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钢铁材料的力学性能及名词解释
钢​铁​材​料​的​力​学​性​能​及​名​词​解​释
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金属材料与热加工基础复习题1.什么叫硬度？布氏硬度是怎样表示的？ 2.什么叫强度？强度指标包括哪些？注意各个指标的含义。 3.什么叫塑性？塑韧性指标有哪些？ 4.什么叫固溶体？什么
金属材料与热加工基础复习题1.什么叫硬度？布氏硬度是怎样表示的？ 2.什么叫强度？强度指标包括哪些？注意各个指标的含义。 3.什么叫塑性？塑韧性指标有哪些？ 4.什么叫固溶体？什么叫相？什么叫合金？ 5.固溶体的晶体结构主要取决于什么？ 6.金属的晶体缺陷有哪些？ 7.结晶包括哪些基本过程？什么叫过冷度？采取什么样的措施才能细化铸件的晶粒? 8.晶粒的粗细对金属材料的力学性能有什么影响？什么叫过冷度？它与晶粒的大小有什么关系？ 9.合金有哪些相的结构？铁碳合金的基本相包括哪几相？这几相各是什么样的晶格类型？ 10. 铁碳合金从高温缓冷至A1温度时，将发生的转变是什么？什么叫珠光体组织？它具有什么性能？什么叫莱氏体组织？ 11.合金钢中有哪些有益元素？哪些有害元素？合金元素对钢的C曲线有什么影响？对钢的淬透性和临界冷却速度各有什么影响？ 12.合金元素对钢的冷却有哪些影响？ 13.合金钢是怎么分类的？钢按照用途分为哪几类？钢中的马氏体的组织形态分为哪两类？各有什么性能？ 14.钢的热加工性与什么因素有关？优质碳素结构钢的碳含量是怎么表示的？ 15.渗碳钢和调质钢用在哪些具体零件上？ 16.什么叫热处理？热处理的冷却方式有哪些？什么叫调质？这种热处理后的组织是什么？有什么特点？ 17.淬火的目的是什么？各类材料的加热温度该怎么选择，为什么要这样选择？ 18.在哪些情况下，球化退火前必须采用正火？目的是什么？球化退火主要用于哪些钢？
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32.丝锥可以用什么材料来制作？ 33.掌握和理解滚动轴承钢、弹簧钢、高速钢、灰铸铁、球墨铸铁、调质钢、碳素结构钢、优质碳素结构钢、渗碳钢、冷热作模具钢、不锈钢的牌号及用途
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先答第一题。材料的抗压能力；HB。您所在位置： &
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材料力学性能-第2版课后习题答案.doc11页
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第一章 单向静拉伸力学性能
解释下列名词。
1弹性比功：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：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。
5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。
8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,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。是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是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的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
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
12.弹性不完整性理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力
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表征在力的作用下的行为的衡量指标，都属于金属力学性能所研究的范畴。诸如不同载荷所造成的可逆变形（弹性）、不可逆变形（塑性）、断裂（脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂等）以及金属抵抗形变和断裂能力的衡量指标，如强度、塑性、韧度（脆性）、硬度等（见金属力学性能测试技术）。　　金属的力学性能是零件或结构件设计的依据，也是选择、评价材料和制订工艺规程的重要参量；在金属研究上，它们是合金成分设计、显微组织结构控制所要达到的目标之一，也是反映金属内部组织结构变化的重要表征参量。　　金属力学性能随受载方式、应力状态、温度及接触介质的不同而异。受载方式可以是静载荷、冲击载荷、循环载荷等。应力状态可以是拉、压、剪、弯、扭及它们的复合，以及集中应力和多轴应力等。