《工程材料力学性能》期末复习笔记(3)

2021-01-20 18:32

由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。

派拉力:

位错交互作用力

(a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数,L是位错间距。)

(2)晶粒大小和亚结构

晶粒小→晶界多(阻碍位错运动)→位错塞积→提供应力→位错开动 →产生宏观塑性变形 。

晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目,减小晶粒内位错塞积群的长度,使屈服强度降低(细晶强化)。

屈服强度与晶粒大小的关系:霍尔-派奇(Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2

细晶强化能强化金属又不降低塑性。

(3)溶质元素

加入溶质原子→(间隙或置换型)固溶体→(溶质原子与溶剂原子半径不一样)产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动 →使位错受阻→提高屈服强度 (固溶强化) 。

(4)第二相(弥散强化,沉淀强化)

不可变形第二相:提高位错线张力→绕过第二相→留下位错环 →两质点间距变小 → 流变应力增大。

不可变形第二相:位错切过(产生界面能),使之与机体一起产生变形,提高了屈服强度。

弥散强化:第二相质点弥散分布在基体中起到的强化作用。

沉淀强化:第二相质点经过固溶后沉淀析出起到的强化作用。

(5)相变强化:马氏体相变强化

(二) 影响屈服强度的外因素

(1)温度:一般的规律是温度升高,屈服强度降低。原因:派拉力属于短程力,对温度十分敏感。

(2)应变速率:应变速率大,强度增加。σε,t= C1(ε)m

(3)应力状态:切应力分量越大,越有利于塑性变形,屈服强度越低。

缺口效应:试样中“缺口”的存在,使得试样的应力状态发生变化,从而影响材料的力学性能的现象。

3、应变硬化(形变强化)

应变硬化性能:在金属整个变形过程中,当外力超过屈服强度之后,塑性变形并不像屈服平台那样连续流变下去,而需要不断增加外力才能继续,这表明金属材料具有一种组织塑性变形的能力。

★加工硬化的工程意义?

A、抗偶然过载能力;B、变形均匀化:冲压性能、变形均匀、无冲压裂痕;C、生产上强化材料的重要手段,如18-8钢,4%轧制,屈服强度提高了3-4倍,抗拉强度提高2倍。

4、缩颈:韧性金属材料在拉伸实验时变形集中于局部区域的特殊现象,它是应变硬化与截面减小共同作用结果。 缩颈判据:

★Q:抗拉强度实际意义?P19,4条。

A、抗拉强度σb标志韧性材料的实际承载能力,代表实际机件在静拉伸条件下的最大承载能力,切抗拉强度σb易于测定,重现性好,故σb是工程上金属材料的重要力学性能指标。

B、对脆性金属材料而言,一旦拉伸力达到最大值,材料便迅速断裂,所以σb就是脆性材料的断裂强度,用于产品设计,其许用应力便是以σb为判据。

C、σb的高低决定于屈服强度和应变硬化指数。

D、σb与布氏硬度HBW、疲劳极限σ-1之间有一定的经验关系,尤其是黑色金属。

Q:材料的形变强化规律是什么?

A、层错能越低,n越大,形变强化增强效果越大

B、退火态金属增强效果比冷加工态是好,且随金属强度等级降低而增加。

C、在某些合金中,增强效果随合金元素含量的增加而下降。

材料的晶粒变粗,增强效果提高。


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