1、1 拉伸頸縮材料的應力應變曲線，拉伸時出現物理屈服和頸縮，拉伸時有塑性變形但不出現頸縮，拉伸時沒有塑性變形。2 比例極限：試樣應力和應變成正比的關系時所能承受的最大應力，他是應力應變曲線上開始偏離直線的點。3 彈性極限：他是由彈性變形過渡到塑性變形的臨界應力，即產生彈性變形而又不產生塑性變形時所能承受的最大應力.4 屈服強度：金屬開始產生塑性變形的最小應力。有屈服點，存在屈服平臺。意義是描述材料塑性變形時的抗力大小。5 抗拉強度：試樣斷裂前所能承受的最大拉應力，是均勻塑性變形與非均勻塑性變形的分界點。6 真實斷裂強度：拉伸斷裂時的載荷處以端口處的真實截面積所得的應力值是真實斷裂強度。7 延伸率

2、：試樣斷裂時標注長度的相對伸長值，由均勻延伸性和集中延伸率組成。8 斷面收縮率：試樣斷裂時斷口橫截面積的相對縮小率，有均勻斷面收縮率和集中斷面收索率組成。比較布氏，洛氏，韋氏硬度的異同點:不同點:1布氏硬度計用的是淬火鋼和硬質合金的球形壓頭；2洛氏硬度計用的是金剛石圓錐形壓頭；3韋氏硬度計用的是金剛石四棱錐壓頭；4布氏硬度計是單位壓痕面積上的載荷，測定的是壓痕球冠的直徑；5洛氏硬度計是單位壓痕上的深度上的載荷，測定的是壓痕的深度；6韋氏硬度計是單位壓痕面積上的載荷，測定的是菱形兩條對角線長；7布氏硬度計可測不太硬的材料：操作繁瑣，測定結果穩定，波動小;硬度值與強度等成定量關系，有換算公式；8洛

3、氏硬度計測量壓痕小，近似無損；易于批量操作；應用范圍小；數據分散，可靠性差；表面洛氏硬度可用測量極爆的工件或表面覆蓋材料的硬度；9韋氏硬度不存在P/D2恒定的限制；d測量比較準確；不宜用于批量操作；可測量顯微硬度；通過對測量壓頭的替換實現從軟到硬材料的測量相同點：1都是采用壓入法，都存在壓痕；2壓頭的硬度都比被測工件的硬度高彈性變形：原子之間的距離發生相對的變化，從而改變了吸引力和排斥力的大小，以便于外力相平衡，這種受力后原子間距變化的宏觀表現就是彈性變形彈性模量在本質上決定于金屬的電子結構，而不依賴于金屬材料的顯微組織,彈性模量是應力和應變的比值，是原子間作用力曲線的斜率影響彈性模量的因素：

4、純金屬單晶體沿不同晶體學方向的彈性模量不同；合金元素對合金的彈性模量影響很小；冷加工和熱加工對彈性模量沒有顯著的影響9 彈性比功：是金屬材料吸收彈性變形的能力，通常是塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功的表示，提高材料的彈性比功德方法是提高其彈性極限10 應力和應變不完全同步，與時間有關，這就是彈性不完整性11 彈性后效;這種加載時應變落后于應力的現象叫正彈性后效，這種卸載時應變落后于應力的現象叫后彈性后效。切應力引起的彈性后效比正應力的大，沒有切應力分量的多向壓應力不引起彈性后效12 循環韌性：彈性滯后環的面積所代表在一次交變應力循環周期中試樣所吸收的能量，稱為循環韌性，這種能量消耗，是金

5、屬有吸收外來機械功的能力13 塑性變形：金屬受力后產生不可恢復的永久變形稱為塑性變形。塑性變形是金屬區別于非金屬的重要特征14 金屬的理論切變強度：如果外加切應力達到m，則能克服兩層原子間的作用力而引起相對滑移，這就是金屬的理論切變強度，理論切變強度時切變彈性模量的十分之一15 整體的滑移要同時克服上下兩層所有原子的結合力，如果滑移不是整體進行，而是逐步進行，則只需要克服滑移面上下少數原子間的結合力就可以完成切變過程，切變強度很低，這種逐步滑移的構想唄試驗證明，發現不是所有的滑移帶均貫穿整個晶粒，其中有些滑移帶中止于晶粒內部16 滑移變形的位錯機制（1）塑性變形是不可逆的永久變形，（2）按此機

