1、材料力學性能課后習題第一章1.解釋下列名詞 滯彈性：金屬材料在彈性范圍內快速加載或卸載后，隨時間延長產生附加彈性應變的現象稱為滯彈性，也就是應變落后于應力的現象。彈性比功：金屬材料吸收彈性變形功的能力，一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。 循環韌性：金屬材料在交變載荷下吸收不可逆變形功的能力稱為循環韌性。 包申格效應：金屬材料經過預先加載產生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規定殘余伸長應力增加；反向加載，規定殘余伸長應力降低的現象。 塑性：金屬材料斷裂前發生不可逆永久（塑性）變形的能力。 韌性：指金屬材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。 加工硬化：金屬材料在再結晶溫度

2、以下塑性變形時,由于晶粒發生滑移,出現位錯的纏結,使晶粒拉長、破碎和纖維化,使金屬的強度和硬度升高,塑性和韌性降低的現象。解理斷裂：解理斷裂是在正應力達到一定的數值后沿一定的晶體學平面產生的晶體學斷裂。2.解釋下列力學性能指標的意義（1）E( 彈性模量）；（2）p（規定非比例伸長應力）、e（彈性極限）、s（屈服強度）、0.2（規定殘余伸長率為0.2%的應力）；（3）b（抗拉強度）；（4）n（加工硬化指數）;（5）（斷后伸長率）、（斷面收縮率）3.金屬的彈性模量取決于什么？為什么說他是一個對結構不敏感的力學性能？取決于金屬原子本性和晶格類型。因為合金化、熱處理、冷塑性變形對彈性模量的影響較小。4

3、.常用的標準試樣有5倍和10倍，其延伸率分別用5和10表示，說明為什么510。答：對于韌性金屬材料，它的塑性變形量大于均勻塑性變形量，所以對于它的式樣的比例，尺寸越短，它的斷后伸長率越大。5.某汽車彈簧，在未裝滿時已變形到最大位置，卸載后可完全恢復到原來狀態；另一汽車彈簧，使用一段時間后，發現彈簧弓形越來越小，即產生了塑性變形，而且塑性變形量越來越大。試分析這兩種故障的本質及改變措施。 答：（1）未裝滿載時已變形到最大位置：彈簧彈性極限不夠導致彈性比功小；（2）使用一段時間后，發現彈簧弓形越來越小，即產生了塑性變形，這是構件材料的彈性比功不足引起的故障，可以通過熱處理或合金化提高材料的彈性極限

4、（或屈服極限），或者更換屈服強度更高的材料。 6.今有45、40Cr、35CrMo鋼和灰鑄鐵幾種材料，應選擇哪種材料作為機床機身？為什么？答：應選擇灰鑄鐵。因為灰鑄鐵循環韌性大，也是很好的消振材料，所以常用它做機床和動力機器的底座、支架，以達到機器穩定運轉的目的。剛性好不容易變形加工工藝朱造型好易成型抗壓性好耐磨損好成本低7.什么是包申格效應？如何解釋？它有什么實際意義？ 答：（1）金屬材料經過預先加載產生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規定殘余伸長應力增加；反向加載，規定殘余伸長應力降低的現象，稱為包申格效應。（2）理論解釋：首先，在原先加載變形時，位錯源在滑移面上產生的位錯遇到障礙，塞積后

5、便產生了背應力，背應力反作用于位錯源，當背應力足夠大時，可使位錯源停止開動。預變形時位錯運動的方向和背應力方向相反，而當反向加載時位錯運動方向和背應力方向一致，背應力幫助位錯運動，塑性變形容易了，于是，經過預變形再反向加載，其屈服強度就降低了。（3）實際意義：在工程應用上，首先，材料加工成型工藝需要考慮包申格效應。例如，大型精油輸氣管道管線的UOE制造工藝：U階段是將原始板材沖壓彎曲成U形，O階段是將U形板材徑向壓縮成O形，再進行周邊焊接，最后將管子內徑進行擴展，達到給定大小，即E階段。按UOE工藝制造的管子，希望材料具有非常小的或者幾乎沒有包申格效應，以免管子成型后強度的損失。其次，包申格效

