1、材料性能學復習第一章 材料單向靜拉伸的力學性能一、力伸長曲線（拉伸圖）1、曲線上變形三階段（1）、彈性變形（2）、塑性變形 （屈服現(xiàn)象）（3）、不均勻變形（頸縮階段）及斷裂階段（會畫）2、拉伸圖的種類曲線1 為淬火、高溫回火后的高碳鋼曲線2 為低合金結(jié)構(gòu)鋼曲線3 為黃銅曲線4 為陶瓷、玻璃曲線5 為橡膠類（會畫）二、應力一應變曲線（曲線）1、    （條件）應力與（條件）應變定義及定義式 應力： 應變：2、    應力應變曲線（工程應力應變曲線）、各種性能指標（1）、強度指標彈性極限：eFe / S0比例極限：pFp / S

2、0屈服極限：sFs / S0 ；屈服強度 0.2F0.2 / S0強度極限：bFb / S0斷裂強度： SkFk / Sk（2）、塑性指標延伸率： (k-L0) / L0 X 100 % 斷面收縮率： k（ S0 Sk）/ S0 X 100 %、真應力真應變曲線（Se曲線） 真應力： 其中， F 瞬時載荷， A瞬時面積 真應變： 則：兩曲線比較三、 彈性變形及其實質(zhì)（一）、彈性變形的特點 1、可逆性 ； 2、單值線性關(guān)系； 3、彈性變形量較小（0.51）引力（二）、雙原子模型解釋彈性變形四、 彈性的不完整性與內(nèi)耗（一）、滯彈性（彈性后效）1正彈性后效 2反彈性后效3產(chǎn)生原因、危害（二）、包申格

3、效應包申格（Bauschinger）效應： 是指金屬材料經(jīng)預先加載產(chǎn)生少量塑性變形（殘余應變小于4），而后再同向加載規(guī)定殘余伸長應力（或彈性極限）增加，反向加載，規(guī)定 殘余伸長應力（或彈性極限）降低的現(xiàn)象原因 ： 包申格（Bauschinger）效應 可能與第二類內(nèi)應力有關(guān)；危害： 包申格（Bauschinger）效應可弱化材料，因而應予以消除；消除辦法五、 斷 裂1、斷裂概念2、斷裂的類型及斷口特征3、韌性斷裂與脆性斷裂概念韌性斷裂的特點；脆性斷裂的特點4、穿晶斷裂與沿晶斷裂剪切斷裂；解理斷裂；準解理斷裂5、斷裂強度（1）理論斷裂強度（會推導）理論斷裂強度和實際強度說（2）斷裂強度的裂紋理論

4、（ Griffith強度理論）Griffith強度理論此公式說明的問題金屬材料 sepGriffith強度理論第二章 材料在其他靜載下的力學性能主要講了硬度試驗一、 布氏硬度（HB）（1）   測定原理 （2）、 優(yōu)缺點 優(yōu)點： 壓痕面積較大，其硬度值能反映材料在較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能，試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復性強。 缺點：因壓痕直徑較大，一般不宜在成品件上直接進行檢驗；對硬度不同的材料需要更換壓頭直徑D和載荷F，同時壓痕直徑的測量也比較麻煩，需查表計算。（3）測試范圍二、洛氏硬度（HR）（1）測試原理 （2）洛氏硬度試驗的優(yōu)缺點（3）測試范圍三、維氏硬度（HV）與顯微硬度

5、（HM）（1）測試原理 （2）洛氏硬度試驗的優(yōu)缺點（3）測試范圍第三章 材料的沖擊韌性及低溫脆性一、一次沖擊彎曲試驗測試原理AkGH1GH2 （J） 沖擊功Akak= Ak/FN （J/cm2） FN-缺口處試樣的面積 二、沖擊韌性及其工程意義（1）   它能反映出原始材料的冶金質(zhì)量和熱加工產(chǎn)品的質(zhì)量（2）   測定材料的韌脆性轉(zhuǎn)變溫度三、小能量多次沖擊試驗O材料2N材料1AAkAk1N1N2N3N4A 當沖擊功A高時（O點左側(cè)），材料的多沖抗力N主要取決于材料的B 當沖擊功A低時，材料的多沖抗力N主要取決于材料的強度（如下圖） 材料1塑性 材料2塑性第

6、四章 材料的斷裂韌性一、裂紋擴展的基本方式1、張開型（型）裂紋擴展2滑開型（型）裂紋擴展3撕開型（型）裂紋擴展二、斷裂韌性概念一般把平面應變的應力條件下，裂紋尖端應力場強度因子的臨界值叫做斷裂韌性。三、K1c和ak的區(qū)別（1）研究的出發(fā)點不同 ak 是缺口試樣一次沖擊斷裂前吸收的能量， 是以能量的角度來研究 K1c 是具有裂紋試樣裂紋尖端應力場強度因子 的臨界值，是以力學的角度來研究的（2）裂紋擴展途徑不同 ak是人為制造外部缺口導致的裂紋擴展 K1c是材料內(nèi)部已有的微觀裂紋導致的裂紋擴展（3）兩者都是材料的內(nèi)在屬性，和材料的本性有關(guān)四、影響材料斷裂韌度的因素五、斷裂韌性K1c的應用確定構(gòu)件的

