44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444 5.1疲劳寿命：试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数
过载损伤：金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后，其疲劳极限或疲劳寿命减小，就造成了过载损伤。
5.2揭示下列疲劳性能指标的意义
疲劳强度σ-1，σ-p,τ-1,σ-1N, P99,100,103/p114 σ-1: 对称应力循环作用下的弯曲疲劳极限； σ-p:对称拉压疲劳极限； τ-1:对称扭转疲劳极限；
σ-1N:缺口试样在对称应力循环作用下的疲劳极限。 疲劳缺口敏感度qf P103/p118
金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性，常用疲劳缺口敏感度来评定。
Qf=(Kf-1)/（kt-1）其中Kt为理论应力集中系数且大于一，Kf为疲劳缺口系数。 Kf=( σ-1)/(σ-1N)
过载损伤界 P102,103/p117 由实验测定，测出不同过载应力水平和相应的开始降低疲劳寿命的应力循环周次，得到不同试验点，连接各点便得到过载损伤界。 疲劳门槛值ΔKth P105/p120
在疲劳裂纹扩展速率曲线的Ⅰ区，当ΔK≤ΔKth时，da/aN=0,表示裂纹不扩展;只有当ΔK>ΔKth时，da/dN>0,疲劳裂纹才开始扩展。因此，ΔKth是疲劳裂纹不扩展的ΔK临界值，称为疲劳裂纹扩展门槛值。
5.4试述疲劳宏观断口的特征及其形成过程（新书P96~98及PPT，旧书P109~111） 答：典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域—疲劳源、疲劳区及瞬断区。
（1）疲劳源是疲劳裂纹萌生的策源地，疲劳源区的光亮度最大，因为这里在整个裂纹亚稳扩展过程中
断面不断摩擦挤压，故显示光亮平滑，另疲劳源的贝纹线细小。
（2）疲劳区的疲劳裂纹亚稳扩展所形成的断口区域，是判断疲劳断裂的重要特征证据。特征是：断口比较光滑并分布有贝纹线。断口光滑是疲劳源区域的延续，但其程度随裂纹向前扩展逐渐减弱。贝纹线是由载荷变动引起的，如机器运转时的开动与停歇，偶然过载引起的载荷变动，使裂纹前沿线留下了弧状台阶痕迹。
（3）瞬断区是裂纹最后失稳快速扩展所形成的断口区域。其断口比疲劳区粗糙，脆性材料为结晶状断口，韧性材料为纤维状断口。
4.5试述疲劳曲线（S N）及疲劳极限的测试方法
升降法测试疲劳极限；取略高于疲劳极限的5级应力水平，从最高应力水平测试，当试样通过时，增加一级应力水平，不通过时降低一级应力水平，出现至少13个有效试样时求的材料的疲劳极限
成组法测试高应力部分；去4级较高应力水平，在每级应力水平下测试5个试样，得到每个应力水平的N值
两种结构整理并拟合成S-N曲线 5.6试述疲劳图的意义，建立及用途 意义；疲劳图是各种应力比循环疲劳极限的集合图。很多机件或构件是在不对称循环载荷下工作的，因此，还需要知道材料的 不对称循环疲劳极限。以适应这类机件的设计和选材的需要。
建立；通常是用工程作图法，由疲劳图群求得各种不对称循环的疲劳极限。
1； σa- σm 疲劳图；将不同应力比r条件下的疲劳极限σmax分解为σa和σm，并在该坐标系中作ABC曲线，即为疲劳图。
2；σmax（σmin）--σm疲劳图：将不同应力比r下的疲劳极限。分别以σmax和σm表示坐标系中得到的疲劳图。
用途：我们只要知道应力比r，就可以求得疲劳极限。
5.7试述疲劳裂纹的形成机理及阻止疲劳裂纹萌生的一般方法。
答:宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。疲劳微观裂纹都是由不均匀的局部滑移和显微开裂引起的，主要有表面滑移开裂，第二相、夹夹杂物或其界面开裂；晶界或亚晶界开裂等。阻止疲劳裂纹萌生方法有：细晶强化、固溶强化，降低第二相和夹杂物的脆性，提高相界面强度，控制第二相或夹杂物的数量、形态、大小和分布，使晶界强化，净化均能抑制晶界裂纹形成，提高疲劳强度
5.10试述疲劳裂纹扩展寿命和剩余寿命的估算方法及步骤。
答：通过疲劳裂纹扩展速率表达式，用积分方法算出疲劳裂纹扩展寿命和疲劳剩余寿命；具体步骤如下：计算KI，再计算裂纹临界尺寸ac，最后根据有关公式估算疲劳寿命
5.12试述金属的硬化与软化现象及产生条件。
金属材料在恒定应变范围循环作用下，随循环周次增加其应力不断增加，即为循环硬化。 金属材料在恒定应变范围循环作用下，随循环周次增加其应力逐渐减小，即为循环软化。 金属材料产生循环硬化与软化取决于材料的初始状态、结构特性以及应变幅和温度等。 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。
55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 6.1、名词解释
1、应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象。
2、氢脆：由于氢和应力共同作用而导致的金属材料产生脆性断裂的现象
3、白点：当钢中含有过量的氢时，随着温度降低氢在钢中的溶解度减小。如果过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处而形成氢分子。此时，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹。
4、氢化物致脆：对于ⅣB 或ⅤB 族金属，由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，是金属
脆化，这种现象称氢化物致脆。
5、氢致延滞断裂：这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂。 二、说明下列力学性能指标的意义