6、應大的材料，內應力大。例如，鐵素體+馬氏體的雙相鋼對氫脆就比較敏感，而普通低碳鋼或低合金高強度鋼對氫脆不敏感，這是因為雙相鋼中鐵素體周圍有高密度位錯和內應力，氫原子與長程內應力交互作用導致氫脆。包申格效應和材料的疲勞強度也有密切關系。8.產生頸縮的應力條件是什么？要抑制頸縮的發生有哪些方法？ 答：當加工硬化速率等于該處的真應力時就開始頸縮。措施：提高加工硬化指數。10.試用位錯理論解釋：粗晶粒不僅屈服強度低，斷裂塑性野地；而細晶粒不僅使材料的屈服強度提高，斷裂塑性也提高。答：主要是因為晶粒細化之后，與粗晶粒相比，晶粒取向更為均勻，從而避免了過早出現應力集中引起的開裂，提高了韌性。11.韌性斷口

7、由幾部分組成？其形成過程如何？ 答：由纖維區、放射區和剪切唇三個區域組成。微孔在變形帶內形核、長大和聚合，當其與裂紋連接時，裂紋便向前擴展了一段距離，這樣的過程重復進行就形成鋸齒形的纖維區。纖維區中裂紋擴展答到臨界尺寸后就快速擴展而形成放射區。試樣拉伸的最后階段形成杯狀或錐狀的剪切唇。 第二章1.解釋下列名詞（1）應力狀態軟性系數：材料最大切應力與最大正應力的比值。（2）布氏硬度：用鋼球或硬質合金球作為壓頭，采用單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。（3）洛氏硬度：采用金剛石圓錐體或小淬火鋼球作壓頭，以測量壓痕深度所表示的硬度。（4）維氏硬度：以兩相對面夾角為136。的金剛石四棱錐作壓頭，采用

8、單位面積所承受的試驗力計算而得的硬度。（5）努氏硬度：采用兩個對面角不等的四棱錐金剛石壓頭，由試驗力除以壓痕投影面積得到的硬度。（6）肖氏硬度：采動載荷試驗法，根據重錘回跳高度表證的金屬硬度。（7）缺口效應：缺口材料在靜載荷作用下，缺口截面上的應力狀態發生的變化。（8）缺口敏感度：金屬材料的缺口敏感性指標，用缺口試樣的抗拉強度與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強度的比值表示2.說明下列性能指標的意義： （1）bc（材料的抗壓強度）；（2）bb（材料的抗彎強度）；（3）s（材料的扭轉屈服點）；（4）s（抗扭強度）；（5）p（扭轉比例極限）；（6）bn（抗拉強度）；（7）HBS（壓頭為淬火鋼球的材料的布氏

9、硬度）；（8）HBW：壓頭為硬質合金球的材料的布氏硬度；（9）HRA（材料的洛氏硬度）；HRB（材料的洛氏硬度）；HRC（材料的洛氏硬度）；（10）HV（材料的維氏硬度）；（11）HK（材料的努氏硬度）；（12）HS（材料的肖氏硬度）；（13）K（理論應力集中系數）；（14）NSR（缺口敏感度）3.今有如下零件和材料等需測定硬度，試說明選用何種硬度試驗方法為宜：（1）滲碳層的硬度分布-HK或-顯微HV（2）淬火鋼-HRC（3）灰鑄鐵-HB（4）鑒別鋼中的隱晶馬氏體和殘余奧氏體-顯微HV或者HK（5）儀表小黃銅齒輪-HV（6）龍門刨床導軌-HS（肖氏硬度）或HL(里氏硬度)（7）滲氮層-HV（8

10、）高速鋼刀具-HRC（9）退火態低碳鋼-HB（10）硬質合金-HRA4.說明幾何強化現象的成因，并說明其本質與形變強化有何不同5. 缺口靜拉伸試驗主要用于比較淬火低中溫回火的各種高強度鋼，各種高強度鋼在屈服強度小于1200MPa時，其缺口強度均隨著材料屈服強度的提高而升高；但在屈服強度超過1200MPa以上時，則表現出不同的特性，有的開始降低，有的還呈上升趨勢。缺口偏斜拉伸試驗就是在更苛刻的應力狀態和試驗條件下，來檢驗與對比不同材料或不同工藝所表現出的性能差異。 缺口試樣的靜彎試驗則用來評定或比較結構鋼的缺口敏感度和裂紋敏感度。6.試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉試驗的特點和應用范圍。拉伸