7、安全性 確定構(gòu)件的承載能力，即計算構(gòu)件的斷裂強度確定裂紋允許存在的最大尺寸（ac）第五章 材料的疲勞性能一、    交變載荷：是指大小、方向或大小和方向都隨時間作周期性變化或非周期性變化的一類載荷二疲勞概念：疲勞過程是指材料在小于屈服強度的變動載荷作用下，經(jīng)過長期運轉(zhuǎn)而逐漸發(fā)生損傷累積和開裂，當裂紋擴展達到一定程度后發(fā)生突然斷裂的過程。疲勞破壞的特點（1）   該破壞是一種潛藏的突發(fā)性破壞（2）    疲勞破壞屬低應力循環(huán)延時斷裂（）、疲勞對缺陷（缺口、裂紋及組織）十分敏感三、 疲勞抗力指標1、 

8、; 疲勞曲線2、疲勞極限的測定方法四、過載（負荷）持久值及過載（負荷）損傷界過負荷持久值五、 影響材料及機件疲勞強度的因素1、  工作條件的影響次載鍛煉：材料特別是金屬在低于疲勞強度的應力先運轉(zhuǎn)一定周次，即經(jīng)過次載鍛煉，可以提高材料的疲勞強度， 2、表面狀態(tài)及尺寸因素的影響3、表面強化及殘余應力的影響4、材料成分及組織的影響第六章 材料的磨損性能 一、磨損三階段二、磨損的基本類型磨損：（）、連續(xù)磨損；（5）、氧化磨損 （）、粘著磨損；（6）、腐蝕磨損； （）、疲勞磨損（7）、微動磨損 （）、磨粒磨損；三、粘著磨損（又稱咬合磨損）、粘著磨損概念、粘著磨損機理（）、外部粘著磨損

9、（）、內(nèi)部粘著磨損四、磨粒磨損（磨料磨損或研磨磨損、 磨粒磨損、磨粒磨損破壞機理五、接觸疲勞接觸疲勞的分類 根據(jù)剝落裂紋起始位置及形態(tài)的差異，接觸疲勞破壞分為3類： 麻點剝落（點蝕）（深0.10.2mm的痘狀或倒型針狀) 淺層剝落（深0.20.4mm處，切應力最大）剝塊底部 大致與表面平行 深層剝落一般指硬化層的剝落（04 mm）六、 提高材料耐磨性的途徑1、減輕粘著磨損的主要措施2、減輕磨粒磨損的主要措施3、提高接觸疲勞抗力的措施第七章 材料的高溫力學性能一、溫度對材料的力學性能影響、金屬材料隨著溫度的升高，強度極限逐漸降低；、斷裂方式由穿晶斷裂逐漸向沿晶斷裂過渡；、常溫下可以用來

10、強化鋼鐵材料的手段，如加工硬化、固溶強 化及沉淀強化等，隨著溫度的升高強化效果逐漸消失；4、對常溫下跪性斷裂的陶瓷材料，到了高溫，借助于外力和熱激 活的作用，形變的一些障礙得以克服，材料內(nèi)部質(zhì)點發(fā)生了不 可逆的微觀位移，陶瓷也變?yōu)榘胨苄圆牧希?、高分子材料的粘彈性又使其具有不同于其他材料的高溫性能特 點6、在常溫下，時間對材料的力學性能幾乎沒有影響，而在高溫時性能就表現(xiàn)出了時間效應，如金屬材料的強度極限隨承載時間的延長而降低二、約比溫度（TTm）當TTm0405時為高溫，反之則為低溫三、高溫蠕變性能1蠕變變形機理位錯滑移 原子擴散材料的蠕變變形機理 晶界滑動 子鏈段沿外力的舒展蠕變性能指標2蠕

11、變極限第一種：在給定溫度下，使試樣在蠕變第二階段產(chǎn)生規(guī)定穩(wěn)態(tài)蠕變速率 的最大應力定義為蠕變極限，記作T MPa，其中T表示溫度（），是表示第二階段的穩(wěn)態(tài)蠕變速率（h）第二種：在給定溫度和時間的條件下，使試樣產(chǎn)生規(guī)定的蠕變應變的最大應力，定義為蠕變極限，記作忒T/t（MPa）， 表示測試溫度為T（），在t小時產(chǎn)生蠕變應變?yōu)闀r的蠕變極限例如5001/10000100 MPa，即表示材料在500時，10000 h產(chǎn)生1的蠕 變應變的蠕變極限為 100 MPa5001/10000100 MPa5001100 MPa50010000100 MPa0.2100MPa3、持久強度：是材料在一定的溫度下和規(guī)定