6、制估算的金屬屈服強度與試驗相符。位錯從金屬的一側運動到另一側就引起金屬的塑性變形，位錯運動使滑移面上方的原子從一個平衡位置到另一個平衡位置；位錯滑移過后，金屬中的原子處于穩定狀態，他所引起的變形被保留下來而不可能回復，這就是塑性變形17 塑性變形通過位錯的滑移來實現，因而金屬的屈服強度很低。如果認為位錯滑移就標志著塑性變形的開始。那么，開動位錯的力就等于金屬塑性變形的臨界切應力。在純金屬中，位錯的啟動和滑移時所遇到的阻力只有經歷點陣的摩擦力。如果產生宏觀可見的塑性變形必須大量位錯穿過警惕運動。位錯源在外力的作用下可以增值放出大量的位錯，這些大量位錯的運動可累計起來形成宏觀可見的塑性變形。因此，

7、塑性變形量必然和位錯數目及位錯的滑移量有關。位錯滑移所引起的塑性變形量與位錯密度和每個位錯在晶體中走過的平均距離成正比，因此，產生一定量的塑性變形，必須要有足夠數量的位錯移動長度的距離18 金屬塑性變形的特點：1，金屬塑性變形一滑移方式進行時，滑移沿特定的晶面和晶向發生，滑移面通常是原子排列最緊密的晶面，滑移方向是原子排列最緊密的方向。2，塑性變形必須在特定的應力下發生，只有當作用在滑移面上沿著滑移方向的切應力達到特定的數值時，該滑移系才會開動。3，金屬中各區域的塑性變形是不均勻的。4，金屬塑性變形后的結構胞狀亞結構。5，塑性變形后金屬結構發生畸變，并存較多的能量，塑性變形時大部分能量轉變成熱

8、能10%的能量儲存在金屬內部，就是點陣畸變彈性能，這與金屬的性質，變形方式，變形溫度和變形量有關。6，加工硬化，隨著塑性變形量的增大，金屬強度增高，是塑性變形的重要特點19 物理屈服現象：應力突然從A點下降到B點，而后試樣繼續產生塑性變形由B到C，但應力基本保持不變。這種塑性變形就是物理屈服。A點所對應的應力最大值稱為上屈服點，反映物理屈服的線段BC成水平的鋸齒狀，稱為屈服平臺。屈服平臺所對應的應力稱為下屈服點。屈服平臺的長度表示物理屈服過程中的應變量，稱為屈服應變20 拉伸試樣中的物理屈服變形是從試樣上的應力集中部位開始，而后足部傳播到整個試樣。1，拉伸到上屈服點時在試樣的肩部表面可以觀察到

9、與拉伸方向約45°的線條狀痕跡，這就是屈服變形的標志，隨后，應力下降到下屈服點，同時變形向試樣其他部位傳播，直至遍布整個試樣。2，屈服伸長量的增加是依靠屈服區的不斷擴大來實現的21 物理屈服現象，首先要回答為什么屈服變形一旦開始，應力立刻下降，應力下降的原因是塑性應變速度迅速增加的結果。所以當屈服開始時金屬內部可動位錯數目很少，要產生足夠大的塑性變形，必須要加較大的應力，就是看到的上屈服點。位錯密度增加，引起形變強化，但這時的形變強化效應比位錯運動速度降低的弱化效應要小很多，因此表現為應力的陡降。物理屈服現象中的另一個問題是為什么在屈服伸長變形時，試樣上的變形.從局部開始而逐漸傳播到

10、整個試樣，首先.這與多晶體變形的不均勻性有關.在試樣應力集中處的應力值較高，先開動這部分晶粒中的可動位錯.位錯的開動及增值加速了塑性變形.應力開始下降.這就形成屈服平臺上的一個齒。位錯的繼續增值在晶界里受阻成了密集的塞積群出現加工硬化，在晶界形成應力集中.當應力足夠大時便可開動臨近晶粒中的可動位錯形成新的屈服區，表現為Luders帶擴展，這些位錯又增值，加速塑性變形，使5應力下降，便在屈服平臺上又出現一個鋸齒，如此不斷重復，每一批晶粒中可動位錯開動，就是屈服區的一次擴展，屈服平臺中出硯一個屈服齒，直至屈服傳遍整個試樣，屈服伸長便告結束22 拉伸時則不出現物理屈服現象.將變形的低碳鋼進行時效處理