11、： 特點：溫度、應力狀態和加載速率確定，采用圓柱試樣，試驗簡單，應力狀態軟性系數較硬。 應用范圍：塑性變形抗力和切斷強度較低的塑性材料。 壓縮：特點：應力狀態軟，一般都能產生塑性變形，試樣常沿與軸線呈45方向產生斷裂，具有切斷特征。 用范圍：脆性材料，以觀察脆性材料在韌性狀態下所表現的力學行為。 彎曲： 特點：彎曲試樣形狀簡單， 操作方便；不存在拉伸試驗時試樣軸線與力偏斜問題，沒有附加應 力影響試驗結果，可 用試樣彎曲撓度顯示材料的塑性；彎曲試樣表面應力最大，可靈敏地反映材料表面 缺陷。 應用范圍：測定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼及硬質合金等脆性與低塑性材料的強度和顯示塑性的差別。也常用于比較和鑒別

12、滲碳和表面淬火等化學熱處理機件的質量和性能。 扭轉：特點：應力狀態軟性系數為0.8，比拉伸時大，易于顯示金屬的塑性行為；試樣在整個長度上的 塑性變形時均勻，沒有緊縮現象，能實現大塑性變形量下的試驗；較能敏感地反映出金屬表面缺陷和及表面硬化層的性能；試樣所承受的最大正應力與最大切應力大體相等。 應用范圍：用來研究金屬在熱加工條件下的流變性能和斷裂性能，評定材料的熱壓力加工型，并未確定生產條件下的熱加工工藝參數提供依據；研究或檢驗熱處理工件的表面質量和各種表面強化工藝的效果。第三章1.缺口會引起哪些力學響應？答：材料截面上缺口的存在，使得在缺口的根部產生應力集中、雙向或三向應力、應力集中和應變集中

13、，并試樣的屈服強度升高，塑性降低。 2.比較平面應力和平面應變的概念。答：平面應力：只在平面內有應力，與該面垂直方向的應力可忽略，例如薄板拉壓問題。平面應變：只在平面內有應變，與該面垂直方向的應變可忽略，例如水壩側向水壓問題。具體說來：平面應力是指所有的應力都在一個平面內，如果平面是OXY平面，那么只有正應力x，y，剪應力xy(它們都在一個平面內)，沒有z，yz，zx。平面應變是指所有的應變都在一個平面內，同樣如果平面是OXY平面，則只有正應變x，y和剪應變xy，而沒有z，yz，zx。 3.如何評定材料的缺口敏感性：答：材料的缺口敏感性，可通過缺口靜拉伸、偏斜拉伸、靜彎曲、沖擊等方法加以評定。

14、5、由靜拉伸試驗、沖擊試驗到落錘試驗的發展過程，如何理解試驗條件在評定材料方面的局限性？7.何謂低溫脆性？哪些材料易表現出低溫脆性？工程上，有哪些方法評定材料低溫脆性？答：在低溫下，材料由韌性狀態轉變為脆性狀態的現象稱為低溫脆性。只有以體心立方金屬為基的冷脆金屬才具有明顯的低溫脆性，如中低強度鋼和鋅等。而面心立方金屬，如鋁等，沒有明顯的低溫脆性。工程上常采用低溫脆性通常用脆性轉變溫度，能量準則，斷口形貌準則，斷口變形特征準則評定。8.說明為什么焊接船只比鉚接船只易發生脆性破壞？答：焊接容易在焊縫處形成粗大金相組織氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、錯邊、咬邊等缺陷，增加裂紋敏感度，增加材料的脆性，容易