温度可以是室温、低温与高温。接触介质可以是空气、其他气体、水、盐水或腐蚀介质。在不同使用条件下，材料具有不同的力学行为和失效现象，因而必须有相应的力学性能指标表征。下面便是描述金属材料力学性能的表征参量，对其中已设专条的，在本条中就从略了。　　金属抵抗永久变形和断裂的能力的总称。以光滑拉伸试样为例，在渐增载荷作用下，材料的典型拉伸应力－应变曲线如图1所示。反映金属材料强度的性能指标有如下几项。　　金属力学性能的表征金属力学性能的表征比例极限（） 开始加载时，应力与应变呈直线关系，比例极限则是代表金属应力与应变成正比关系（即遵守胡克定律）的最大应力。生产中有许多在弹性状态下工作的零件，要求应力与应变间有严格的线性关系，如炮筒和测定载荷、位移的传感器中的弹性元件等，就要根据比例极限来设计。但是,不偏离应力-应变线性关系的最大应力是随测量仪器的精度而变化的，采用不同的测试方法，对同一材料可以得出不同的值。因此，在工程上就采用了条件规定的方法，中国的国家标准规定，当载荷和伸长之间的线性关系发生偏离时，若该点的切线与载荷轴间夹角的正切值已较其弹性直线部分之值增加50%，则该点所对应的应力便称为“规定比例极限”。实际上，“规定比例极限”是产生极微量塑性变形(0.001～0.01%)时的应力值。　　弹性极限（） 见弹性和滞弹性。　　屈服强度（） 当应力超过弹性极限后继续加载，有的金属便会发生“物理屈服”现象，即在应力不增大的情况下,塑性应变不断增长到一定值(图1a曲线上的s点)以后应力-应变才同时以非常数比例继续增长。这个保持基本恒定的应力（屈服平台应力）称为屈服点，有时也通称为屈服强度。对于无明显物理屈服现象的金属，则以产生限量的小量塑性应变时的应力作为条件屈服强度。如经常采用的条件屈服强度即为产生0.2%残余应变时的应力(图1b)。它和上述规定比例极限以及弹性极限只是塑性变形量上不同而已，并无本质的差别，均是金属对微量或小量塑性变形抗力的表征。因此,有一种根据不同的需要,选用不同的塑性应变量来表征微量塑性变形阶段材料强度的趋势，如、、和等。屈服强度是设计承受静载机件或构件的主要依据。　　抗拉强度（） 超过屈服强度以后应力继续增加时应变也不断增长。当应力达到最高点时，对于韧性金属而言，会在拉伸试样上发生局部“缩颈”，而使横截面积减小，因而承载能力开始下降。我们把最高名义应力称为抗拉强度（）。对于脆性材料,例如灰口铸铁，当应力达到最高点时，试棒即断裂，此最高应力也称抗拉强度。可见抗拉强度对于韧性金属是表征其极限均匀塑性变形的抗力，即塑性失稳的起始应力。对于脆性金属，抗拉强度则表征其断裂抗力。不论对韧性金属还是脆性金属，由于与所对应的载荷是金属在单向静拉伸时试样（或工件）所能承受的最大载荷，因此习惯上也把称为强度极限(UTS)。抗拉强度常作为评定金属的依据，对于脆性金属也是设计的依据。　　断裂强度（或n） 通常，金属的实际断裂强度（或n）是由试样断裂时的载荷除以试样断裂处实际横截面积而求得的。只有根据试样的实际断裂情况才能确定它的意义。对于在弹性阶段脆断的金属，相当于,也相当于;对于均匀塑变后即断裂的金属,则相当于真实抗拉强度；对于颈缩后断裂的金属,则实际上主要反映金属对剪切断裂抗力的大小。的数值要受试验机系统刚性的影响，同一金属，在不同试验机上试验,可得到不同的值。　　金属的塑性又称范性, 为其在断裂前可以承受的塑性变形的总量。常用的塑性指标是光滑试样拉伸试验所得到的伸长率，即拉断后试棒伸长的百分数=金属力学性能的表征和断面收缩率，即拉断后试棒最小断面积对原始断面积缩小的百分数金属力学性能的表征。在技术意义上，材料具有一定的塑性容量，可以使工件受载时通过局部发生的塑性变形，而使应力重新分布，从而减少应力集中的程度，减少金属脆断的倾向。又如金属的塑性较大，则该金属的塑性变形与形变强化相结合，使金属冷变形成型工艺成为可能。　　超塑性 一般工业用金属的室温塑性大都在百分之几到百分之几十的范围。而某些金属在特定的组织状态下（主要是超细晶粒）、特定的温度范围内和一定的变形速度下表现出极高的塑性，伸长率可达百分之几百甚至百分之几千，这种现象称为“超塑性”。它显然有利于塑性加工。超塑性首先在Al-Zn合金中发现,应用也较广泛。近年来在铁基、铁镍基合金以及钛合金等方面也开展了大量研究，在工业中已得到应用。　　大多数金属（尤其是韧性金属），当外加应力达到屈服极限后，欲使变形继续，必须继续增加外力，即金属的塑性变形抗力随塑性变形量的增加而增加,如图1所示。这种现象称为形变强化或加工硬化。金属的形变强化从屈服极限开始直至断裂为止的过程中都存在，但是在图1所示的条件应力-应变曲线上,并不能真实反映金属的形变强化，这是由于在这种曲线上，各点应力均是以该点的载荷除以试样的原始截面积来表示的，未考虑截面收缩；因此，塑性变形量越大，条件应力和试样上所承受的真实应力的偏差也越大；“缩颈”后，由于局部区域截面积的急剧减少，这种偏差更大，出现应力超过后,强度随应变的增加而降低的情况。真实力-真应变曲线能全面描述金属从弹性变形开始直至断裂的全过程的应力-应变关系,如图2所示。其中真应力是由曲线上各点的瞬时载荷除以试样相应截面积求得,真应变ε是由瞬时试样伸长的微分值d与瞬时试样长度之比的积分求得,即金属力学性能的表征。