解释下列名词。
弹性比功：1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始型性变形前单 位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性：金属材料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，滞弹性：也就是应变落后于应力的现象。
3.循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。循环韧性:
4.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量型性变形，卸载后再同1侃加载，规定残余 伸长应力增加；包申格效应：反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.型性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。塑性：韧性：韧性：指 金属材料断裂前吸收索性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。解理台阶8. 河流花
样：
8.河流花样：河流花样 解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合，同号台阶相互汇合长大，当汇 合台阶高度足够大时，便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。
9. 解理面：9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快 速率沿一-定品体学平面产生解理面的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平 面为解理面。10.穿晶断裂：
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。穿晶断 裂沿晶断裂：沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
11.切脆转变：11 .韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功 明显下降，断裂方式由原来的韧韧脆转变性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变
1何谓拉伸断曰三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形， 由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断曰特征三要素。上述 断口三区域的 形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和 受力
状态不同而变化。
一、 解释下列名词：
二、 （1）应力状态软性系数一一材料或工件所承受的最大切应力t max和最大正 应力o max比值，即：
1
t max 0 10 3=o max 2。1 0.5（。2 +。3 ）
（2）缺曰效应——绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截 面的急剧变化，如键槽、汕孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分 可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化， 产生所谓的缺口效应。
三、 （3）缺曰敏感度一一缺口试样的抗拉强度obn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强 度ob的比值，称为缺口敏感度，B|J：
（4）布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算 而得的硬度。
四、 （5）洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表 示的硬度。
（6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承受 的试验力计算而得的硬度。
韧性断裂（7）努氏硬度——采用两个对面角不等的四棱锥金刚石压头，由试验力除以压痕投影面积 得到的硬度。
（8） 肖氏硬度一一采动载荷试验法，根据重锤I可跳高度表征的金属硬度。
（9） 里氏硬度——采动载荷试验法，根据重锤1口1跳速度表征的金属硬度。
二、说明下列力学性能指标的意义
（1）。b c——材料的抗压强度（2）。b b——材料的抗弯强度（3） t s——材料的扭 转屈
服点（4） t b——材料的抗扭强度（5）。b n——材料的抗拉强度（6） NSR——材 料的缺曰敏感度（7） HBW——压头为硬质合金球的材料的布氏硬度（8） HRA——材料的 洛氏硬度（9） HRB——材料的洛氏硬度（10） HRC——材料的洛氏硬度（11） HV——材料 的维氏硬度
七、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理，并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验 方法的优缺点。
原理布氏硬度：用钢球或硬质合金球作为压头，计算单位面积所承受的试验力。
洛氏硬度：采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度。
维氏硬度：以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，计算单位面积所承受的试验 力。
布氏硬度优点：实验时一般采用直径较大的压头球，因而所得的压痕面积比较大。压痕大的 一个优点是其硬度值能反映金属在较大范围内各组.成相得平均性能;另一个优点是实验数据 稳定，重复性强。缺点：对不同材料需更换不同直径的压头球和改变试验力，压痕直径的 测
量也较麻烦，因而用于日动检测时受到限制。
洛氏硬度优点：操作简便，迅捷，硬度值可直接读出；压痕较小，可在工件上进行试验； 采用不同标尺可测量各种软硬不同的金属和厚薄不一的试样的硬度，因而广泛用于热处理 质量检测。缺点：压痕较小，代表性差；若材料中有偏析及组织不均匀等缺陷，则所测硬 度值重复性差，分散度大；此外用不同标尺测得的硬度值彼此没有联系，不能直接比较。
维氏硬度优点：不存在布氏硬度试验时要求试验力F与压头直径D之间所规定条件的约 束，也不存在 洛氏硬度试验时不同标尺的硬度值无法统一的弊端；维氏硬度试验时不仅试 验力可以任意取，而且压痕测量的精度较高，硬度值较为准确。缺点是硬度值需要通过测 量压痕对角线长度后才能进行计算或查表，因此，工作效率比洛氏硬度法低的多。
第三章金属在冲击载荷下的力学性能
冲击韧性:材料在冲击载荷作用下吸收槊性变形功和断裂功的能力。【P57】
冲击韧性 冲击韧度：：U形缺口冲击吸收功 冲击韧度：a ku=Aku/SAKU除以冲击试样缺 口底部截面积所得之商，称为冲击韧度，（J/cm2）,反应了材料抵抗冲击载荷的能力，用aKU
表示。P57注释/P67
冲击吸收功：冲击吸收功 缺曰试样冲击弯曲试验中，摆锤冲断试样失去的位能为 mgHl-mgH2o此即为试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功，以AK表示，单位为 Jo P57/P67
低温脆性：体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及其合金，特别是工程上常 用的中、低温脆性 低强度结构钢（铁素体-珠光体钢），在试验温度低于某一温度tk时, 会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理 型，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。韧性温度储备：韧性温度储备:材料 使用温度和韧脆转变温度的差值，保证材料的低温服役行为。
二、（1） AK：冲击吸收功。含义见上面。冲击吸收功不能真正代表材料的韧脆程度，但由 于它们对材料内部组织变化十分敏感，而且冲击弯曲试验方法简便易行，被广泛采用。
AKV （CVN）： V型缺口试样冲击吸收功.AKU： U型缺口冲击吸收功.
