韌性下降，斷口中纖維區(qū)減少，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。3）加載速度 外加沖擊速度增加，使缺口處塑性變形的應(yīng)變率提高，促進材料的脆化。

5.Si、Cr等降低層錯能，促進位錯擴展，形成孿晶、交滑移困難。在α-Fe中加入Ni和Mn，能顯著地降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度并提高韌斷區(qū)的沖擊值。

第四章 金屬的斷裂韌度 1.裂紋擴展的基本形式：1）張開型裂紋2）滑開型裂紋3）撕開型裂紋

2.在x軸上裂紋尖端的切應(yīng)力分量為零，拉應(yīng)力分量最大，裂紋最易沿x軸方向擴展。3.應(yīng)力場強度因子KⅠ表示裂紋尖端應(yīng)力場的強弱

4.這個臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的KI值就記作KIC或KC稱為斷裂韌度。表征材料對宏觀裂紋失穩(wěn)擴展的抗力。

5.GIC，也稱為斷裂韌度或平面斷裂韌度，表示材料阻止裂紋失穩(wěn)擴展時單位面積所消耗的能量

6.影響斷裂韌性KIC的因素：

一、內(nèi)因 ：1）晶粒尺寸 晶粒愈細，KIC 也愈高。2）合金化 固溶使得KIC 降低。彌散分布的第二相數(shù)量越多，其間距越小，KIC 越低;第二相沿晶界網(wǎng)狀分布，晶界損傷，KIC 降低；

球狀第二相的KIC ＞片狀 3）夾雜 夾雜物偏析于晶界，晶界弱化，增大沿晶斷裂的傾向性； 在晶內(nèi)分布的夾雜物 起缺陷源的作用，都使材料 的KIC 值下降。4）顯微組織（1）M組織 板條M，KIC高。針狀M，KIC低 混合M介于二者之間

（2）回火組織：回火馬氏體KIC 低。回火索氏體KIC高。回火屈氏體介于二者之間。（3）貝氏體組織

上貝氏體低下貝氏體高。（4）殘余奧氏體提高KIC??????.（貌似不能考太復(fù)雜了，想看自己看書吧）

第五章 金屬的疲勞

一節(jié)：金屬疲勞現(xiàn)象及特點

1.疲勞：由于承受變動載荷而導(dǎo)致裂紋萌生和擴展以至斷裂失效的全過程稱為疲勞。

2.高周疲勞特點：斷裂壽命較長，Nf>105周次，斷裂應(yīng)力水平較低，σ<σs，也稱低應(yīng)力疲勞

3.低周疲勞特點：斷裂壽命較短，Nf=（104-105）周次斷裂應(yīng)力水平較高，σ≥σs，往往有塑性應(yīng)變出現(xiàn)，也稱高應(yīng)力疲勞或應(yīng)變疲勞。

4.疲勞斷裂有如下的特點：1）低應(yīng)力循環(huán)延時斷裂，即有壽命的斷裂。2）是脆性斷裂。3）對缺陷(缺口、裂紋及組織缺陷)，尤其是表面缺陷十分敏感。4）疲勞分裂紋萌生和擴展兩個階段。可見疲勞源＋疲勞區(qū)＋瞬間斷裂區(qū)。5.疲勞源：裂紋萌生的地方，常處于機件的表面或缺口、裂紋、刀痕、蝕坑等缺陷處，或機件截面尺寸不連續(xù)的區(qū)域（有應(yīng)力集中）。材料內(nèi)部存在嚴重冶金缺陷也會在材料內(nèi)部產(chǎn)生疲勞源。形貌特點：光亮度大，擴展速小，斷面不斷摩擦擠壓，且有加工硬化發(fā)生。機理：裂紋擴展速率低，N大，不斷擠壓摩擦

6.疲勞區(qū)：裂紋亞穩(wěn)擴展所形成的。特征：比較光滑并分布有貝紋線（海灘花樣），有時還有裂紋擴展臺階。

7.貝紋線：平行弧線，間距不同；在裂紋源附近，線條細密、擴展較慢；在遠離裂紋處，線條稀疏、擴展較快。

8.瞬時斷裂區(qū)：裂紋失穩(wěn)擴展形成的。特征：

表面粗糙；脆性材料為結(jié)晶狀，塑性材料為纖維區(qū)。瞬斷區(qū)位置一般應(yīng)在疲勞源的對側(cè)。9.裂紋源區(qū)的光亮度越大、相鄰疲勞區(qū)越大、貝紋線越多，疲勞源越先產(chǎn)生，反之，疲勞源越往后產(chǎn)生。二節(jié)：高周疲勞

1.循環(huán)應(yīng)力特性主要包括平均應(yīng)力 σm，應(yīng)力幅σa和應(yīng)力比r以及加載方式（應(yīng)力狀態(tài)）。2.循環(huán)應(yīng)力特性對S-N曲線的影響：1)平均應(yīng)力的影響: a)σmax相同隨平均應(yīng)力的增高，循環(huán)不對稱程度加大，交變應(yīng)力幅占循環(huán) 應(yīng)力的分數(shù)越來越小，造成的損傷也越來越小，使曲線向上移動，疲勞抗力增加。b）σa相同隨著平均應(yīng)力升高，不對

稱程度越來越嚴重，作用在等體積材料中的應(yīng)力水平越來越高，疲勞損傷加劇，S-N曲線向下移動。疲勞抗力降低。

3.缺口越尖銳，疲勞極限下降越多。4.疲勞裂紋擴展的規(guī)律: 應(yīng)力水平越高，擴展越快；裂紋尺寸越大，擴展越快。

5.疲勞裂紋擴展可分為三個區(qū)域: I區(qū)為近門檻區(qū), 斷口：解理花樣，由斷裂小面組成。II區(qū)為中部區(qū)或穩(wěn)態(tài)擴展區(qū).斷口：疲勞條紋 III區(qū)為裂紋快速擴展區(qū)，斷口: 靜載斷裂機制。

6.疲勞裂紋擴展的影響因素: 1)平均應(yīng)力, 壓縮載荷下，裂紋是閉合的，對裂紋擴展無貢獻。平均拉應(yīng)力（應(yīng)力比r）升高，疲勞抗力降低 2）過載峰及裂紋塑性區(qū)的影響 偶然過載進入過載損傷區(qū)內(nèi)，將使材料受到損傷并降低疲勞壽命，但是如果過載適當，反而是有益的。3）材料的組織和性能 晶粒越大，△Kth 越大、裂紋開始擴展困難，但會使裂紋擴展速度增大。

7.引入殘余壓應(yīng)力降低平均應(yīng)力如表面噴丸、滾壓、淬火處理等，可以提高材料的疲勞抗力。8.疲勞裂紋萌生過程及機理: 1)滑移帶開裂產(chǎn)生裂紋

提高材料的滑移抗力，可阻止裂紋的萌生，增強 材料的疲勞抗力。2）相界面開裂產(chǎn)生裂紋

第二相、夾雜物應(yīng)“少、圓、小、勻”，以提高疲勞抗力。3）晶界、亞晶界開裂產(chǎn)生裂紋。強化、凈化、細化晶界，可提高材料的疲勞抗力。4）材料內(nèi)部的缺陷如氣孔、夾雜、分層、各向異性、相變或晶粒不均勻等，都會因局部的應(yīng)力集中而引發(fā)裂紋。9.疲勞裂紋擴展及斷口微觀特征：第一階段：從表面?zhèn)€別侵入溝（或擠出脊）先形成微裂紋，然后裂紋主要沿主滑移系方向，以純剪切方式沿45°向內(nèi)擴展。斷口上無明顯的特征，只有一些擦傷的痕跡。在一些強化材料中,有時存在周期性解理或者準解理花樣第二階段：裂紋⊥拉應(yīng)力。第二階段的斷口特征是具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣，稱為疲勞條帶（條紋、輝紋）。