11、后再拉伸時，又重新出現物理屈服現象，但這時低碳鋼的屈服點升高，塑性和韌性下降，這種變形后時效處理及其引起的性能變化稱為應變時效,時效規程是室溫下放置幾天，或在100度下保溫4小時。時效溫度越高，則時間越短。應變時效時，隨著時效時間的延長，屈服極限，抗拉強度和硬度增高，屈服伸長也增大，但極限塑性和沖擊韌性降低，應變時效現象是位錯與碳，氮原子相互作用的結果。變形后的時效，使碳，氮原子又回到位錯周圍形成釘扎，從而又減少可動位錯。所以物理屈服現象又重新出現。形變引起的加工硬化再次屈服時屈服點升高。應變時效后金屬的顯微組織并無明顯變化，但塑性和沖擊韌性下降，這種現象應該避免。23 應力狀態軟化系數：是最

12、大切應力與最大正應力的比值。前四章結束25 論述金屬強化的機制。答:1)細晶強化晶粒越細，則晶界越多。由于晶界是位錯運動的障礙，從而引起位錯塞積;且晶界變形要滿足連續性條件，故晶界的存在使變形抗力提高。有Hall一petch公式: d減小時，應力增大2)固溶強化1.固溶使材料的屈服極限增加:應力0為純金屬的強度;K為常數;c是溶質原子濃度;m=l或1/2。相同濃度條件下，強度的增加與溶解度的倒數成反比。強化機制:彈性交互作用:溶質原子造成彈性應力場，交互作用，釘扎位錯，使應力升高，形成柯氏氣團。 電子交互作用:電子易在位錯張應力區集結，形成電偶極子，與各原子發生靜電作用，阻礙位錯移動化學交互作

13、川 :鈴木氣團導致層錯能下降，使寬度增加，層錯難運動，導致a增大溶質原子的偏聚和有序化 3)第二相強化分為兩類彌散性第二相強化:尺寸很小、彌散分布在基體上。時效強化:過飽和固溶體時效形成第三相;彌散強化:認為在基體中加入氧化物、氮化物等。聚集型第二相強化:第二相晶粒大小與基體晶粒具有可比性。相之間大小、分布、強度、塑性具有可比性。等應變模型:強相控制型，強化效果大:等應力模型:弱相控制型，強化效果最小;真正的模型介于以上兩者之間。 4)形變強化金屬存在加工硬化，是金屬特有的，對所有金屬都適用。又分為在服役過程中強化和預變形強化。形變強化的原因是金屬在變形過程中位錯密度增加，從而增加了位錯運動的

14、阻力。分為單晶系的形變強化和多晶系的形變強化。24 微觀聚集性斷裂的宏觀斷口特點、微觀斷口特征及其斷裂微觀機制。答:宏觀特征1)纖維區:在斷口中央，是顯微孔洞聚集長大形成的區域;表面粗糙不平。2)剪切唇:與拉伸方向成45度角，是切應力作用下形成的，是裂紋擴展至表面附近的時候進入快速失穩階段形成的。 3)星芒區:在拉應力作用一下形成的，具有放射狀的芒線的過渡區。材料塑性越低，則放射區越大。微觀形貌形成很多小的韌窩，伴有第二相粒子或夾雜物粒子存在的痕跡。1)正應力作用下的斷裂 韌窩呈等軸狀，在纖維區或放射區能看到韌窩。 2)切應力作用下的斷裂韌窩取向相反;在剪切唇處能看到韌窩.3)撕裂應力作用下的