12、的時間內(nèi)，不發(fā)生蠕變斷裂的最大應力，記作Tt（MPa） 四、影響蠕變性能的主要因素1內(nèi)在因素2外部因素第八章: 材料的熱學性能（不要求）第九章 材料的磁學性能一、抗磁性與順磁性抗磁性材料：使磁場減弱的物質(zhì)，被磁化后，磁化矢量與外加 磁場方向相反 的稱為抗磁性，磁化率 0；順磁性材料：使磁場略有增強的物質(zhì)，被磁化后，磁化矢量與 外加磁場方向相同的稱為順磁性，磁化率0；鐵磁性材料：使磁場強烈增加的物質(zhì)， 磁化率0；二、鐵磁體1、鐵磁材料的原子組態(tài)和原子磁矩鐵磁性材料（鐵、鉆、鎳）：在外加磁場的作用下，可以產(chǎn)生很強的磁化，其磁化矢量與外加磁場的方向一致，它與順磁金屬的磁化特性有顯著的不同，自然界中的

13、鐵磁性材料都是金屬，它們的鐵磁性來源于原子未被抵消的自旋磁矩和自發(fā)磁化2、磁各向異性與磁致伸縮磁致伸縮效應：鐵磁物質(zhì)磁化時，沿磁化方向發(fā)生長度的伸長或縮短的現(xiàn) 象稱為磁致伸縮效應三、磁化曲線與磁滯回線軟磁材料和硬磁材料四、影響鐵磁性參數(shù)的因素第十章 材料的電學性能一、超導電性1、超導電性：這種在一定的低溫條件下材料突然失 去電阻的現(xiàn)象稱為超導電性。2、條件3、超導體的基本特性（1）完全導電性（2）完全抗磁性二、影響材料導電性的因素1溫度的影響2冷塑性變形和應力的影響3合金化對導電性的影響第十一章 材料的壓電性能與鐵電性能一、材料的壓電性能與鐵電性能1、壓電效應：這種沒有電場作用，由機械應力的作

14、用而使電介質(zhì)晶體產(chǎn)生極化并形成晶體表面電荷的現(xiàn)象稱為壓電效應2、正壓電效應：這種由機械應力的作用而使電介質(zhì)晶體產(chǎn)生極化并形成晶體表面電荷的現(xiàn)象也稱為正壓電效應3、逆壓電效應： 與上述情況相反，將具有壓電效應的電介質(zhì)晶體置于電場中，電場的作用會引起晶體內(nèi)部正負電荷重心的位移這一極化位移又導致晶體發(fā)生形變，這個效應就稱為逆壓電效應二、壓電材料的應用1、熱釋電與鐵電性能（1）熱釋電效應： 晶體因溫度均勻變化而發(fā)生極化強度改變的現(xiàn)象稱為晶體的熱釋電效應熱釋電效應研究表明，具有熱釋電效應的晶體一定是具有自發(fā)極化（固有極化）的晶體。（2）逆熱釋電效 對熱釋電晶體絕熱施加電場時，其溫度將發(fā)生變化，這種效應稱

15、為逆熱釋電效應或電生熱效應。三、晶體的鐵電性 1鐵電體的特性（1）鐵電性：在熱釋電晶體中，有若干種點群的晶體不但在某溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化，且自發(fā)極化有兩個或多個可能的取向，在不超過晶體擊穿電場強度的電場作用下，其取向可以隨電場改變，這種特性稱為鐵電性，（2）鐵電體：具有鐵電性性質(zhì)的晶體稱為鐵電體，（3）電滯回線：描述極化強度 P與外電場E之間的滯后關(guān)系曲線就是電滯回線，類似于鐵磁體的磁滯回線。鐵電體與鐵磁體在許多其他物理性質(zhì)上也具有一一相對應的類似關(guān)系，如電疇對應磁疇，順電鐵電相變對應于順磁鐵磁相變，電矩對應磁矩，所以將這類具有電滯回線的晶體稱為鐵電體四、鐵電體的電致伸縮效應五、影響材料壓電性及鐵電性的因素1、化學成分的影響2、晶粒間界的影響3、預極化條件第十二章 材料的老化與穩(wěn)定性能1、高分子老化: 高分子材料在加工、貯存和使用過程中，要經(jīng)受熱、光照、潮濕等各種環(huán)境因素的影響，使性能下降，最后喪失使用價值，這種現(xiàn)象稱為老化2、高分子材料的老化有下列4種情況： 外觀的變化，如出現(xiàn)污漬、斑點、銀紋、裂紋、噴霜、粉化及光澤 和顏色的變化； 物理性能的變化，如溶解性、溶漲性、流變性能，以及耐寒、耐熱、 透水、透氣等