（2） FATT50：冲击试样断口分为纤维区、放射区（结晶区）与剪切唇三部分，在不同试
验 温度下，三个区之间的相对面积不同。温度下降，纤维区面积突然减少，结晶区面积突然 增大，材料由韧变脆。通常取结晶区面积占整个断曰面积50%时的温度为t k ,并记为 50%FATT,或FATT50%, t50o （新书P61, I日书P71）或:结晶区占整个断曰面积50% 是的温度定义的韧脆转变温度.
（3） NDT:以低阶能开始上升的温度定义的韧脆转变温度，称为无塑性或零塑性转变温度。
（4） FTE:以低阶能和高阶能平均值对应的温度定义tk,记为FTE
（5） FTP:以高阶能对应的温度为tk,记为FTP
四、试说明低温脆性的物理本质及其影响因素
低温脆性的物理木质：宏观上对于那些有低温脆性现象的材料，它们的屈服强度会随温度的 降低急剧增加，而断裂强度随温度的降低而变化不大。当温度降低到某一温度时，屈服强 度增大到高于断裂强度时，在这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大，因此材料在受 力时还未发生屈服便断裂了，材料显示脆性。从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵 中运动
的阻力有关，当温度降低时，位错运动阻力增大，原子热激活能力下降，因此材料 屈服强度增加。
影响材料低温脆性的因素有：1.晶体结构：对称性低的体心立方以及密排六方金属、合 金转变温度高，材料脆性断裂趋势明显，狷性差。2.化学成分：能够使材料硬度，强度提 高的杂质或者合金元素都会引起材料规性和韧性变差，材料脆性提高。3.显微组织:① 晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑韧性。因为晶界是裂纹扩展的阻力，晶 粒细小，晶界总面积增加，晶界处塞积的位错数减力集中；同时晶界上杂质浓度减少，避 免产生沿晶脆性断裂。少，有利于降低应②金相组织：较低强度水平时强度相等而组织不 同的钢，冲击吸收功和韧脆转变温度以马氏体高温I门I火最佳，贝氏体1门1火组织次之，片状珠 光体组织最差。钢中夹杂物、碳化物等第二相质点对钢的脆性有重要影响，当其尺寸增大 时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。
第四章金属的断裂韧度
1、名词解释
低应力施断：低应力脆断：高强度、超高强度钢的机件，中低强度钢的大型、重型机件在 屈服应力以下发生的断裂。
张开型（裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的 裂纹。
张开型（I型）裂纹应力场强度因了 KI :在裂纹尖端区域各点的应力分量除了决定 于位置外，尚与强度因子KI有关，对于某一确定的点，其应力分量由KI确定，KI越 大，则应力场各点应力分量也越大，这样KI就可以表示应力场的强弱程度，称KI为 应力场强度因了。“I”表示I型裂纹。
小范围屈服：，这就称为小范围屈服。小范围屈服塑性区的尺寸较裂纹尺寸及净截面尺 寸为小时（小一个数量级以上）
有效屈服应力：裂纹在发生屈服时的应力。有效屈服应力有效裂纹长度：因裂纹尖端应力 的分布特性，裂尖前沿产生有塑性屈服区，屈服区内松弛的应力将叠加至有效裂纹长度屈 服区之外，从而使屈服区之外的应力增加，其效果相当于因裂纹长度增加ry后对裂纹尖 端应力场
的影响，经修正后的裂纹长度即为有效裂纹长度:a+ry。。判据：裂纹在受力时只 要满足裂纹扩展K判据KI N KIC ,就会发生脆性断裂.反之，即使存在裂纹，若Kip KIC也不会断裂。新P71： in 8 3
GI： I型裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值。裂纹扩展能量释放率GI判据：裂纹 扩展G判据GI N GIC，当G I满足上述条件时裂纹失稳扩展断裂。P77/P89
J积分：有两种定义或表达式：一是线积分：二是形变功率差。积分裂纹扩展J判据裂纹 扩展J判据：JI ' JIC ,只要满足上述条件，裂纹（或构件）就会断裂。
COD：裂纹张开位移。P91/P102 COD判据：8 & 8c ,当满足上述条件时，裂纹开 始扩展。P91/P103
2、 说明下列断裂韧度指标的意义及其相互关系
KIC和KC答：临界或失稳状态的K I记作KIC或KC , KIC为平面应变下的 断裂韧度，表示在平面它们都是I型裂纹的材料裂纹韧性指标，但KC值与试样厚度有 关。当试样厚度增应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。KC为平面应力断裂韧度， 表示在平面应力条件下材料抵
抗裂纹失稳扩展的能力。加，使裂纹尖端达到平面应变状态 时，断裂韧度趋于一稳定的最低值，即为KIC ,它与试样厚度无关，而是真正的材料常 数。P71/P82
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