10.影響疲勞強度的主要因素：

一、加載規(guī)范及環(huán)境的影響 1.載荷頻率 2.次載鍛煉 3.間歇 4.溫度 溫度升高，疲勞極限下降 5.介質(zhì)：腐蝕介質(zhì)表面蝕坑，疲勞極限下降

二、表面狀態(tài)與尺寸因素：1.表面狀態(tài)：缺口：因應(yīng)力集中會降低材料的疲勞強度。越粗糙，材料的疲勞強度越低 表面強度越高，疲勞強度越高。2.尺寸效應(yīng) 尺寸增加，疲勞強度降低。

三、表面強化及殘余應(yīng)力的影響 1.表面噴丸及滾壓 2.表面熱處理及化學(xué)熱處理 提高疲勞強度； 3.殘余應(yīng)力，殘余壓應(yīng)力提高疲勞強度；殘余拉應(yīng)力降低疲勞強度。

四、材料成分及組織 含碳形成抗力增加 合金元素

提高淬透性，改善韌性 2.顯微組織 生脆性斷裂的現(xiàn)象，稱為氫脆斷裂或氫致斷裂，簡稱氫脆。2．氫脆類型及特征：1.氫氣壓力引起的開裂（白點）。條件：當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H2分子。微裂紋的斷面呈圓形或橢圓形，顏色為銀白色，所以稱為白點。

3.氫蝕產(chǎn)生的條件及原因，高溫高壓下，氫與鋼中的固溶體或滲碳體反應(yīng)產(chǎn)生甲烷可以在鋼細化晶粒，可以提高材料強韌性，疲勞極限提高。2)組織 正火組織：片狀K，疲勞極限低 淬火回火組織：

織HRC：硬?度相同??1?，韌M??性＞淬T??S等溫淬火組火回?火組織 3.夾雜物及冶金缺陷：作為裂紋核心，降低疲勞極限。（內(nèi)容太多了不一定考）

第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂 一節(jié)：應(yīng)力腐蝕 1.應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象：材料或零件在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。

2.產(chǎn)生條件：應(yīng)力、環(huán)境（介質(zhì)）和材料三者共存是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的必要條件。應(yīng)力為拉應(yīng)力而且很低。特定材料只有在特定的介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。純金屬一般無應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。合金一般都具有應(yīng)力腐蝕，而且有一定敏感成分。

3.典型材料的應(yīng)力腐蝕：1)不銹鋼在氯化物溶液中的應(yīng)力腐蝕（氯脆）。低碳鋼在熱堿溶液中的應(yīng)力腐蝕。3)銅合金在含氨水溶液中的應(yīng)力腐蝕（氨脆）

4.應(yīng)力腐蝕的特征：1)造成應(yīng)力腐蝕破壞的是靜應(yīng)力，遠低于材料的屈服強度，而且一般是拉伸應(yīng)力2)應(yīng)力腐蝕造成的破壞是脆性斷裂3)對每一種金屬或合金，只有在特定的介質(zhì)中才會發(fā)生4）應(yīng)力腐蝕遠大于腐蝕速度、但遠小于單純力學(xué)的 斷裂速度。5)裂紋的傳播途徑常垂直于拉力的方向；6)應(yīng)力腐蝕破壞的斷口，宏觀特征與疲勞斷口相似，也有亞穩(wěn)擴展區(qū)和最后瞬斷區(qū)。7)應(yīng)力腐蝕的主裂紋擴展時，常有分枝。微觀裂紋分叉，呈枯樹枝狀，表面可見“泥狀花樣”腐蝕產(chǎn)物及腐蝕坑8)應(yīng)力腐蝕引起的斷裂可以是穿晶斷裂，也可以是沿晶斷裂，甚至是兼有這兩種形式的混合斷裂。

5.斷裂時間tf隨著外加拉伸應(yīng)力的降低而增加。當外加應(yīng)力低于某一定值時，應(yīng)力腐蝕斷裂時間tf趨于無限長，此應(yīng)力稱為不發(fā)生應(yīng)力腐蝕的臨界應(yīng)力σscc 6.防止應(yīng)力腐蝕的措施：1）降低或消除應(yīng)力：a)避免或減少局部應(yīng)力集中；b)進行消除應(yīng)力處理；c)采用噴丸或其它表面處理方法 2）控制環(huán)境： a)避免在敏感介質(zhì)中使用 b)加入緩蝕劑

c)保護涂層

d)電化學(xué)保護 3）改善材質(zhì)： a)正確選材：b)開發(fā)耐應(yīng)力腐蝕新材料 c)改變組織和減少雜質(zhì) 二節(jié)：氫脆 1．由于氫與應(yīng)力的共同作用而導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)中形成高壓,使基體金屬晶界結(jié)合力減弱,導(dǎo)致鋼材的塑性大幅度降低，這種現(xiàn)象稱為氫蝕。特點：a,氫蝕脆化裂紋常沿晶界發(fā)展，斷口顏色呈氧化色，呈顆粒狀，晶界明顯加寬，呈沿晶斷裂。b, 氫蝕過程存在孕育期，并且溫度越高，孕育期越短。（c）鋼發(fā)生氫蝕的溫度為300~500℃，低于200℃時不發(fā)生氫蝕。

5.氫化物致脆: 對于IVB或VB族金屬(如純

鈦、α-鈦合金、鎳、釩、鋯、鈮及其合金)，由于它們與氫有較大的親和力，極易生成脆性氫化物，使材料的塑性、韌性降 低，產(chǎn)生脆化。

6.第一類氫脆：當熔融金屬冷凝時，由于溶

解度的降低，氫自固溶體中析出，并與基體金屬化合生成了氫化物。這種由于預(yù)先存在氫化物所引起的脆性屬于第一類氫脆。第二類氫脆：合金中原有的氫含量較低，不足以形成氫化物；但當受到應(yīng)力作用時，氫將向拉應(yīng)力區(qū)或裂紋前沿聚集、一旦達到足夠濃度，過飽和 氫將從固溶體中析出并形成氫化物。由于應(yīng)力感生 氫化物所引起的脆化，屬于第二類氫脆。7.氫化物制脆特點：A,氫脆敏感性，隨溫度

降低及試樣缺口的尖銳程度增加而增加。B, 斷口上常可以發(fā)現(xiàn)氫化物。C, 氫化物的形狀和分布對脆性有明顯的影響。8.氫致延滯斷裂: 高強鋼或鈦合金含有適量的固溶狀態(tài)的氫，在低于屈服強度的應(yīng)力持續(xù)作用下，經(jīng)過一段時間孕育后，在金屬內(nèi)部，特別是在三向拉應(yīng)力區(qū)形成裂紋，裂紋逐步擴展，最后突然發(fā)生脆性斷裂.9.氫致延滯斷裂特點：a,只在一定溫度范圍

內(nèi)出現(xiàn)b, 提高應(yīng)變速率，材料對氫脆的敏感性降低。C, 可顯著降低金屬材料的斷后伸長率d, 高強度鋼的氫致延滯斷裂還具有可逆性。