1、σscc：材料不发生应力腐蚀的临界应力。 2、KIscc：应力腐蚀临界应力场强度因子。 3、da/dt：盈利腐蚀列纹扩展速率。
6.4分析应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt与K1关系曲线，并与疲劳裂纹扩展速率曲线进行比较
前者的第一和第三阶段的速率随K的变化非常快，后者相对较慢。第二阶段前者几乎是平行的，后者比较平稳但是速率还是会随着 k的变法而变化
6.6何谓氢致延滞断裂？为什么高强度钢的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？
答：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。 6.7试述区别高强度钢的应力腐蚀与氢致延滞断裂的方法
应力腐蚀断裂具有腐蚀产物和氧化现象，故常呈黑色和灰黑色。并且常有分叉现象，呈枯树枝状。氢致延滞断裂没有这些现象。
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机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象
粘着：实际上就是原子间的键合作用
犁皱：相对运动两表面的较软表面因塑形变形而形成的犁痕式的破坏。 耐磨性：耐磨性是材料抵抗磨损的性能。
接触疲劳：两接触面做滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片金属剥落而使材料损失的现象。【P153】
7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777 蠕变：在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。.
应力松弛：在规定温度和处事应力条件下，金属材料中的应力随时间增加而减小的现象。 稳态蠕变：稳态蠕变：蠕变速率几乎保持不变的蠕变。
扩散蠕变：在高温条件下，晶体内空位将从受拉晶界向受压晶界迁移，原子则朝相反方 向流动，致使晶体逐渐产生伸长的蠕变。
持久伸长率；在高温持久试验后，试样断裂后的伸长率
8.3试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属塑性变形的机理有何不同？
答：常温下金属塑性变形主要是通过位错滑移和孪晶进行的，以位错滑移为主要机制。当滑移面上的位错运动受阻产生塞积时，必须在更大的切应力作用下才能使位错重新运动和增值，宏观变现为加工硬化现象，或对于螺型位错，采用交滑移改变滑移面来实现位错继续运动。而当高温下金属蠕变变形主要通过位错滑移，原子扩散等机理进行。1，当滑移面上的位错运动受阻产生塞积时，位错可借助于外界提供的热激活能和空位扩散来克服短程阻碍。主要是通过刃型位错的攀移来实现。2，此外，在高温下大量原子和空位定向移动，即在两端拉应力作用下，晶体内空位将从受拉晶界向受压晶界迁移，原子则朝相反方向流动致使晶体伸长产生蠕变，即扩散蠕变。总之，在高温条件下，金属塑性变形仍得以继续进行，即高温蠕动变形。
------------------------------------------------------------------------------------------------------ 弹性模量E的物理意义？E是一个特殊的力学性能，表现在哪里
物理意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生
一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。
表现：单晶体金属的弹性模量在不同晶体学方向上是不一样的，表现出弹性各向异性。多晶体金属的弹性模量为各晶粒弹性模量的统计平均值，呈现伪各向同性。 ？你学习了哪几个弹性指标/ 弹性模量 弹性比功 滞弹性
？什么是滞弹性 内耗 循环韧性 包申格效应？
滞弹性定义：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变，即应变落后于应力的现象。
循环韧性：金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，
内耗：金属在弹性区内加载时吸收不可逆变形功的能力，用弹性滞后环面积来度量
包申格效应定义：材料经预先加载并产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%)，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，称为包申格效应。
？应变硬化指数n的物理意义和实际意义 物理意义：
1：反应了金属材料抵抗均匀塑性变形能力。是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。 2：n与层错有关，层错能低的材料应变硬化程度大 3：n值多金属材料的冷变形十分敏感 实际意义
1：金属材料的n值较大，则加工成的机件在服役时承受偶然过载的能力也就越大，可以阻止机件某些薄弱部位继续塑性变形从而保证机件安全服役
2：n大的材料冲压性能好，因为应变形均匀，减少变薄和增大极限变形程度，不产生裂纹。 ？解理断裂及其微观断口特征
解理断裂：无明显塑性变形，沿解理面分离，穿晶断裂 微观断口特征：解理台阶 河流花样 舌状花样 ？微观聚集断裂及其微观断口特征
微观聚集断裂;沿晶界微孔聚合，沿晶断裂。在晶内微观聚合穿晶断裂 微观断口特征：端口上分布大量“韧窝” ?冲击韧性及其意义
冲击韧性;是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变性功和断裂功德能力 意义：显示加载速度和缺口效应对金属材料韧性的影响 ？冲击韧性的影响因素 加载速度 缺口效应 ？韧脆转变的温度
材料屈服强度急剧升高的温度或断后伸长率，断面收缩率，冲击吸收功急剧减小的温度，就是任性转变温度 ？