材料性能知识大汇总.doc

第1页共13页 材料性能知识大汇总 目录 1.关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 1 1.1.拉伸过程的变形； 2 1.2.相关公式： 2 1.3.相关理论： 2 2.关于弹性变形的问题 2 2.1.相关概念 2 2.2.相关理论： 3 3.关于塑形变形的问题 3 3.1.相关概念 3 3.2.相关理论 4 4.关于金属的韧度断裂问题 5 4.1.相关概念 5 4.2.相关理论 6 5.关于硬度的问题 6 5.1.硬度概念 7 5.2.硬度试验方法： 7 6.关于金属在冲击载荷下的力学性能 8 6.1.相关概念 8 6.2.相关理论 8 7.关于金属疲劳的问题 9 7.1.金属疲劳现象 9 7.2.金属疲劳特点 10 7.3.金属疲劳宏观断口 10 7.4.疲劳曲线及基本疲劳力学性能 11 7.5.疲劳过程及机理 12 7.6.如何提高疲劳强度 12 7.7.影响疲劳强度的主要因素 12 7.8.低周疲劳 13 1.关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 第2页共13页 低碳钢的应力一应变曲线 1.1.拉伸过程的变形： 弹性变形，屈服变形，加工硬化(均匀塑性变形),不均匀集中塑性变形。 1.2. 相关公式： 工程应力g=F/Ao;工程应变e=2L/Lo;比例极限op;弹性极限σg;屈服 点gs;抗拉强度oo;断裂强度σk。 真应变e=In(L/Lo)=In(1+8);真应力s=α(1+g)= c*exp(ε)指数e为真应 变。 1.3. 相关理论： 真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工 程应力。 弹性变形阶段，真应力一真应变曲线和应力一应变曲线基本吻合；塑性变 形阶段两者出线显著差异。 2. 关于弹性变形的问题 2.1. 相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 第3页共13页 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=o/e;工程上也称刚 度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功 的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，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。 滞弹性：(弹性后效)是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生 的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与 卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧 性，也叫内耗 2.2. 相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并 存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的 反映 单晶体和多晶体金属的弹性模量，主要取决于金属原子本性和晶体类型。 包申格效应；滞弹性；伪弹性；粘弹性， 包申格效应消除方法：预先大塑性变形，回复或再结晶温度下退火。 循环韧性表示材料的消震能力。 3. 关于塑形变形的问题 3.1. 相关概念 滑移：滑移系越多，塑性越好；滑移系不是唯一因素(晶格阻力等因素); 滑移面——受温度、成分和变形的影响；滑移方向—— 比较稳定 孪生：fcc、bcc、hcp都能以孪生产生塑性变形； 一般在低温、高速条件 下发生；变形量小，调整滑移面的方向 第4页共13页 屈服现象：退火、正火、调质的中、低碳钢和低合金钢比较常见，分为不 连续屈服和连续屈服； 屈服点：材料在拉伸屈服时对应的应力值，Gs; 上屈服点：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值，0su; 下屈服点：试样屈服阶段中最小应力，Cst; 屈服平台(屈服齿):屈服伸长对应的水平线段或者曲折线段； 吕德斯带：不均匀变形；对于冲压件，不容许出现，防止产生褶皱。 屈服强度：表征材料对微量塑性变形的抗力 连续屈服曲线的屈服强度：用规定微量塑性伸长应力表征材料对微量塑性 变形的抗力 (1)规定非比例伸长应力σp: (2)规定残余伸长应力σr:试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到 规定的原始标距百分比时的应力；残余伸长的百分比为0.2%时，记为0r0.2。 (3)规定总伸长应力σt:试样标距部分的总伸长(弹性伸长加塑性伸长)达到 规定的原始标距百分比时的应力。 晶格阻力(派纳力);位错交互作用阻力 Hollomon公式： S=Ken,S为真应力， e为真应变； n—硬化指数 0.1~