10.氫致滯后斷裂過程: a)孕育階段: b）裂

紋形核：c)裂紋擴展：d）擴展直至斷裂 11.防止氫脆的措施：1.環(huán)境因素：設(shè)法切斷

氫進入金屬的途徑，如采用表面涂層，使機件表面與環(huán)境介質(zhì)中的氫隔離。2.力學(xué)因素：在機件設(shè)計和加工過程中，應(yīng)排除各種產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的因素，相反，采用表面處理使表面獲得殘余壓應(yīng)力層，對防止氫致延滯斷裂有良好的作用。3.材質(zhì)因素：含碳量較低且硫、磷含量較少的鋼，氫脆敏感性較低。鋼的強度越高，對氫脆越敏感。因此，對在含氫介質(zhì)中工作的高強度鋼的強度應(yīng)有所限制。第七章金屬磨損和接觸疲勞

一節(jié)：磨損的基本概念

1.磨損：機件表面相接觸并作相對運動時，由于摩擦使摩擦表面逐漸有微小顆粒分離出來形成磨屑，使表面材料逐漸損失，導(dǎo)致機件尺寸變化和質(zhì)量損失，造成表面損傷的現(xiàn)象。二節(jié)：磨損模型 1．粘著磨損：粘著磨損是接觸表面相互運動時，因固相焊合作用使材料從一個表面脫落或轉(zhuǎn)移到另一表面而形成的磨損，又稱咬合磨損。2．產(chǎn)生的條件：滑動摩擦，相對滑動速度較小。缺乏潤滑油，表面沒有氧化膜。單位法向載荷很大

3.分類：按工作溫度分：低溫粘著磨損，高溫粘著磨損。按粘結(jié)點的強度和磨損程度分：a）涂抹 軟材料表面出現(xiàn)微小的凹坑，硬材料表面形成微小凸起，使摩擦面變得粗糙。b）劃傷，擦傷軟材料的表面形成細而淺的劃痕c）刮傷 較深的劃痕d）膠合 在摩擦力和摩擦熱的作用下，摩擦表面出現(xiàn)較深的劃痕和凹坑的磨損。

e）咬死

外力克服不了結(jié)點界面上的結(jié)合力。

4．材料的粘著磨損量與所加法向載荷、摩擦距離成正比；與材料的硬度或強度成反比，而與接觸面積大 小無關(guān)。

5.粘著磨損的影響因素;內(nèi)因:（1）點陣結(jié)構(gòu)：體心立方和面心立方結(jié)構(gòu)的金屬發(fā)生粘著磨損的傾向高于密排六方結(jié)構(gòu)。（2）材料的互溶性, 越大，粘著傾向越大。（3）組織結(jié)構(gòu)：單晶體的粘著性大于多晶體；單相金屬的粘著性大于多相合金；固溶體比化合物粘著傾 向大。材料的晶粒尺寸越小，粘著磨損量越小。4）塑性材料比脆性材料易于粘著；金屬/金屬組成的摩擦副比金屬/非金屬的摩擦副易于粘著。外因：（1）在摩擦速度一定時，粘著磨損量隨接觸壓力的增大而增加。（2）在接觸壓力一定的情況下，粘著磨損量隨滑動速度的增加而增加，但達到某一極大值后，又隨滑動 速度的增加而減小。（3）降低表面粗糙度，將增加抗粘著磨損能力。（4）提高溫度和滑動速度，粘著磨損量增加。5）良好的潤滑狀態(tài)能顯著降低粘著磨損。

6.減輕粘著磨損的主要措施：(1)合理選擇摩擦副材料。盡量選擇互溶性少，粘著傾向小的材料配對(2)避免或阻止兩摩擦副間直接接觸。改善表面潤滑條件。(3)控制摩擦滑動速度和接觸壓應(yīng)力，可使粘著磨損大為減輕。（4）使磨屑多沿接觸面剝落，以降低磨損量，可采用表面滲硫、滲磷、滲氮等表面處理工藝。使磨損發(fā)生在較軟方材料表層，可采用滲碳、滲氮共滲、碳氮硼三元共滲等工藝以提高另一方的硬度。

7.磨粒磨損 ：摩擦副的一方表面存在堅硬的細微凸起或在接觸面向存在硬質(zhì)粒子時產(chǎn)生的磨損。

8.分類：1)按接觸條件或磨損表面數(shù)量分：（1）兩體磨粒磨損（2）三體磨粒磨損 2）按磨料所受應(yīng)力大小：（1）低應(yīng)力劃傷式磨粒磨損（2）高應(yīng)力碾碎式磨粒磨損

（3）鑿削式磨粒磨損 3）按材料的相對硬度分：軟磨粒磨損 硬磨粒磨損

4）按工作環(huán)境分：普通型磨粒磨損

腐蝕磨粒磨損 高溫磨粒磨損

9.磨粒磨損的過程與機理：磨粒對摩擦表面產(chǎn)生的微切削作用、塑性變形、疲勞破壞或脆性斷裂產(chǎn)生的，或是它們綜合作用的結(jié)果。10.特征：摩擦面上有擦傷或因明顯犁皺形成的溝槽

11.磨粒磨損的影響因素：1）材料性能a.硬度：一般情況下，材料硬度越高，其抗磨粒磨損能力也越高。2)斷裂韌性 3)顯微組織：(1)鋼： M耐磨性好, F因硬度太低，耐磨性最差。(2)H相同,下貝氏體耐磨性高于回火馬氏體。(3)鋼中碳化物：在軟基體中碳化物數(shù)量增加，彌散度增加，耐磨性也提高；在硬基體上分布碳化物反而損害材料的耐磨性。4)晶粒尺寸：細化晶粒，提高耐磨性。5)磨粒性能(1)磨粒的硬度

(2)磨粒尺寸(3)磨粒形狀 尖銳磨粒造成的磨損量多

四節(jié)：金屬接觸疲勞

1.分類：麻點剝落(點蝕)淺層剝落 深層剝落(表面壓碎): 2.接觸應(yīng)力：兩物體相互接觸時在局部表面產(chǎn)生的壓應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力，也叫赫茲應(yīng)力 3.疲勞磨損：在交變剪應(yīng)力的影響下，裂紋容易在最大剪應(yīng)力處成核，并擴展到表面而產(chǎn)生剝落，在零件表面形成 針狀或豆狀凹坑，造成疲勞磨損。

4.分類：(1)線接觸應(yīng)力(2)點接觸應(yīng)力 5.疲勞磨損機理：（1）麻點磨損：表面接觸應(yīng)力較小，摩擦力較大、或表面質(zhì)量較差（如表面有脫碳、燒傷、淬火不足、夾雜物等）時，易產(chǎn)生麻點剝落。2）淺層剝落：裂紋常出現(xiàn)在非金屬夾雜物附近，裂紋開始沿非金屬夾雜物平行于表面擴展。3）深層剝落（壓碎性剝落）：該處切應(yīng)力雖不是最大，但因過渡區(qū)是弱區(qū)，切應(yīng)力可能高于材料材料強度而在該處產(chǎn)生裂紋

6．影響接觸疲勞壽命的因素：1）非金屬夾雜物.a.M的含碳量。b.M和殘余奧氏體的級別c.未溶碳化物的大小3）表面硬度與心部硬度a.表面硬度b.心部硬度 4）表面硬化層深度

