乐领 材料力学性能学作业答案
某校力学性能试验室装有液压万能材料试验机、扭转试验机和疲劳试验机等设备，今欲测定下列材料的塑性：
1）40CrNiMo调质钢试样-拉伸 2）20Cr渗碳淬火钢试样-弯曲或扭转 3）W18Cr4V钢淬火回火试样-压缩或扭转 4）灰铸铁试样-弯曲，扭转或压缩
万能材料试验机-弯曲
扭转试验机-扭转
疲劳试验机-拉伸、压缩
今有如下工件需测定硬度，试说明 选用何种硬度试验为宜。
1)渗碳层的硬度分布 显微 2）淬火钢 洛或维或布 3）灰铸铁 布 4）硬质合金 洛或维 5）鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体 显微 6）仪表小黄铜齿轮 显微 7）龙门刨床导轨 肖氏（便携） 8）氮化层 显微 9）火车圆弹簧 布氏 10）高速钢刀具 布氏
检验以下材料的冲击韧性，哪些需要开口，哪些不需要开口？
W18Cr4v[NO] Cr12MoV[NO] 3Cr2W8V[YES] 40CrNiMo[YES] 30CrMnSi[YES] 20CrMnSiTi[YES] 铸铁［NO］
试说明低温脆性的物理本质及其影响因素？
答：
油烟机怎么清理油污物理本质：某些金属材料或合金，在试验温度低于某一温度时，由韧性状态变为脆性状态。
影响材料脆韧转变的因素有：?
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，塑性差；?
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塑性和韧性变差，材料脆性提高；?
3．显微组织，显微组织包含以下几个方面的影响：晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性，韧性。细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀，晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张，因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大，可以防止裂纹的产生；金相组织；?女办公室主任
4．温度的影响：温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程，定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。
用尽英语5．加载速度的影响：提高加载速度如同降低材料的温度，使得材料塑性变差，脆化温度升高。
6．试样形状以及尺寸的影响。
说明KI和KIC的异同。
断裂韧性指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。当KI和KIC分别代表材料使用时的应力和材料本身的特性。断裂韧度KIC是应力强度因子KI的临界值。
不同点：
KⅠ是一个力学参量，表示裂纹体中裂纹尖端的应力应变场强度的大小，它取决于外加应力、试样尺寸和裂纹形状，与材料无关；
KⅠc是材料的力学性能指标，它取决于材料的成分、组织结构等内在因素，而与外加应力及试样尺寸等外在因素无关。
相同点：KI和KIC的量纲及单位相同。
试述K判据的意义及用途
K判据：裂纹体在受力时，只要满足 ，就会发生脆性断裂；反之，即使存在裂纹也不会断裂。
意义：将材料的断裂韧度和机件的工作应力及裂纹尺寸联系起来，可用于直接设计计算。
用途：①估算裂纹体的最大承载能力；
②估算允许的裂纹尺寸a；
③选择机件材料、优化工艺等。
有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa，KIc=115MPa*m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向拉应力900MPa下工作，试计算KI及塑性区宽度R0，并判断该件是否安全？
解：由题意知穿透裂纹受到的应力为σ=900MPa
根据σ/σ0.2的值，确定裂纹断裂韧度KIC十八岁寄语是否休要修正
因为σ/σ0.2=900/1200=0.75>0.7，所以裂纹断裂韧度KIC需要修正
对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的KI为：
爱乘以无限大歌词 =（MPa*m1/2）
塑性区宽度为：
=0.004417937(m)= 2.21(mm)
比较K1与KIc：
因为K1=168.13（MPa*m1/2）
KIc=115（MPa*m1/2）
所以：K1>KIc ，裂纹会失稳扩展 , 所以该件不安全。
2. 有一轴件平行轴向工作应力150MPa，使用中发现横向疲劳脆性正断，断口分析表明有25mm深度的表面半椭圆疲劳区，根据裂纹a/c可以确定φ=1，测试材料的σ0.2=720MPa ，试估算材料的断裂韧度KIC为多少？
解： 因为σ/σ0.2=150/720=0.208<0.7，所以裂纹断裂韧度KIC不需要修正
对于无限板的中心穿透裂纹，修正后的KI为：
KIC=Yσcac1/2
对于表面半椭圆裂纹，Y=1.1/φ=1.1，所以KIC=Yσcac1/2=1.1=32.689（MPa*m1/2）
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