材料力学性能
第一章
二节．弹变
1,。弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。
2.弹性模量：表征材料对弹性变形的抗力
3.弹性性能与特征是原子间结合力的宏观体现，本质上决定于晶体的电子结构，而不依赖于显微组织，因此，弹性模量是对组织不敏感的性能指标。
4.比例极限σp：应力与应变成直线关系的最大应力。
5.弹性极限σe：由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。
6. 弹性比功: 表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力，又称弹性比应变能。
7.力学性能指标：反映材料某些力学行为发生能力或抗力的大小。
8.弹性变形特点：应力与应变成比例，产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状
9.滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象，称为滞弹性。
10.循环韧性：指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功的能力。
11.循环韧性应用：减振、消振元件。
12.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载规定残余伸长应力降低的现象，称为包申格效应。13.包申格应变：指在给定应力下，正向加载与反向加载两应力－应变曲线之间的应变差。
14.消除包申格效应：预先进行较大的塑性变形。在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。
三节：塑性
1.塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力.
2.影响材料屈服强度的因素：㈠内在因素. 1. 金属本性及晶格类型.主滑移面位错
密度大，屈服强度大。2. 晶粒大小和亚结构.晶界对位错运动具有阻碍作用。晶粒小可以产生细晶强化。都会使强度增加。3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化。4，第二相. a.不可变形的第二相绕过机制.留下一个位错环对后续位错产生斥力, b.可以变形的第二相切过机制.由于，质点与基体间晶格错排及位错切过第二相质点产生新界面需要做功，使强度增加。二）外在因素：1.温度温度越高原子间作用越小位错运动阻力越低 2.应变速率。应变速率越高强度越高。3.应力状态.切应力分量越大强度越低
3.细晶强化：晶界是位错运动的阻碍，晶粒小相界多。减少晶粒尺寸会减少晶粒内部位错塞积的数量，减少位错塞积群的长度，降低塞积点处的应力，相邻晶粒中位错源开动所需的外加切应力提高，屈服强度增加。
4.固溶强化：在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金，将显著提高屈服强度，此即为固溶强化。溶质原子与基体原子尺寸差别越大，引起的弹性畸变越大，溶质原子浓度越高，引起的弹性畸变越大，对位错的阻碍作用越强，固溶强化作用越大。
5.影响粒状第二相强化效果的因素：当粒子体积分数f一定时,粒子尺寸r越小、位错运动障碍越多，位错的自由行程越小，强比效果越显著。当粒子尺寸一定时，体积
分数f越大，强化效果亦越好。网状分布时，位错堆积，应力不可以松弛，脆性增加.片状＞球状
6.珠光体对第二相的影响：1）片状珠光体，位错的移动被限制在渗碳体片层之间。所以渗碳体片层间距越小，珠光体越细，其强度越高。2）粒状珠光体，位错钱与第二相球状粒子交会的机会减少，即位错运动受阻的机会减少，故强度降低，塑性提高。
3）渗碳体以连续网状分布于铁素体晶界上时，使晶粒的变形受阻于相界，导致很大的应力集中，因此强度反而下降，塑性明显降低。
7.应变硬化：应变硬化是位错增殖、运动受阻所致
8.n表示材料的应变强化能力或对进一步塑性变形的抗力。
9.影响n的因素：1) 层错能：层错能低,则交滑移难，加工硬化指数高。2) 冷热变形退火态n大，冷加工n小3) 强度，强度高n低。
10塑性的指标：①延伸率：试样拉断时所测得的条件延伸率主要反映了材料均匀变形的能力。②断面收缩率：断面收缩率主要反映了材料局部变形的能力
11.韧性：韧性是指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
四节：金属的断裂
1.裂纹的基本形成过程：裂纹形成和扩展。
2.段裂类型：1）根据断裂前金属是否有明显的塑性变形分：脆性断裂ψ<5%
韧性断裂ψ>5% 2）从微观上按照裂纹的走向分：穿晶断裂沿晶断裂
3.磨损，腐蚀，断裂是机件的三种失效形式。
4.韧性断裂宏观断口：断口粗糙、呈纤维状，灰暗色。1）中、低强度钢光滑圆柱试样拉伸断口呈杯锥状。
5.宏观断口三要素：1）纤维区2)放射区3)剪切唇
6.塑性变形量越大则放射线越粗。温度降低或材料强度增加，由于塑性降低放射线由粗变细乃至消失。
7.影响断口三要素的因素：材料脆性越大，放射区越大，纤维区越小，剪切唇越小。材料尺寸越大，放射区越大，纤维区基本不变。
8.脆性断裂宏观断口：脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。
9.沿晶断裂：当晶界的强度小于屈服强度时，晶界无塑性变形，断裂呈宏观脆性
产生冰糖状断口。当晶界的强度大于屈服强度时，晶界有塑性变形，产生石状断口
10.微孔聚集型断裂断口微观特征:韧窝。
11.微孔聚集型断裂的过程：塑变过程中，位错运动遇到第二相颗粒形成位错环。切应力作用下位错环堆积.位错环移向界面，界面沿滑移面分离形成微孔。位错源重新开动，释放出新位错，不断进入微孔，使微孔长大。在外力的作用下产生缩颈（内缩颈）而断裂（纤维区），使微孔聚合，形成裂纹；裂纹尖端应力集中，产生极窄的与径向大致呈45度的剪切变形带，新的微孔就在变形带内成核、长大和聚合，与裂纹连接时，裂纹扩展。（大概说出）
12.解理断裂：指金属材料在一定条件下（如低温），当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂。
13.解理面：由于与大理石的断裂相似，所以称这种晶体学平面为解理面。
14.解理断裂过程分为三个阶段：a)塑性变形形成裂纹b)裂纹在同一晶粒内初期长大
c)裂纹越过晶界向相邻晶粒扩展
15.解理断裂的微观断口特征：1)解理台阶及河流状花样。2)舌状花样
16.准解理断裂：穿晶断裂；有小解理刻面；有台阶或撕裂棱及河流花样。