第八章金屬高溫力學(xué)性能

一節(jié)：蠕變現(xiàn)象

1.金屬材料隨著溫度的升高，強度逐漸降

低，斷裂方式由穿晶斷裂逐漸向沿晶斷裂過渡。

2.蠕變:材料在長時間的恒溫、恒應(yīng)力作用

下，即使應(yīng)力小于屈服強度，也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變

3.蠕變變形機理 ：主要有位錯滑移、攀移、原子擴散和晶界滑動，對于高分子材料還有分子鏈段沿外力的舒展。

4.位錯滑移、攀移蠕變機理：(a)由于原子

或空位的熱激活運動，使得刃型位錯得以

5.7.8.9.10.11.攀移，攀移后的位錯或者在新的滑移面上得以滑移(b)異號位錯反應(yīng)得以消失(c)形成亞晶界(d)被大角晶界所吸收這樣被塞集的位錯數(shù)量減少，對位錯源的反作用力減小，位錯源就可以重新開動，位錯得以增殖和運動，產(chǎn)生蠕變變形。6.蠕變斷裂機理 ：蠕變斷裂主要是沿晶斷裂。在裂紋成核和擴展過程中，晶界滑動引起的應(yīng)力集中與空位的擴散起著重要作用。由于應(yīng)力和溫度的不同，裂紋成核有兩種類型。1)裂紋成核于三晶粒交會處 在高應(yīng)力和低溫下，持續(xù)的恒載持導(dǎo)致位于最大切應(yīng)力方向的晶界滑動，這種滑動成、長大和連接的方式發(fā)生的，斷口的典型特征是韌窩。3)在較低應(yīng)力和較高溫度下，通過在晶界空位聚集形成空洞和空洞長大的方式發(fā)生晶界蠕變斷裂 4)高溫高應(yīng)力下，在強烈變形部位將迅速發(fā)生回復(fù)再結(jié)晶，晶界能夠通過擴散發(fā)生遷移，即使在晶界上形成空洞，空洞也難以繼續(xù)長大。

金屬材料蠕變斷裂斷口特征：宏觀特征為：一是使斷裂機件表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象；另一個特征是由于高溫氧化，斷口表面往往被一層氧化膜所覆蓋。微觀特征主要是冰糖狀花樣的沿晶斷裂。

蠕變極限的意義表示材料在高溫下受到載荷長時間作用時，對于蠕變變形的抗力。

影響蠕變性能的主要因素：1,化學(xué)成分 a,在金屬基體中加入鉻、相、鎢、鋁等合金元素, 除產(chǎn)生固溶強化作用外，還因為合金元素使層錯能降低，易形成擴展位錯，且溶質(zhì)原子與溶劑原于的結(jié)合力較強，增大了擴散激活能，從而提高了蠕變極限 b,稀土等增加晶界激活能的元素。2.組織結(jié)構(gòu) 對于金屬材料，采用不同的熱處理工藝，可以改變組織結(jié)構(gòu)，從而改變熱激活運動的難易程度.3.晶粒度 對于金屬材料，當使用溫度低于等強溫度時，細化晶粒可以提高鋼的強度；當使用溫度高于等強溫度時，粗化晶粒可以提高鋼的蠕變極限和持久強度，但是，晶粒太大會降低鋼的高溫塑性和韌性。

降低蠕變速度必須控制位錯攀移的速度；必須抑制晶界的滑動。必然在三晶粒交界處形成應(yīng)力集中。2)裂紋成核分散于晶界上 在較低應(yīng)力和較高溫度下，蠕變裂紋常分散在晶界各處，特別易產(chǎn)生在垂直于拉應(yīng)力方向的晶界上

影響蠕變斷裂的因素：1)在高應(yīng)力高應(yīng)變速率下，溫度低時，金屬材料通常發(fā)生滑移引起的解理斷裂或晶間斷裂，這屬于一種脆性斷裂方式。2)在高應(yīng)力高應(yīng)變速率下，溫度高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度時，斷裂方式從脆性解理和晶間斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性穿晶斷裂。它是通過在第二相界面上空洞生

第三篇：材料力學(xué)性能總結(jié)

材料力學(xué)性能 第一章

二節(jié)．彈變

1,。彈性變形：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形。

2.彈性模量：表征材料對彈性變形的抗力

3.彈性性能與特征是原子間結(jié)合力的宏觀體現(xiàn)，本質(zhì)上決定于晶體的電子結(jié)構(gòu)，而不依賴于顯微組織，因此，彈性模量是對組織不敏感的性能指標。4.比例極限σp：應(yīng)力與應(yīng)變成直線關(guān)系的最大應(yīng)力。5.彈性極限σe：由彈性變形過渡到彈性塑性變形的應(yīng)力。

6.彈性比功: 表示單位體積金屬材料吸收彈性變形功的能力，又稱彈性比應(yīng)變能。7.力學(xué)性能指標：反映材料某些力學(xué)行為發(fā)生能力或抗力的大小。

8.彈性變形特點：應(yīng)力與應(yīng)變成比例，產(chǎn)生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀

9.滯彈性：在彈性范圍內(nèi)快速加載或卸載后，隨時間延長產(chǎn)生附加彈性應(yīng)變的現(xiàn)象，稱為滯彈性。

10.循環(huán)韌性：指在塑性區(qū)加載時材料吸收不可逆變形功的能力。11.循環(huán)韌性應(yīng)用：減振、消振元件。

12.包申格效應(yīng)：金屬材料經(jīng)過預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應(yīng)力增加；反向加載規(guī)定殘余伸長應(yīng)力降低的現(xiàn)象，稱為包申格效應(yīng)。

13.包申格應(yīng)變：指在給定應(yīng)力下，正向加載與反向加載兩應(yīng)力－應(yīng)變曲線之間的應(yīng)變差。

14.消除包申格效應(yīng)：預(yù)先進行較大的塑性變形。在第二次反向受力前先使金屬材料于回復(fù)或再結(jié)晶溫度下退火。三節(jié)：塑性

1.塑性：金屬材料斷裂前發(fā)生不可逆永久(塑性)變形的能力.2.影響材料屈服強度的因素：㈠ 內(nèi)在因素.1.金屬本性及晶格類型.主滑移面位錯密度大，屈服強度大。2.晶粒大小和亞結(jié)構(gòu).晶界對位錯運動具有阻礙作用。晶

粒小可以產(chǎn)生細晶強化。都會使強度增加。3.溶質(zhì)原子:溶質(zhì)元素溶入金屬晶格形成固溶體,產(chǎn)生固溶強化。4，第二相.a.不可變形的第二相繞過機制.留下一個位錯環(huán)對后續(xù)位錯產(chǎn)生斥力,b.可以變形的第二相切過機制.由于，質(zhì)點與基體間晶格錯排及位錯切過第二相質(zhì)點產(chǎn)生新界面需要做功，使強度增加。二）外在因素：1.溫度溫度越高原子間作用越小位錯運動阻力越低2.應(yīng)變速率。應(yīng)變速率越高強度越高。3.應(yīng)力狀態(tài).切應(yīng)力分量越大強度越低

3.細晶強化：晶界是位錯運動的阻礙，晶粒小相界多。減少晶粒尺寸會減少晶粒內(nèi)部位錯塞積的數(shù)量，減少位錯塞積群的長度，降低塞積點處的應(yīng)力，相鄰晶粒中位錯源開動所需的外加切應(yīng)力提高，屈服強度增加。

4.固溶強化：在純金屬中加入溶質(zhì)原子形成固溶合金，將顯著提高屈服強度，此即為固溶強化。溶質(zhì)原子與基體原子尺寸差別越大，引起的彈性畸變越大，溶質(zhì)原子濃度越高，引起的彈性畸變越大，對位錯的阻礙作用越強，固溶強化作用越大。5.影響粒狀第二相強化效果的因素：當粒子體積分數(shù)f一定時,粒子尺寸r越小、位錯運動障礙越多，位錯的自由行程越小，強比效果越顯著。當粒子尺寸一定時，體積 分數(shù)f越大，強化效果亦越好。網(wǎng)狀分布時，位錯堆積，應(yīng)力不可以松弛，脆性增加.片狀＞球狀