15、發生脆性斷裂。9說明幾何強化現象的成因，并說明其本質與形變強化有何不同？10.細化晶粒尺寸可以降低脆性轉變溫度或者說改善材料低溫韌性，為什么？答：晶界是裂紋擴展的阻力；晶界增多有利于降低應力集中，降低晶界上雜質度，避免產生沿晶界脆性斷裂。所以可以提高材料的韌性。 第四章1.解釋下列名詞：（1）低應力脆斷：高強度、超高強度鋼的機件，中低強度鋼的大型、重型機件在屈服應力以下發生的斷裂；（2）I型裂紋：拉應力垂直作用于裂紋擴展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴展的裂紋。（3）應力強度因子KI：在裂紋尖端區域各點的應力分量除了決定于位置外，有關，對于某一確定的點，其應力分量由確定，尚與強度因子越大，

16、則應力場各點應力分量也越大，這樣就可以表示應力場的強弱程度，稱為應力場強度因子。“I”表示I型裂紋。（4）裂紋擴展K判據：裂紋在受力時只要滿足，就會發生脆性斷裂.反之，即使存在裂紋，若也不會斷裂。（5）裂紋擴展G判據：G_IG_IC，當滿足上述條件時裂紋失穩擴展斷裂。（6）J積分：裂紋尖端區的應變能，即應力應變集中程度。（7）裂紋擴展J判據：只要滿足上述條件，裂紋（或構件）就會斷裂。（8）COD：裂紋張開位移。（9）COD判據：當滿足上述條件時，裂紋開始擴展。2.說明下列斷裂韌性指標的意義及其相互關系：(1)KIc Kc：臨界或失穩狀態的KI記作KIc或Kc。KIc是平面應變下的斷裂韌性，表示

17、在平面應變條件下材料裂紋失穩擴展的能力。Kc是平面應力狀態下的斷裂韌性，表示在平面應力條件下材料抵抗裂紋失穩的能力。它們都是I型裂紋的材料裂紋韌性指標，但Kc與板材或試樣厚度有關，當試樣厚度增加到平面應變狀態時，斷裂韌性就趨于一穩定的最低值，即為KIc，這時就與板材厚度無關了。KIc才真正是一材料常數，與試樣厚度無關。(2)GIc：當GI增加到某一臨界值時，GI能克服裂紋失穩擴展的阻力，則裂紋失穩擴展斷裂。將GI的臨界值記作GIc，稱斷裂韌度，表示材料阻止裂紋失穩擴展時單位面積所消耗的能量，其單位與GI相同，MPam（3）Jic：是材料的斷裂韌性，表示材料抵抗裂紋開始擴展的能力，其單位與GIc

18、相同。（4）c：是材料的斷裂韌度，表示材料阻止裂紋開始擴展的能力.判據和判據一樣都是裂紋開始擴展的斷裂判據，而不是裂紋失穩擴展的斷裂判據。3、試分析能量斷裂判據與應力斷裂判據之間的關系。G判據是從系統能量變化的角度闡述的，K判據是從裂紋尖端應力場來表示的，這兩者完全是等效的，且有可互相換算的關系。多數情況下課從手冊中直接查出K的表達式，而G得計算則資料甚少，KIc和GIc雖然都是材料固有的性能，但從實驗測定來說，KIc更容易些，而G判據的物理意義更加明確，便于接受，所以二者是統一的，各有利弊。4、試述低應力脆斷的原因及防止方法。答：低應力脆斷的原因：在材料的生產、機件的加工和使用過程中產生不可

19、避免的宏觀裂紋，從而使機件在低于屈服應力的情況發生斷裂。預防措施：將斷裂判據用于機件的設計上，在給定裂紋尺寸的情況下，確定機件允許的最大工作應力，或者當機件的工作應力確定后，根據斷裂判據確定機件不發生脆性斷裂時所允許的最大裂紋尺寸。5、試述應力場強度因子的意義及典型裂紋KI的表達式.KI的大小直接影響應力場的大小，KI越大，則應力場各應力分量也越大。這樣KI就可以表示應力場的強弱程度，下角標I表示I型裂紋。6、試述K判據的意義及用途。答：K判據解決了經典的強度理論不能解決存在宏觀裂紋為什么會產生低應力脆斷的原因。K判據將材料斷裂韌度同機件的工作應力及裂紋尺寸的關系定量地聯系起來，可直接用于設計