15、斷裂韌窩取向相同，應力分布不均勻，邊緣處最大，裂紋由表面向心部擴展。存在于由缺口試樣或有裂紋的試樣。斷裂的微觀機制 1)微孔的形成 由于基體中存在第二相和夾雜物，當劇烈變形時，變形不協調引起塑性變形不均勻。由于晶界彈性應變大，使晶粒晶面處形成微孔。 2)微孔的聚集長大25 解理斷裂特征及其機理。答:特征：(1)斷面垂直于最大拉應力。 (2)斷口有許多小晶面組成，每個小晶面對應一個解理面，大小與晶粒相對應。 (3)有河流花樣，是解理臺階存在的標志。(4)舌狀花樣。解理面上存在舌狀突起或凹陷，由孿晶引起。機理:1)裂紋的形成:裂紋的萌生發生在塑性變形區，與局部塑性變形有關，與位錯有關。2)裂紋的擴

16、展:裂紋擴展很難通過晶界，晶界阻礙了裂紋的擴展。裂紋擴展借助河流花樣完成。 26 應力集中系數：力線也應是一條連續的通過缺口截面的線。這樣一來.在缺口自由表面附近的材科.由于自由表面沒有約束，而出現了一個力線不能到達的空白區。這個空白區是不受力的。缺口試樣的應力集中程度用應力集中系數表示，是最大應力和截面平均應力的比值，系數受缺口幾何形狀的影響，缺口頂端曲率半徑越小，缺口張角越小和缺口深度越大，都使應力集中系數增大。以上所述應力集中現象只限于彈性狀戀.即試祥各部分，包括缺口頂端應力最大值處均未產生塑性交形。27 缺口頂端的應力集中使應力分布不均勻，同時應變分步也不均勻從而導致多向應力狀態。每決

17、體積沿x方向收縮變形量不等，必然引起相鄰兩塊間界面分離.但實際上，材料是一個連續的整體，相臨兩塊的界面不可分離.為了維持材料的連續性，必然存在一個力。引起那兩塊相鄰間界面使之不分離.這個力就是拉應力x.拉應力的變化從零增值到某一最大值，然后在降低到零。28 平面應力狀態：如果構件時薄板，z向尺寸小。當y向受拉力，試樣沿y向伸長，同時沿z向收縮，由于構件很薄，沿z向能夠自由收縮，沒有z向約束，薄板缺口前方是兩向拉應力狀態。即平面應力狀態。29 平面應變狀態：如果構件是厚板，z向尺寸很大。當y向拉力時，在板厚的中部，前后兩側有大量的材料約束，從而z向不能收縮變形，z的變化時緩慢增加到某一最大值然后

18、下降到零，厚板中部這種應力狀態就是平面應變狀態。厚板前后兩個自由表面是平面應力狀態，中間是平面應變狀態。30 應變集中：平面應變條件下，在s加x時才會屈服，而屈服強度提高，當屈服應力超過材料抗拉強度時，材料不會產生塑性變形而重新斷裂，使塑性變形材料轉變為脆性材料，說明若是脆性材料，裂紋頂端不能產生塑性變形，則應力集中很嚴重，當應力達到材料斷裂強度時，材料迅速斷裂，而對于塑性變形，則可通過尖端塑性變形而削弱應力集中，使應力集中不易過大，材料也就不會斷裂，因此，脆性材料對缺口更加敏感。31 沖擊加載：是指一個一定量的物體以一定的速度沖撞試樣所施加的載荷。其目的是實現高速加載習，即在極短的時間內將載

19、荷加至特定的數值。加載速度的增高引起金屬塑性變形和斷裂行為的改變.金屬受沖擊時的應變速率也相應增高。因此，在金屬材料的研究領域，通常材科的應變速率來描述加載的速度。沖擊加載時，金屬塑性變形應變率的增長落后于載荷速率的增長。32 沖擊功Ak:沖擊載荷沖斷試樣所傲的功.沖擊功包括:Ac-彈性變形功:Ap一塑性變形功、裂紋形成功或形變強化功:Ad-裂紋擴展功。33 沖擊韌性試驗：沖擊試驗的基本原理是用一定質量的物體以一定的速度去沖擊一定形狀的試樣，測量沖斷試樣所要的能量，以此能量表示材料的沖擊韌性，試樣的缺口有梅氏U型和夏氏V型兩種，在沖擊試驗中，是利用了沖擊加載和缺口兩個使材料致脆的外部條件。34

