材料力学性能-第2版课后习题答案 联系客服

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循环硬化和软化与σb / σs有关: σb / σs>1.4,表现为循环硬化; σb / σs<1.2,表现为循环软化;

1.2<σb / σs<1.4,材料比较稳定,无明显循环硬化和软化现象。

也可用应变硬化指数n来判断循环应变对材料的影响,n<1软化,n>1硬化。 退火状态的塑性材料往往表现为循环硬化,加工硬化的材料表现为循环软化。 循环硬化和软化与位错的运动有关:

退火软金属中,位错产生交互作用,运动阻力增大而硬化。

冷加工后的金属中,有位错缠结,在循环应力下破坏,阻力变小而软化。

第六章 金属的应力腐蚀和氢脆断裂

3试述金属产生应力腐蚀的条件及机理

条件:应力,化学介质,金属材料三者共存

机理:1、对应力腐蚀敏感的合金在特定的化学介质中,首先在表面形成一层钝化膜,使金属 不致进一步受到腐蚀,即处于钝化状态。

2、在拉应力作用下,使裂纹尖端地区产生局部塑性变形,滑移台阶在表面露头时钝化 膜破裂,显露出新鲜表面。 3、露出的新鲜表面在电解质溶液中成阳极,而其余具有钝化膜的金属表面为阴极,从 而形成腐蚀微电池,阳极金属变成正离子进入电解质中而产生阳极溶解,于是在金 属表面形成蚀坑。

4、拉应力在蚀坑或原有裂纹尖端形成应力集中,使阳极电位降低,加速阳极金属的溶解,如果裂纹尖端的应力集中始终存在,那么微电池反。

6.何为氢致延滞断裂?为什么高强度钢的氢致延滞断裂实在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现?

高强度钢中固溶一定量的氢,在低于屈服强度的应力持续作用下,经过一段孕育期后,金属内部形成裂纹,发生断裂。----氢致延滞断裂。

因为氢致延滞断裂的机理主要是氢固溶于金属晶格中,产生晶格膨胀畸变,与刃位错交互作用,氢易迁移到位错拉应力处,形成氢气团。

当应变速率较低而温度较高时,氢气团能跟得上位错运动,但滞后位错一定距离。因此,气团对位错起“钉扎”作用,产生局部硬化。当位错运动受阻,产生位错塞积,氢气团易于在塞积处聚集,产生应力集中,导致微裂纹。

若应变速率过高以及温度低的情况下,氢气团不能跟上位错运动,便不能产生“钉扎”作用,也不可能在位错塞积处聚集,产生应力集中,导致微裂纹。

所以氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现的 7.如何识别氢脆与应力腐蚀?。

答:氢脆和应力腐蚀相比,其特点表现在:

1、实验室中识别氢脆与应力腐蚀的一种办法是,当施加一小的阳极电流,如使开裂加速,则为应力腐蚀;而当施加一小的阴极电流,使开裂加速者则为氢脆。

2、在强度较低的材料中,或者虽为高强度材料但受力不大,存在的残余拉应力也较小这时其断裂源都不在表面,而是在表面以下的某一深度,此处三向拉应力最大,氢浓集在这里造成断裂。

3、氢脆断裂的主裂纹没有分枝的悄况.这和应力腐蚀的裂纹是截然不同的。 4、氦脆断口上一般没有腐蚀产物或者其量极微。

5、大多数的氢脆断裂(氢化物的氢脆除外),都表现出对温度和形变速率有强烈的依赖关系。氢脆只在一定的温度范围内出现,出现氢脆的温度区间决定于合金的化学成分和形变速率。

第七章 金属的磨损与耐磨性

3.粘着磨损产生的条件、机理及其防止措施

粘着磨损----- 又称为咬合磨损,在滑动摩擦条件下,摩擦副相对滑动速度较小,因缺乏润滑油,摩擦副表面无氧化膜,且单位法向载荷很大,以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。

磨损机理: 实际接触点局部应力引起塑性变形,使两接触面的原子产生粘着。粘着点从软的一方被剪断转移到硬的

一方金属表面,随后脱落形成磨屑旧的粘着点剪断后,新的粘着点产生,随后也被剪断、转移。如此重复,形成磨损过程。

第八章 金属高温力学性能

一、试分析晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响

当使用温度低于等强温度时,细晶钢有较高的强度;当使用温度高于等强温度时,粗晶钢有较高的蠕变极限和持久强度极限。 但晶粒太大会降低材料的塑性和韧度 晶粒度要均匀,否则在大小晶粒交界处易产生应力集中而形成裂纹。 第九章 陶瓷材料的力学性能

3.线形非晶态聚合物力学性能三态是什么?各有什特点? 玻璃态在外力和加载速率恒定条件下,聚合物在玻璃态时变形量最小;在高弹态时聚合物变形量最大,且几乎与温度无关;在粘流态时,聚合物的变形量随温度升高急剧增加。 7.试述银纹和裂纹的区别

银纹与裂纹不同:前者除其中有孔洞外,孔洞之间还有称为银纹质的聚合物;后者则不含聚合物。银纹质能承受应力,所以银纹区仍有力学强度,但其密度极低 第十章 陶瓷材料的力学性能 5.简介陶瓷材料的增韧措施 1.改善陶瓷显微结构

使材料达到细密、均、纯,是陶瓷材料增韧增强的有效途径之一。 晶粒形状也影响陶瓷的韧性。 晶粒长宽比增加,断裂韧度增加。 2.相变增韧

在外力作用下,陶瓷从亚稳定相转变为稳定相,消耗一部分外加能量,使材料增韧。 相变增韧受使用温度限制。 3.微裂纹增韧

当主裂纹扩展遇到微裂纹时,发生分叉转变扩展方向,增加扩展过程的表面能;同时,主裂纹尖端应力集中被松弛,致使扩展速度减慢。