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力学拓展:材料的疲劳性能(四)
1.疲劳失效的特征是什么?   拉力测试仪器
      ⑴失效是一种隐性的突然失效,疲劳失效前不会发生的塑性变形,是脆性断裂。
      ⑵疲劳破坏属于低应力循环推迟断裂。
      ⑶疲劳对缺陷(缺口,裂纹和结构)很在意,也就是说,它对缺陷的选择程度很高。
      ⑷疲劳形式可以根据不同的方法进行分类。 根据应力状态,有弯曲疲劳,扭转疲劳,拉伸和压缩疲劳,接触疲劳和复合疲劳。 根据应力水平和断裂寿命,有高周疲劳和低周疲劳。
      2.疲劳断裂的几个特征区域?
      疲劳源,疲劳裂纹扩展区,瞬时破坏区
      3.描述σ-1和δKth之间的异同。
      σ-1(疲劳强度)代表光滑试样的无限寿命疲劳强度,适用于传统的疲劳强度设计和验证。  △Kth(疲劳裂纹扩展阈值)代表裂纹试样的无限寿命疲劳性能,适用于裂纹零件的设计和疲劳强度检查。
材料的磨损性能
      1.有几种磨损类型? 解释其表面损伤形态。
      粘着磨损,磨料磨损,腐蚀磨损和点蚀疲劳磨损(接触疲劳)
      粘着磨损:磨损表面的特征是机器表面上各种尺寸的痕迹。
      磨料磨损:由于犁状皱纹而在摩擦表面上有划痕或凹槽。
      接触疲劳:接触面上有很多凹坑(凹坑),其中一些很深,底部有疲劳裂纹扩展线的痕迹
      2.“材料越硬,耐磨性越高”的说法是否正确? 为什么?
      正确。 因为磨损量与硬度成反比。
      3.从提高材料疲劳强度,接触疲劳强度和耐磨性的角度,尝试分析化学热处理时应注意的事项。
      在增加表面强度和硬度的同时,还增加了表面层的残余压应力。

材料的高温性能
     1.解释以下术语:
      大约温度:T / Tm
      蠕变:是在长时间的恒定温度和恒定载荷作用下,材料缓慢产生塑性变形的现象。
      持久强度:这是材料在特定温度和指定时间内不发生蠕变断裂的大应力。
      蠕变限:表明材料对高温蠕变变形的抵抗力。
      松弛稳定性:材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性。
      2.总结材料的蠕变变形和断裂机理。
      材料的蠕变变形机理主要包括位错滑移,原子扩散和晶界滑动。 对于聚合物材料,分子链段也沿着外力拉伸。
      晶间断裂是蠕变断裂的一种常见形式,尤其是在高温和低应力下。 这是因为温度升高,多晶的晶内和晶界强度变低,但多晶态下降更快,导致高温。较低晶界的相对强度较低。
      晶界断裂有两种模型:一种是晶界滑动和应力集中模型。 另一个是空缺聚集模型。
      3.描述高温下金属蠕变变形与塑性变形机制之间的区别。
      金属的塑性变形机理是:滑移和孪生。
      金属的蠕变变形机理为:位错滑移,扩散蠕变和晶界滑移。
      在高温下,由于温度升高,原子和空位具有热活性的可能性,因此位错可以克服某些移动障碍并继续产生蠕变。 在外力作用下,晶体内部产生不均匀的应力场,原子和空位在不同的位置具有不同的势能,并且将经历从高势能到低势能的定向扩散。
材料的热性能  拉力测试仪器
      1.尝试分析影响材料热容量的因素吗?
      对于固体材料,热容与材料的结构关系不大; 一阶相变时,热容量曲线不连续变化,并且热容量无限大。 二次相变在一定温度范围内逐渐完成,并且热容量相应地达到有限的大值。
      2.解释为什么玻璃的导热率通常比结晶固体的导热率低几个数量级。
      无定形材料的热导率相对较小。 这是因为非晶态是一种短程有序结构,可以将其近似地视为具有很小的晶粒的晶体。 晶粒较小且晶界很多,声子更易于散射,因此热导率要小得多。

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