20、計算，估算裂紋體的最大承載能力、允許的裂紋最大尺寸，以及用于正確選擇機件材料、優化工藝等。8、試述裂紋尖端塑性區產生的原因及其影響因素。答：機件上由于存在裂紋，在裂紋尖端處產生應力集中，當y趨于材料的屈服應力時，在裂紋尖端處便開始屈服產生塑性變形，從而形成塑性區。影響塑性區大小的因素有：裂紋在厚板中所處的位置，板中心處于平面應變狀態，塑性區較小；板表面處于平面應力狀態，塑性區較大。但是無論平面應力或平面應變，塑性區寬度總是與（KIC/s)2成正比。 9、試述塑性區對KI的影響及KI的修正方法和結果。 答：影響：由于裂紋尖端塑性區的存在將會降低裂紋體的剛度，相當于裂紋長度的增加，因而影響應力場和

21、及KI的計算，所以要對KI進行修正。修正：采用“有效裂紋尺寸”，即以虛擬有效裂紋代替實際裂紋，然后用線彈性理論所得的公式進行計算。結果：平面應力KI=Ya1-0-16Y2(S)2 平面應變KI=Ya1-0.56Y2(S)210.簡述J積分的意義及其表達式11.簡述COD的意義及其表達式。表示裂紋張開位移。表達式=8saElnsec（2s）12.試述KIC 的測試原理及其對試樣的基本要求。原理：先用一定的試樣測試出FQ和裂紋長度a值得到一個KQ，如果KQ符合條件就說明測試使用的試樣符合條件，如果不符合就換成較大試樣重新測試。試樣要求：B2.5KICy2；a2.5KICy2；(W-a)2.5KIC

22、y213、試述與強度、塑性之間的關系： 答：總的來說，斷裂韌度隨強度的升高而降低。 15、影響的冶金因素：答：內因：1、學成分的影響；2、集體相結構和晶粒大小的影響；3、雜質及第二相的影響；4、顯微組織的影響。外因：1、溫度；2、應變速率。19、某一薄板物體內部存在一條長3mm的裂紋，且a0=310-8mm，試求脆性斷裂時斷裂應力c（設m=0.1MPa，E=210-5MPa，c=504MPa）。由公式m/c=(a/a0)1/2，a為c對應的裂紋半長度，即a=1.5mm，c=28.2845MPa 21、有一大型板件，材料的0.2=1200MPa，KIc=115MPa*m1/2，探傷發現有20mm

23、長的橫向穿透裂紋，若在平均軸向拉應力900MPa下工作，試計算KI及塑性區寬度R0，并判斷該件是否安全？解：由題意知穿透裂紋受到的應力為=900MPa 根據 /0.2 的值，確定裂紋斷裂韌度 KIC 是否休要修正 因為 /0.2=900/1200=0.750.7，所以裂紋斷裂韌度 KIC需要修正 對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的 KI 為： （MPa*m1/2） 塑性區寬度為：=0.004417937(m)= 2.21(mm) 比較 K1 與 KIc： 因為 K1=168.13（MPa*m1/2） KIc=115（MPa*m1/2） 所以：K1KIc ，裂紋會失穩擴展 , 所以該件不安全。2

24、2、有一軸件平行軸向工作應力150MPa，使用中發現橫向疲勞脆性正斷，斷口分析表明有25mm深度的表面半橢圓疲勞區，根據裂紋a/c可以確定=1，測試材料的0.2=720MPa，試估算材料的斷裂韌度KIC為多少？解：因為/0.2=150/720=0.2081.4，表現為循環硬化； b/s1.2，表現為循環軟化；1.2b/s1.4，材料比較穩定，無明顯循環硬化和軟化現象。也可用應變硬化指數n來判斷循環應變對材料的影響，n1硬化。退火狀態的塑性材料往往表現為循環硬化，加工硬化的材料表現為循環軟化。循環硬化和軟化與位錯的運動有關：退火軟金屬中，位錯產生交互作用，運動阻力增大而硬化。冷加工后的金屬中，有

