力学性能10答题.pptVIP

材料力学性能;思考题：;塑性变形体积不变假设与多晶体的协调变形; S2-5 物理屈服现象及其本质;(2)材料特性(内部因素);位错钉扎与脱钉过程;切应力作用下位错运动状态;物理屈服的位错运动机制;3.应变时效 ;应变时效行为;预应变量对应变时效行为的影响;位错与溶质原子相互作用的结果。; (1)在薄钢板冷冲压成形时，往往因局部变形不均匀，板面吕德斯带导致表面折皱，影响表面质量。;应变时效强化同时发生脆化，一般应予以避免；;第三章 材料变形抗力与强化机制;S3-1 单晶体的屈服强度;S3-1 单晶体的屈服强度;位错交割结果：在位错线上可形成曲折(割阶或扭折)。 割阶：位错线上垂直于其滑移面的曲折部分。 割阶阻碍位错的运动。 扭折：位错线上位于其滑移面上的曲折部分。 扭折对位错运动影响不大。;典型的位错交割： ①不同滑移面上两条相垂直刃位错交割，使两条位错线上各形成大小、方向等于另一条位错线b 矢量的螺型扭折。 ;③不同滑移面上的两条相垂直刃位错与螺位错交割，使刃位错上形成大小、方向等于螺位错b矢量的刃型扭折，螺位错上形成大小、方向等于刃位错b矢量的刃型割阶。 ;S3-1 单晶体的屈服强度;对于一般材料：; S3-2 材料基本强化机制; S3-2 材料基本强化机制; 低碳钢的σs与晶粒直径的关系; Hall-Petch关系 ;纯铜σs与晶粒直径的关系;Hall-Petch关系的推导: ;(单晶体 );强化：晶界阻碍位错运动，因此晶粒细化强度提高。韧化：晶粒细小有利于协调变形；同样的延伸率，每个晶粒的变形量减小，当其与大晶粒一样的话，总延伸率提高。 细化晶粒是一种有效的强韧化手段。;纳米晶材料与纳米结构材料结构与性能特点 ;?纳米晶金属与通常多晶或非晶的性能;纳米晶金属材料力学行为特点 ;纳米晶金属材料力学行为特点 ;?卢柯等利用电解沉积技术制备高纯致密块状纳米晶体Cu，晶粒尺寸为30 nm，纯度高于99.995 wt%，密度可达普通纯Cu理论密度的99.4%。 在室温(仅为熔点的22%)轧制纳米晶Cu样品，其延伸率高达5100%，无明显的加工硬化效应，晶粒尺寸保持不变。说明晶界运动起重要作用。;dc, nm;纳米晶材料中塑性变形机制的变化;习题四：试对比分析单晶体与多晶体的塑性变形临界条件，基于位错理论推导Hall-Petch公式并举例说明其工程意义与适用范围。;1.应变时效条件是什么？有何工程意义？; S3-2 材料基本强化机制;铁素体的固溶强化;Al-Mg合金应力-应变曲线;(2)固溶强化规律;溶质原子不同，强化效果不同；溶质原子浓度越高，强化作用越大，低浓度时效果更明显。;固溶强化的实质是溶质原子与位错的弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用阻碍了位错的运动。;Cottrell气团;螺型位错与周围的溶质原子作用，原子在沿x、y、z的三种面心位置上发生择优分布（应力感生有序），使系统能量降低。 ;②电交互作用;④几何交互作用;⑤改变基体键合强度导致点阵阻力变化; S3-2 材料基本强化机制;单相合金可借固溶强化提高强度，但提高程度有限。通常使用的材料大多是两相或多相合金。 第二相来源：可通过相变热处理(沉淀相或析出相)或粉末冶金方法(弥散相)获得。;H62黄铜;(2)集聚型第二相强化;等应力理论假定两相所受的流变应力相等，平均应变为： ε=ε1f1+ε2f2 当第二相应变小于基相应变(ε2=ε1f2-Δ?)时， ε=ε1f1+(ε1f2-Δ?)=ε1-Δ?, 材料得以强化。; 如果第二相为硬脆相，则合金性能除与两相相对含量有关外，很大程度上取决于硬脆相的形状与分布。;如果硬脆相呈连续网状分布于基相晶界上，则基相受限不能变形，应力过大即沿晶界断裂。塑性变差，甚至强度也随之下降。 如果硬脆相成片状分布于基相，因变形主要集中在基相，而位错受片层厚度限制，移动距离很短，继续变形阻力加大，强度得以提高。片层越薄，强度越高；变形越均匀，塑性也越好，类似于细晶强化。;如果硬脆相呈不连续等轴状颗粒分布于基体相晶粒之间，则因基体连续，硬脆相颗粒对基体变形的影响大大减弱，强度下降，塑性、韧性得以提高。;第三章 材料变形抗力与强化机制;分散相形态及分布：; 1）不变形粒子的强化作用：当移动的位错与微粒相遇时，将因奥罗万(Orowan, 位错绕过)机制而产生位错增殖。;位错绕过时，既要克服第二相粒子的阻碍作用，又要克服位错环对位错源的反向应力，而且每一个位错绕过后都要增加一个位错环。因此继续变形必须增大外应力，从而使流变应 力迅速提高。 此图为α黄铜 中绕Al2O3粒 子的位