6.珠光體對第二相的影響：1）片狀珠光體，位錯的移動被限制在滲碳體片層之間。所以滲碳體片層間距越小，珠光體越細，其強度越高。2）粒狀珠光體，位錯錢與第二相球狀粒子交會的機會減少，即位錯運動受阻的機會減少，故強度降低，塑性提高。3）滲碳體以連續(xù)網(wǎng)狀分布于鐵素體晶界上時，使晶粒的變形受阻于相界，導(dǎo)致很大的應(yīng)力集中，因此強度反而下降，塑性明顯降低。

7.應(yīng)變硬化：應(yīng)變硬化是位錯增殖、運動受阻所致

8.n表示材料的應(yīng)變強化能力或?qū)M一步塑性變形的抗力。

9.影響n的因素：1)層錯能：層錯能低,則交滑移難，加工硬化指數(shù)高。2)冷熱變形 退火態(tài)n大，冷加工n小3)強度，強度高n低。

10塑性的指標：①延伸率：試樣拉斷時所測得的條件延伸率主要反映了材料均勻變形的能力。② 斷面收縮率：斷面收縮率主要反映了材料局部變形的能力

11.韌性：韌性是指材料在斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。四節(jié)：金屬的斷裂

1.裂紋的基本形成過程：裂紋形成和擴展。

2.段裂類型：1）根據(jù)斷裂前金屬是否有明顯的塑性變形分：脆性斷裂ψ<5% 韌性斷裂ψ>5% 2）從微觀上按照裂紋的走向分：穿晶斷裂

沿晶斷裂

3.磨損，腐蝕，斷裂是機件的三種失效形式。

4.韌性斷裂宏觀斷口：斷口粗糙、呈纖維狀，灰暗色。1）中、低強度鋼光滑圓柱試樣拉伸斷口呈杯錐狀。

5.宏觀斷口三要素：1）纖維區(qū)2)放射區(qū)3)剪切唇

6.塑性變形量越大則放射線越粗。溫度降低或材料強度增加，由于塑性降低放射線由粗變細乃至消失。

7.影響斷口三要素的因素：材料脆性越大，放射區(qū)越大，纖維區(qū)越小，剪切唇越小。材料尺寸越大，放射區(qū)越大，纖維區(qū)基本不變。

8.脆性斷裂宏觀斷口：脆性斷裂的斷裂面一般與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結(jié)晶狀。

9.沿晶斷裂：當晶界的強度小于屈服強度時，晶界無塑性變形，斷裂呈宏觀脆性

產(chǎn)生冰糖狀斷口。當晶界的強度大于屈服強度時，晶界有塑性變形，產(chǎn)生石狀斷口

10.微孔聚集型斷裂斷口微觀特征:韌窩。

11.微孔聚集型斷裂的過程：塑變過程中，位錯運動遇到第二相顆粒形成位錯環(huán)。切應(yīng)力作用下位錯環(huán)堆積.位錯環(huán)移向界面，界面沿滑移面分離形成微孔。位錯源重新開動，釋放出新位錯，不斷進入微孔，使微孔長大。在外力的作用下產(chǎn)生縮頸（內(nèi)縮頸）而斷裂（纖維區(qū)），使微孔聚合，形成裂紋；裂紋尖端應(yīng)力集中，產(chǎn)生極窄的與徑向大致呈45度的剪切變形帶，新的微孔就在變形帶內(nèi)成核、長大和聚合，與裂紋連接時，裂紋擴展。（大概說出）12.解理斷裂：指金屬材料在一定條件下（如低溫），當外加正應(yīng)力達到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學(xué)平面產(chǎn)生的穿晶斷裂。

13.解理面：由于與大理石的斷裂相似，所以稱這種晶體學(xué)平面為解理面。

14.解理斷裂過程分為三個階段：a)塑性變形形成裂紋b)裂紋在同一晶粒內(nèi)初期長大c)裂紋越過晶界向相鄰晶粒擴展

15.解理斷裂的微觀斷口特征：1)解理臺階及河流狀花樣。2)舌狀花樣

16.準解理斷裂：穿晶斷裂；有小解理刻面； 有臺階或撕裂棱及河流花樣。

第二章

一節(jié)：材料的軟性系數(shù)

1.α值越大，最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越“軟”，越易于產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂。α值越小，最大正應(yīng)力分量越大，應(yīng)力狀態(tài)越“硬”，越不易產(chǎn)生塑性變形而易于產(chǎn)生脆性斷裂。單向壓縮試驗的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)α＝2 2.二節(jié)：壓縮

1.力學(xué)性能指標 規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力σpc。抗壓強度σbc。相對壓縮率δck 和相對斷面擴脹率ψck.抗彎強度σbb。彎曲模量Eb 切變模量G 扭轉(zhuǎn)比例極

限τp和扭轉(zhuǎn)屈服強度τs 抗扭強度 五節(jié)：缺口試樣靜載荷試驗

1.缺口效應(yīng) 效應(yīng)1：缺口引起應(yīng)力集中，改變了缺口前方應(yīng)力狀態(tài)。由單向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)閮上蚧蛉驊?yīng)力狀態(tài)。缺口效應(yīng)2:缺口使塑性材料產(chǎn)生缺口附加強化，使強度增加，塑性降低。六節(jié)：硬度

1.壓頭材質(zhì)：淬火鋼球

HBS≤450

硬質(zhì)合金球 HBW 450~650 2.試樣厚度：為h的10倍，d=0.25~0.6D在試件厚度足夠時，應(yīng)盡可能選用10 mm直徑的壓頭。洛氏硬度：壓痕深度來表示材料的硬度。直徑為1/16’(1.5875mm)~ ?’(12.70mm)的鋼球

從材料角度看，淬火后經(jīng)不同溫度回火的鋼材、各種工模具鋼及滲層厚度大于0.5mm的滲碳層等較硬的材料，常采用洛氏硬度C標尺法； 如應(yīng)HRC在20 ~ 67之間；若材料硬度小于HRC20，則應(yīng)選用B標尺；若大于HRC67，則應(yīng)選用A標尺.看課后第八題

維氏硬度：測量壓痕兩對角線的長度后取平均值d。

第三章

金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能

三節(jié)：低溫脆性

1.沖擊韌性：是指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。

低溫脆性：在試驗溫度低于某一溫度事，會由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降，斷裂機理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫硇停瑪嗫谔卣饔衫w維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀，這就是低溫脆性。

3.低溫脆性的本質(zhì)：低溫脆性是材料屈服強度隨溫度下降急劇增加的結(jié)果。

4.影響沖擊韌性和韌脆轉(zhuǎn)變溫度的因素：1.材料因素：a）晶體結(jié)構(gòu)的影響。低、中強度的bcc金屬及其合金有冷脆現(xiàn)象。高強度的bcc金屬，冷脆轉(zhuǎn)變不明顯。fcc金屬一般情況下可認為無冷脆現(xiàn)象。

2）化學(xué)成分： a)加入能形成間隙固溶體的元素，使沖擊韌性減小，冷脆轉(zhuǎn)變溫度提高

b)α-Fe中加入能形成置換固溶體的元素。c)雜質(zhì)元素S、P、Pb、Sn、As等，會降低鋼的韌性。3）晶粒尺寸：細化晶粒能使材料的韌性增加，韌脆轉(zhuǎn)變溫度降低。4)金相組織：強度相同時S>B>P片>P球。2.外在因素：1）缺口越尖銳，三向應(yīng)力狀態(tài)越嚴重脆性轉(zhuǎn)變溫度的升高。2）尺寸因素