25、位錯纏結，在循環應力下破壞，阻力變小而軟化。14、試述提高低應變速率低周沖擊疲勞強度的方法較低沖擊能量時提高材料的塑性。較高沖擊能量時提高材料的強度。16、什么是疲勞裂紋門檻值，那些因素影響其值的大小?有什么實用價值？帶裂紋的構件在交變載荷作用下不會發生疲勞擴展的應力強度因子交變值為疲勞裂紋門檻值。材料尺寸與顯微組織及環境有關。使用價值：防止工件的疲勞斷裂21、第六章 材料在環境條件下的力學性能 解釋下列名詞： （1）應力腐蝕：金屬在拉應力和特定的化學介質共同作用下，經過一段時間后所產生的低應力脆斷現象。 （2）氫脆（氫脆斷裂）：由于氫和應力共同作用而導致的金屬材料產生脆性斷裂的現象。（3）腐

26、蝕疲勞：機件在疲勞和腐蝕聯合作用下而破壞的失效形式（4）氫蝕：氫與金屬中的第二相作用生成高壓氣體，使基體金屬晶界結合力減弱而導致金屬脆化。（5）白點：當鋼中含有過量的氫時，隨著溫度降低氫在鋼中的溶解度減小。如果過飽和的氫未能擴散逸出，便聚集在某些缺陷處而形成氫分子。此時，氫的體積發生急劇膨脹，內壓力很大足以將金屬局部撕裂，而形成微裂紋，微裂紋的斷面呈圓形或橢圓形，為銀白色。（6）氫化物致脆：對于B或B族金屬，由于它們與氫有較大的親和力，極易生成脆性氫化物，使金屬脆化，這種現象稱氫化物致脆。（7）氫致延滯斷裂：由于氫的作用而產生的延滯斷裂現象稱為氫致延滯斷裂 2、說明下列力學性能指標的2、意義：

27、（1）scc：材料不發生應力腐蝕的臨界應力。 （2）KIscc：應力腐蝕臨界應力場強度因子。 （3）KIHEC：氫脆臨界應力強度因子（氫脆門檻值）（4）da/dt：盈利腐蝕列紋擴展速率。 3、如何判斷某一零件的破壞是否由應力腐蝕引起？應力腐蝕破壞為什么通常是一種脆性破壞？應力腐蝕斷口呈黑色或灰黑色，具有脆性特征，斷裂前沒有明顯的塑性變形。應力腐蝕顯微裂紋常有分叉現象，呈枯樹枝狀。斷口的微觀形貌一般為沿晶斷裂型，也可能為穿晶解理斷裂型，有時還出現混合斷裂型。應力腐蝕的裂紋常起源于表面蝕坑處4、試述氫脆與應力腐蝕區別：答：氫脆和應力腐蝕相比，其特點表現在： （1）實驗室中識別氫脆與應力腐蝕的一種辦

28、法是，當施加一小的陽極電流，如使開裂加速，則為應力腐蝕；而當施加一小的陰極電流，使開裂加速者則為氫脆。（2）在強度較低的材料中，或者雖為高強度材料但受力不大，存在的殘余拉應力也較小這時其斷裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此處三向拉應力最大，氫濃集在這里造成斷裂。 （3）氫脆斷裂的主裂紋沒有分枝的情況這和應力腐蝕的裂紋是截然不同的。（4）氦脆斷口上一般沒有腐蝕產物或者其量極微。（5）大多數的氫脆斷裂(氫化物的氫脆除外)，都表現出對溫度和形變速率有強烈的依賴關系。氫脆只在一定的溫度范圍內出現，出現氫脆的溫度區間決定于合金的化學成分和形變速率。 5、為什么高強度材料，包括合金鋼、鋁合金、鈦