20、 沖擊韌性k：沖擊功Ak與斷口截面積Sk的比值Ak/Sk，k沒有明確的物理意義。只能定性的評價材料的韌性。35 沖擊試樣的斷裂過程：包括彈性變形，塑性變形，裂紋形成和擴展幾個階段。對于韌性很高的材料，就應該采用尖銳的缺口試樣，對于韌性很低的試樣，應該采用鈍缺口試樣，有時甚至不開口。36 沖擊試樣裂紋形成和擴展機制：是微孔集聚型。當載荷達到Pr之前，級紋已擴展到缺口根部的整個寬度，向前擴展時中央部分擴展速度較快，從面形成圖中所示的腳跟形纖維狀區，隨著裂紋尺寸的增大，當載荷達到Pr時，裂墳以脆性解理方式快速擴展，在斷口中央形成結晶狀區域.且沿裂紋擴展方向呈放射狀.這時載荷迅速下降至Po，此時.試樣

21、的底部那尚未斷裂開的截面積較小.應力狀態較軟.處于平面應力狀態.于是，沿45°方向v以撕裂方式斷開，形成兩側的剪切唇，載荷下降至0。37 冷脆：當試驗溫度低于某一溫度時，材料由韌性狀態變為脆性狀態，沖擊韌性明顯下降，斷口特征由纖維狀變為結晶狀的，斷裂機制由微孔聚集型變為船晶解離型，這就是低溫脆性，即冷脆。38 冷脆的評定方法:1)系列沖擊試驗作出Ak隨丁變化的曲線.平均能量法:求(Akmax+Akmin)/2對應的T即為To.制定某一Ak對應的溫度是TT.2)斷口形貌判斷法由韌性斷口面積和脆性斷口的面積相對比例來判斷。50%脆性斷口和50%韌性斷口處對應的沮度T2是斷口形貌轉變溫度。

22、物理意義明確但不易觀察，誤差很大。39 完整晶體的理論斷裂強度：當原子間作用力減小到0，意味著晶體已斷裂，因此，當外力達到m時，晶體就要斷裂，他就是其理論斷裂強度。40 criffith強度理論：是為解訣玻璃和陶瓷等脆性材料的斷裂強度而提出的.認為一人物體受力后，體內貯存了一定的彈性能.當物體內出現一個裂紋時，內應力被松弛，物體便釋故出一定量的彈性能。然而，另一方面裂紋的出現使物體中增加了兩個新表面.因而引起表面能增加.如果釋放出的彈性能足以補償增加的表面能.裂紋的出現在能量上就是穩定得.井且裂紋的擴展會導致物體總能量的降低，從而使物體斷裂.。41 受力板釋放的彈性能Ue為無應力區的體積乘以彈

23、性能密度，出現裂紋而增加的表面能W為裂紋表面積乘比表面積能，于是，系統的能量變化為U=Ue+W，當外加應力一定時，系統能量的變化與裂紋長度a有關。當dU/da<0,裂紋長大使系統能量降低，裂紋可以失穩擴展導致物體斷裂；dU/da>0，裂紋長大使系統能量增高，裂紋不能擴展。裂紋越長，斷裂應力越低。42 裂紋頂端的應力特征：在裂紋頂端附近區城，由于應力集中效應，當接近于裂紋頂點時，應力將趨于無窮大.這對于實際工程金屬材料是不可能的.因為當應力值超過材料的屈服強度時.材料產主塑性變形，從而在裂紋頂端出現塑性區.塑性區內的應力.如果不考慮加工硬化效果，將等于在該三力狀態下的屈服強度.43 平面應變狀態的等效屈服應力是平面應力狀態的三倍，在裂紋的頂端周圍材料，達到或者超過等效屈服應力的部分，都將產生塑性變形，裂紋頂端ro范圍內的塑性變形，降改變其應力分布。AB以上的應力由于塑性變形被松弛掉了。這部分的載荷值為AB以上JB一下的面積。這部分松弛的載荷必然轉嫁到塑性區ro意外的臨近材料，使尺寸擴大，最后Ro=2ro.44 疲勞:在交變載荷作用下，機械零件在工作應力低于材料屈服強度時發生斷裂，成為疲勞。45 疲勞條紋:是一種微觀特征，其間距代表裂紋擴展寬度。 46 疲勞線:是一種宏觀特征，是一系列同心圓弧圍繞裂紋源，存在貝紋線、海灘花樣。是裂紋擴展過程中