試樣尺寸增大，材料的韌性下降，斷口中纖維區(qū)減少，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。3）加載速度

外加沖擊速度增加，使缺口處塑性變形的應(yīng)變率提高，促進材料的脆化。5.Si、Cr等降低層錯能，促進位錯擴展，形成孿晶、交滑移困難。在α-Fe中加入Ni和Mn，能顯著地降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度并提高韌斷區(qū)的沖擊值。（重點看合金的影響）

第四章

金屬的斷裂韌度

1.裂紋擴展的基本形式：1）張開型裂紋2）滑開型裂紋3）撕開型裂紋 2.應(yīng)力場強度因子KⅠ表示裂紋尖端應(yīng)力場的強弱

3.這個臨界或失穩(wěn)狀態(tài)的KI值就記作KIC或KC稱為斷裂韌度。表征材料對宏觀裂紋失穩(wěn)擴展的抗力。4.影響斷裂韌性KIC的因素：

一、內(nèi)因 ：1）晶粒尺寸

晶粒愈細，KIC 也愈高。2）合金化

固溶使得KIC 降低。彌散分布的第二相數(shù)量越多，其間距越小，KIC 越低;第二相沿晶界網(wǎng)狀分布，晶界損傷，KIC 降低；

球狀第二相的KIC ＞片狀

3）夾雜

在晶內(nèi)分布的夾雜物 起缺陷源的作用，都使材料 的KIC 值下降。

4）顯微組織

塑性高，松弛應(yīng)力、裂紋擴展阻力大，可以提高KIC

二、特殊熱處理對斷裂韌度的影響：1）形變熱處理2）亞溫淬火3）超高溫淬火 都使其提高

三、外因：1）板厚

隨板材厚度或構(gòu)件截面尺寸的增加而減小，最終趨于一個穩(wěn)定的最低值2）溫度

金屬材料斷裂韌性隨著溫度的降低，低于此溫度范圍，斷裂韌度保持在一個穩(wěn)定的水平（下平臺）3）應(yīng)變速率

應(yīng)變速率每提高一個數(shù)量級，斷裂韌性將降低10%。很大時，絕熱溫度升高，斷裂韌性反而提高。

第五章 金屬的疲勞

一節(jié)：金屬疲勞現(xiàn)象及特點

1.疲勞：由于承受變動載荷而導(dǎo)致裂紋萌生和擴展以至斷裂失效的全過程稱為疲勞。2.疲勞類別：按載荷類型分：彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉壓、復(fù)合疲勞等。按環(huán)境和接觸情況分:大氣疲勞、腐蝕疲勞、高溫疲勞、熱疲勞、接觸疲勞、沖擊疲勞等。

4.疲勞斷裂有如下的特點：1）低應(yīng)力循環(huán)延時斷裂，即有壽命的斷裂。2）是脆性斷裂。3）對缺陷(缺口、裂紋及組織缺陷)，尤其是表面缺陷十分敏感。4）疲勞分裂紋萌生和擴展兩個階段。可見疲勞源＋疲勞區(qū)＋瞬間斷裂區(qū)。

5.疲勞源：形貌特點：光亮度大 6.疲勞區(qū)：特征：比較光滑并分布有貝紋線（海灘花樣），有時還有裂紋擴展臺階。8.瞬時斷裂區(qū)：特征：表面粗糙；脆性材料為結(jié)晶狀，塑性材料為纖維狀。瞬斷區(qū)位置一般應(yīng)在疲勞源的對側(cè)。

裂紋萌生的地方，常處于機件的表面或缺口、裂紋、刀痕、蝕坑等缺陷處，或機件截面尺寸不連續(xù)的區(qū)域（有應(yīng)力集中）。當材料內(nèi)部存在嚴重冶金缺陷（夾雜、縮孔、偏析、白點）時，因局部強度的降低，也會在材料內(nèi)部產(chǎn)生疲勞源。二節(jié)：高周疲勞 5.按應(yīng)力大小和壽命分:

高周疲勞

低周疲勞

疲勞裂紋擴展可分為三個區(qū)域: I區(qū)為近門檻區(qū), 斷口：解理花樣，由斷裂小面組成。II區(qū)為中部區(qū)或穩(wěn)態(tài)擴展區(qū).斷口：疲勞條紋 III區(qū)為裂紋快速擴展區(qū)，斷口: 靜載斷裂機制。

疲勞裂紋擴展的門檻值，記為△Kth，表示阻止裂紋開始擴展的能力

過載損傷：金屬機件偶然過載，在高于疲勞極限的應(yīng)力水平下運轉(zhuǎn)一定周次后，其疲勞極限或疲勞壽命減小。

適當?shù)倪^載可以提高疲勞強度。

過載持久值：表征材料抵抗過載的能力。

8.疲勞裂紋萌生過程及機理: 1)滑移帶開裂產(chǎn)生裂紋

提高材料的滑移抗力，可 7.引入殘余壓應(yīng)力降低平均應(yīng)力如表面噴丸、滾壓、淬火處理等，可以提高材料的疲勞抗力。

阻止裂紋的萌生，增強 材料的疲勞抗力。2）相界面開裂產(chǎn)生裂紋

第二相、夾雜物應(yīng)“少、圓、小、勻”，以提高疲勞抗力。3）晶界、亞晶界開裂產(chǎn)生裂紋。強化、凈化、細化晶界，可提高材料的疲勞抗力。4）材料內(nèi)部的缺陷如氣孔、夾雜、分層、各向異性、相變或晶粒不均勻等，都會因局部的應(yīng)力集中而引發(fā)裂紋。

9.疲勞裂紋擴展及斷口微觀特征：第一階段：從表面?zhèn)€別侵入溝（或擠出脊）先形成微裂紋，然后裂紋主要沿主滑移系方向，以純剪切方式沿45°向內(nèi)擴展。斷口上無明顯的特征，只有一些擦傷的痕跡。在一些強化材料中,有時存在周期性解理或者準解理花樣第二階段：裂紋⊥拉應(yīng)力。第二階段的斷口特征是具有略呈彎曲并相互平行的溝槽花樣，稱為疲勞條帶（條紋、輝紋）。

疲勞缺口敏感因子（度）：qf 值隨材料強度的升高而增大，qf值能反映在疲勞過程中材料發(fā)生應(yīng)力重新分布，降低應(yīng)力集中的能力。

10.影響疲勞強度的主要因素：

一、加載規(guī)范及環(huán)境的影響 1.載荷頻率

2.次載鍛煉

3.間歇

4.溫度

溫度升高，疲勞極限下降

5.介質(zhì)：腐蝕介質(zhì)表面蝕坑，疲勞極限下降

二、表面狀態(tài)與尺寸因素：1.表面狀態(tài)：缺口：因應(yīng)力集中會降低材料的疲勞強度。越粗糙，材料的疲勞強度越低

表面強度越高，疲勞強度越高。

2.尺寸效應(yīng)