29、合金，容易產生應力腐蝕和氫脆？氫脆和應力腐蝕都是在應力的作用下，滲入工件中的氫原子，在應力梯度作用下，向應力集中的位置偏聚集，形成微裂紋，微裂紋繼續擴展，材料就會發生脆性斷裂。高強度的材料在工作中，需要承受較大的應力8、何謂氫致延滯斷裂？為什么高強度鋼的氫致延滯斷裂是在一定的應變速率下和一定的溫度范圍內出現？高強度鋼種固溶一定量的氫，在對于屈服強度的應力持續作用下，經過一段時間的孕育，金屬內部形成裂紋，發生斷裂的現象叫做氫致延滯性斷裂。 氫固溶在金屬晶格中，產生晶格膨脹畸變，與刃位錯交互作用，氫易遷移到位錯應力處，形成氫氣團。當應變速率較低而溫度較高時，氫氣團能夠跟上位錯運動，但滯后位錯一定距

30、離，對位錯起釘扎作用，產生局部硬化。當位錯塞積聚集，產生應力作用，導致微裂紋。當應變速率過高及溫度較低的情況下，氫氣團不能跟上位錯運動，便不能產生釘扎作用，也不可能在位錯塞積聚集，產生微裂紋。9、腐蝕疲勞和應力腐蝕相比，有哪些特點應力腐蝕是指金屬在承受各種拉載荷時因具體腐蝕介質影響而出現裂紋的現象，在這個過程中，材料無明顯腐蝕產物，脆性斷裂。腐蝕疲勞是指金屬由于機械交變載荷與腐蝕交互作用所造成的低變形、大多跨晶粒斷裂的現象。11、相對于常規疲勞，腐蝕疲勞有何特點？（1）腐蝕環境不是特定的。只要環境介質對金屬有腐蝕作用，再加上交變應力的作用都可產生腐蝕疲勞。其更具有普遍性。（2）腐蝕疲勞曲線無水

31、平線段，即不存在無限壽命的疲勞極限。（3）腐蝕疲勞極限與靜強度之間不存在比例關系。（4）腐蝕疲勞斷口上可見到多個裂紋源，并具有獨特的多齒狀特征12、有一M24栓焊橋梁用高強度螺栓，采用40B鋼調質制成，抗拉強度為1200MPa，承受拉應力650MPa。在使用中，由于潮濕空氣及雨淋的影響發生斷裂事故。觀察斷口發現，裂紋從螺紋根部開始，有明顯的沿斷裂特征，隨后是快速脆斷部分。斷口上較多的腐蝕產物，且有較多的二次裂紋。試分析該螺栓產生斷裂的原因，并考慮防止這種斷裂的措施。第七章 材料在高溫條件下的力學性能 1解釋下列名詞：等溫強度：晶粒強度與晶界強度相等的溫度。約比溫度：試驗溫度與金屬熔點的比值 蠕

32、變：在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產生塑性變形的現象。 蠕變極限：在高溫下受到載荷長時間作用時，對塑性變形的抗力指標。持久塑性：材料在一定溫度及恒定試驗力作用下的塑性變形。用試樣斷裂后的延伸率和斷面收縮率表示。蠕變脆性：由于蠕變而導致材料塑性降低以及在蠕變過程中發生的低應力蠕變斷裂的現象。應力松弛：材料在恒變形的條件下，隨著時間的延長，弾性應力逐漸降低的現象。應力松弛穩定性：材料抵抗應力松弛的能力。過渡蠕變：穩態蠕變：晶界滑動蠕變：擴散蠕變：2、T 蠕變極限，在給定的溫度下，使試樣在蠕變第二階段產生規定穩態蠕變速率的最大應力 tT 在給定溫度下和在規定的試驗時間內，使試樣產生一定蠕變伸長率的應力值 tT：持久強度，是材料在一定的溫度下和規定的時間內，不發生畸變斷裂的最大應力3、和常溫下力學性能相比，金屬材料在高溫下的力學行為有哪些特點？造成這種差別的原因何在？ （1）材料在高溫將發生蠕變現象。（2）高溫應力松弛現象。（3）產生疲勞損傷，使高溫疲勞強度下降。（4）強度下降。4、試說明高溫下金屬蠕變變形的機理與常溫下金屬塑性變形的機理有何不同？常溫下金屬塑性變形主要是通過位錯滑移和孿晶進行的，以位錯滑移為主要機制。當滑移面上的位錯運動受阻產生塞積時，必須在更大的切應力作用下才能使位錯重新運動和增值，宏觀變現為加工硬化現象，或對于螺型位錯，采用