这种-ε曲线也称流变强化曲线或硬化曲线,Hollomon公式=ε是这条曲线的最简单的拟合表达式。式中的称为形变强化指数,称为形变强化系数，和均为表征形变强化的材料常数。形变强化是金属的可贵性质之一,对金属压力加工以及确保机件在偶尔超载时的安全有重要作用。形变强化也是金属材料的一种有效强化手段，与合金化、热处理处于同等地位（见金属的强化）。　　金属力学性能的表征金属力学性能的表征金属力学性能的表征金属力学性能的表征又名韧度。金属在断裂前吸收变形能量的能力。在静载情况下可用应力－应变曲线下的面积来衡量，即以断裂前单位体积吸收的变形功作为韧性的定量指标，称为静力韧度。　　金属的韧性随加载速度的提高、温度的降低、应力集中程度的加剧而下降。冲击韧性试验，就是综合应用较高冲击速度和缺口试棒的应力集中，来测定金属从变形到断裂所消耗的冲击能量的大小，即韧性的高低。　　中国常用的冲击韧性试验是用一个 U型缺口方试棒, 将其置于支座上, 然后用摆锤落下将其一次冲断。用冲断试棒所消耗的冲击功除以试棒缺口根部截面积所得商值(单位为kgf·m/cm),定义为冲击韧度()。有些国家则常用带V型缺口的试棒,直接以冲断试棒所消耗的冲击功作为夏氏冲击韧度(CVN值),而不将此冲击功除以试棒缺口截面积。不论或 CVN都是在特定条件下测得的冲击值。应该注意的是，冲击韧性试验和某些承受反复冲击载荷的零件服役条件不同，对于这些零件，它们的服役性能应用小能量多次冲击（或冲击疲劳）试验来衡量。　　一次冲击试验也常用于评定材料的冷脆倾向。即将金属在一系列不同的试验温度下进行一次冲击试验 (即所谓”系列冲击试验”),而后确定反映材料冷脆倾向的冷脆转化温度。对于试验一般采用能量法即金属力学性能的表征所对应的温度表示。对于CVN试样,一般根据宏观断口形貌确定，当断口上脆性断口占50%时所对应的温度称为断口形貌转化温度FATT。 用系列冲击试验测定的冷脆转化温度和FATT等都是条件性的,只能作为材料脆性倾向的评定。低温断裂韧度试验可对金属的冷脆性作出更合理的评价（见断裂力学）。此外，还有表征材料在高温条件下的高温力学性能的指标（见蠕变）；材料在循环或反复加载条件下表征其力学性能的指标（见疲劳）。
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金属材料力学性能是什么意思
金属的力学性能是指金属材料抵抗各种外加载荷的能力,其中包括：弹性和刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度及疲劳强度等,它们是衡量材料性能极其重要的指标.1、强度：材料在外力（载荷）作用下,抵抗变形和断裂的能力.材料单位面积受载荷称应力.2、屈服点（бs）：称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L.时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2）表示.3、抗拉强度（бb）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值.单位用牛顿/毫米2(N/mm2）表示.如铝锂合金抗拉强度可达689.5MPa4、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比.工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料,如常温静载的低碳钢、铝、铜等；而把δ≤5%的材料称为脆性材料,如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等.5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比.6、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）.7、冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2）.对低碳钢拉伸的应力——应变曲线分析1.弹性：εe=σe/E,指标σe,E2.刚性：△L=P·l/E·F 抵抗弹性变形的能力强度3.强度：σs---屈服强度,σb---抗拉强度4.韧性：冲击吸收功Ak5.延展性：①.延性：是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力.②.展性：指物体可以压成薄片的性质.6.疲劳强度：交变负荷σ-1
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力学性能就是指金属材料的抗拉，抗压等的特性。工艺性能是指其在加工时所表现出来的韧性，延伸度等的特性。
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简单点，力学性能就是金属的抵抗破坏的能力，工艺性是指加工的难易程度，难加工的工艺性就不好！
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