尺寸增加，疲勞強度降低。

三、表面強化及殘余應(yīng)力的影響 1.表面噴丸及滾壓

2.表面熱處理及化學(xué)熱處理

提高疲勞強度； 3.殘余應(yīng)力，殘余壓應(yīng)力提高疲勞強度；殘余拉應(yīng)力降低疲勞強度。

四、材料成分及組織

含碳形成抗力增加

合金元素

提高淬透性，改善韌性

2.顯微組織

細化晶粒，可以提高材料強韌性，疲勞極限提高。2)組織

正火組織：片狀K，疲勞極限低

淬火回火組織：

HRC??? M??T??S?等溫淬火組織：硬度相同，韌性＞淬火回火組織

3.夾雜物及冶金缺陷：作為裂紋核心，降低疲勞極限

。?1選擇機件材料和決定工藝時，要區(qū)分機件的服役條件是哪一類疲勞，如屬高周疲勞，應(yīng)主要考慮材料強度，如屬低周疲勞，則應(yīng)在保持一定強度基礎(chǔ)上盡量選用塑性好的材料。

第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂

一節(jié)：應(yīng)力腐蝕

1.應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象：材料或零件在應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。

2.產(chǎn)生條件：應(yīng)力、環(huán)境（介質(zhì)）和材料三者共存是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的必要條件。應(yīng)力為拉應(yīng)力而且很低。特定材料只有在特定的介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。純金屬一般無應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象。合金一般都具有應(yīng)力腐蝕，而且有一定敏感成分。

4.應(yīng)力腐蝕的特征：1)造成應(yīng)力腐蝕破壞的是靜應(yīng)力，遠低于材料的屈服強度，而且一般是拉伸應(yīng)力2)應(yīng)力腐蝕造成的破壞是脆性斷裂3)對每一種金屬或合金，只有在特定的介質(zhì)中才會發(fā)生4）應(yīng)力腐蝕遠大于腐蝕速度、但遠小于單純力學(xué)的 斷裂速度。5)裂紋的傳播途徑常垂直于拉力的方向；6)應(yīng)力腐蝕破壞的斷口，宏觀特征與疲勞斷口相似，也有亞穩(wěn)擴展區(qū)和最后瞬斷區(qū)。7)應(yīng)力腐蝕的主裂紋擴展時，常有分枝。微觀裂紋分叉，呈枯樹枝狀，表面可見“泥狀花樣”腐蝕產(chǎn)物及腐蝕坑8)應(yīng)力腐蝕引起的斷裂可以是穿晶斷裂，也可以是沿晶斷裂，甚至是兼有這兩種形式的混 合斷裂。

6.防止應(yīng)力腐蝕的措施：1）降低或消除應(yīng)力：a)避免或減少局部應(yīng)力集中；b)進行消除應(yīng)力處理；c)采用噴丸或其它表面處理方法

2）控制環(huán)境：

a)避免在敏感介質(zhì)中使用

b)加入緩蝕劑

c)保護涂層

d)電化學(xué)保護

3）改善材質(zhì)：

a)正確選材：b)開發(fā)耐應(yīng)力腐蝕新材料

c)改變組織和減少雜質(zhì) 二節(jié)：氫脆

1．由于氫與應(yīng)力的共同作用而導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的現(xiàn)象，稱為氫脆斷裂或氫致斷裂，簡稱氫脆。

2．氫脆類型1.白點2.氫蝕3.氫化物致脆4.氫致延滯斷裂

3.防止氫脆的措施：1.環(huán)境因素：設(shè)法切斷氫進入金屬的途徑，如采用表面涂層，使機件表面與環(huán)境介質(zhì)中的氫隔離。2.力學(xué)因素：在機件設(shè)計和加工過程中，應(yīng)排除各種產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力的因素，相反，采用表面處理使表面獲得殘余壓應(yīng)力層，對防止氫致延滯斷裂有良好的作用。3.材質(zhì)因素：含碳量較低且硫、磷含量較少的鋼，氫脆敏感性較低。鋼的強度越高，對氫脆越敏感。因此，對在含氫介質(zhì)中工作的高強度鋼的強度應(yīng)有所限制。

第七章金屬磨損和接觸疲勞

一節(jié)：磨損的基本概念 二節(jié)：磨損模型

1．粘著磨損：粘著磨損是接觸表面相互運動時，因固相焊合作用使材料從一個表面脫落或轉(zhuǎn)移到另一表面而形成的磨損，又稱咬合磨損。

2．產(chǎn)生的條件：滑動摩擦，相對滑動速度較小。缺乏潤滑油，表面沒有氧化膜。單位法向載荷很大

3.產(chǎn)生過程：表面局部凸起，載荷很小時，接觸面局部應(yīng)力很大，接觸點發(fā)生塑性變形，若表面潔凈，原子彼此接觸很近，產(chǎn)生粘著（冷焊），相對運動產(chǎn)生剪切力，導(dǎo)致粘著點斷裂，發(fā)生材料轉(zhuǎn)移或磨屑，粘著、剪切、再粘著的交替過程就形成了粘著磨損。

6.減輕粘著磨損的主要措施：(1)合理選擇摩擦副材料。盡量選擇互溶性少，粘著傾向小的材料配對(2)避免或阻止兩摩擦副間直接接觸。改善表面潤滑條件。(3)控制摩擦滑動速度和接觸壓應(yīng)力，可使粘著磨損大為減輕。（4）使磨屑多沿接觸面剝落，以降低磨損量，可采用表面滲硫、滲磷、滲氮等表面處理工藝。使磨損發(fā)生在較軟方材料表層，可采用滲碳、滲氮共滲、碳氮硼三元共滲等工藝以提高另一方的硬度。

9.磨粒磨損的過程與機理：磨粒對摩擦表面產(chǎn)生的微切削作用、塑性變形、疲勞破壞或脆性斷裂產(chǎn)生的，或是它們綜合作用的結(jié)果。10.特征：摩擦面上有擦傷或因明顯犁皺形成的溝槽

脆性斷裂主要機理的磨粒磨損應(yīng)增加材料韌性對耐磨性有益。(3)根據(jù)機件服役條7.磨粒磨損 ：摩擦副的一方表面存在堅硬的細微凸起或在接觸面向存在硬質(zhì)粒子時產(chǎn)生的磨損。

11.減輕磨粒磨損的主要措施：(1)對于以切削作用為主要機理的磨粒磨損應(yīng)增加材料硬度，這是提高耐磨性最有效的措施。2）對于以塑性變形、塑性變形后疲勞破壞、件，合理選擇耐磨材料：(4)采用滲碳、碳氮共滲等化學(xué)熱處理，提高表面硬度，也能有效提高磨粒磨損耐磨性。(5)就合金鋼而言，控制和改變碳化物數(shù)量、分布、形態(tài)對提高抗磨粒磨損能力起著決定性影響。(6)鋼中適量殘余奧氏體組織能增加基體韌性。(7)經(jīng)常注意機件防塵和清洗 四節(jié)：金屬接觸疲勞

1.分類：麻點剝落(點蝕)淺層剝落

深層剝落(表面壓碎):

2.接觸應(yīng)力：兩物體相互接觸時在局部表面產(chǎn)生的壓應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力，也叫赫茲應(yīng)力

3.疲勞磨損：在交變剪應(yīng)力的影響下，裂紋容易在最大剪應(yīng)力處成核，并擴展到表面而產(chǎn)生剝落，在零件表面形成 針狀或豆狀凹坑，造成疲勞磨損。4.分類：(1)線接觸應(yīng)力

(2)點接觸應(yīng)力

5.疲勞磨損機理：（1）麻點磨損：表面接觸應(yīng)力較小，摩擦力較大、或表面質(zhì)量較差（如表面有脫碳、燒傷、淬火不足、夾雜物等）時，易產(chǎn)生麻點剝落。2）淺層剝落：

t裂紋常出現(xiàn)在非金屬夾雜物附近，裂紋開始?沿非金屬夾雜物平行于表面擴展。3）深?層剝落（壓碎性剝落）：該處切應(yīng)力雖不是最大，但因過渡區(qū)是弱區(qū)，切應(yīng)力可能高于材料材料強度而在該處產(chǎn)生裂紋

6．影響接觸疲勞壽命的因素：1）非金屬夾雜物.a.M的含碳量。b.M和殘余奧氏體的級別c.未溶碳化物的大小3）表面硬度與心部硬度a.表面硬度b.心部硬度 4）表面硬化層深度

第八章金屬高溫力學(xué)性能

一節(jié)：蠕變現(xiàn)象

1.蠕變:材料在長時間的恒溫、恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力小于屈服強度，也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變 2.蠕變變形機理 ：主要有位錯滑移、攀移、原子擴散和晶界滑動，對于高分子材料還有分子鏈段沿外力的舒展。3.蠕變斷裂機理 ：蠕變斷裂主要是沿晶斷裂。在裂紋成核和擴展過程中，晶界滑動引起的應(yīng)力集中與空位的擴散起著重要作用。由于應(yīng)力和溫度的不同，裂紋成核有兩種類型。1)裂紋成核于三晶粒交會處

在高應(yīng)力和低溫下，持續(xù)的恒載持導(dǎo)致位于最大切應(yīng)力方向的晶界滑動，這種滑動必然在三晶粒交界處形成應(yīng)力集中。2)裂紋成核分散于晶界上

在較低應(yīng)力和較高溫度下，蠕變裂紋常分散在晶界各處，特別易產(chǎn)生在垂直于拉應(yīng)力方向的晶界上

4.金屬材料蠕變斷裂斷口特征：宏觀特征為：一是使斷裂機件表面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象；另一個特征是由于高溫氧化，斷口表面往往被一層氧化膜所覆蓋。微觀特征主要是冰糖狀花樣的沿晶斷裂。

5.蠕變極限的意義表示材料在高溫下受到載荷長時間作用時，對于蠕變變形的抗力。

6.持久強度是材料在一定的溫度下和規(guī)定的時間內(nèi)，不發(fā)生蠕變斷裂的最大應(yīng)力，記作 ?t7.?8.提高蠕變的措施1,化學(xué)成分

在金屬基體中加入鉻、相、鎢、鋁等合金元素。加入稀土元素稀土增加晶界激活能的元素。

9.2.組織結(jié)構(gòu)

珠光體耐熱鋼一般采用正火加高溫回火工藝

奧氏體耐熱鋼采用固溶時效處理

采用形變熱處理改變晶界的形狀

.晶粒度

對于金屬材料，當使用溫度低于等強溫度時，細化晶粒可以提高鋼的強度；當使用溫度高于等強溫度時，粗化晶粒可以提高鋼的蠕變極限和持久強度，但是，晶粒太大會降低鋼的高溫塑性和韌性。

10.降低蠕變速度必須控制位錯攀移的速度；必須抑制晶界的滑動。

第四篇：工程材料力學(xué)性能第2章總結(jié)

1.常溫靜載荷下的力學(xué)性能時，除采用單向靜拉伸試驗方法外，有時還選用扭轉(zhuǎn)等試驗方法。

2.正應(yīng)力和切應(yīng)力在材料變形和斷裂中所起的作用是不同的，切應(yīng)力引起塑性變形和韌性斷裂，正應(yīng)力導(dǎo)致脆性斷裂。

3.壓縮特點

1)單向壓縮試驗的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)?＝2，比拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲的應(yīng)力狀態(tài)都軟, 主要用于脆性材料等在塑性狀態(tài)下的力學(xué)行為。

2)拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發(fā)生壓縮而不會斷裂，因此塑性材料很少進行壓縮試驗。

3）脆性金屬材料在拉伸時產(chǎn)生垂直于載荷軸線的正斷，塑性變形量幾乎為零，而在壓縮時除能產(chǎn)生一定的塑性變形外，常沿與軸線成45°方向產(chǎn)生斷裂，具有切斷特征。

4.扭轉(zhuǎn)試驗主要用于評價材料的塑性，尤其是在拉伸試驗時呈脆性的材料，扭轉(zhuǎn)試驗是評價其塑性的最佳方法。

5.扭轉(zhuǎn)實驗可以明確地區(qū)分材料的斷裂方式是正斷還是切斷：

塑性材料（a圖），斷口與試樣的軸線垂直，斷口平整并有回旋狀塑性變形痕跡，為切應(yīng)力造成的切斷。

脆性材料（b圖），斷口約與試件軸線成45°角，成螺旋狀，是正應(yīng)力作用下的正斷。

6.7.應(yīng)力集中系數(shù)Kt:表示缺口引起的應(yīng)力集中程度。是一個大于 1 的系數(shù)。試驗表明，Kt的數(shù)值與材料性質(zhì)無關(guān)，只決定于缺口幾何形狀和尺寸。截面尺寸改變愈劇烈，應(yīng)力集中系數(shù)就愈大。因此，零件上應(yīng)盡量避免帶尖角的孔或槽，在階梯桿截面的突變處要用圓弧過渡。

8.1.缺口試樣在彈性狀態(tài)下的應(yīng)力分布（1）缺口的第一個效應(yīng)是引起應(yīng)力集中，并改變了缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)，使缺口試樣或機件中所受的應(yīng)力，由原來的單向應(yīng)力狀態(tài)改變?yōu)閮上蚧蛉驊?yīng)力狀態(tài)（2）缺口的第二個效應(yīng)：缺口使塑性材料強度增高，塑性降低

9.帶缺口的厚板在塑性狀態(tài)下，最大應(yīng)力不在缺口根部，而在彈塑性交界處

10.缺口試樣靜拉伸試驗分為軸向拉伸和偏斜拉伸兩種，試驗的目的是為了比較各種材料

對缺口敏感的程度。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。

11.NSR越大，缺口敏感性越小。對于塑性材料一般NSR大于1。脆性材料，NSR一般小于

1，表明缺口處尚未發(fā)生明顯塑性變形時就已經(jīng)脆性斷裂，對缺口很敏感。缺口效應(yīng)：由于缺口的存在，在靜載荷作用下，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂“缺口效應(yīng)”，從而影響金屬材料的力學(xué)性能。

第五篇：材料力學(xué)性能課件串講

雖說紅包的問題解決了，但當赴宴見到主人時，我們不僅要送上紅包，最好還要說上幾句賀詞以表達自己的真心，我們看看下面的進宅紅包賀詞書寫樣板。

進宅紅包賀詞書寫樣板

一、鶯遷仁里，燕賀德鄰，恭賀遷居之喜，室染秋香之氣。

二、今日遷宅吉祥日，安居大有年，恭祝喬遷之喜！

三、“良辰安宅，吉日遷居”，幸福的生活靠勤勞的雙手創(chuàng)造！

四、遷入新宅吉祥如意，搬進高樓福壽安康。喬遷喜天地人共喜，新居榮福祿壽全榮。

五、陽光明媚，東風送情，喜遷新居，德昭鄰壑，才震四方！

六、滄海桑田無限詩情畫意，春風秋雨幾多古往今來。

七、今日吉日遷居萬事如意，良辰安宅百年遂心。

八、喜建華堂春風入座； 喬遷新屋喜氣盈門。甲第宏開美倫美奐； 新屋落成多福多壽。

九、水往低處流，人往高處走，黃道吉日喬遷真是好時候；你遷向福源地，會越過越富有，福旺財旺人氣旺，健康平安樂悠悠。

十、生活精彩常常有，換個地方喝小酒，不同風景都來瞅，喬遷大喜熱鬧守，平安幸福緊緊摟，送完祝福不想走。喬遷大喜呀！