第一章1.2.彈性形變可逆，塑性形變不可逆。
3.彈性模量即等於彈性應力，即彈性模量是產生百分之百彈性變形所需的應力。工程上的彈性模量被稱為材料的剛度，表徵金屬材料對彈性變形的抗力，其值越大，則在相同應力下產生的彈性變形就越小。
習題3.金屬的彈性模量主要取決於什麼?為什麼說它是乙個對結構不敏感的力學姓能?
答案：金屬的彈性模量主要取決於金屬鍵的本性和原子間的結合力，而材料的成分和組織對它的影響不大，所以說它是乙個對組織不敏感的效能指標，這是彈性模量在效能上的主要特點。改變材料的成分和組織會對材料的強度(如屈服強度、抗拉強度)有顯著影響，但對材料的剛度影響不大。
4.彈性比功表示金屬材料吸收彈性變形功的能力。一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。一般用提高彈性極限來提高彈性比功。
5.在彈性範圍內快速載入或解除安裝後，隨時間延長產生附加彈性應變的現象，稱為滯彈性。
6.金屬材料在交變載荷（振動）下吸收不可逆變形功的能力，稱為金屬的迴圈韌性，也成為金屬的內耗。
7.金屬材料經過預先載入產生少量塑性變形，解除安裝後再同向載入，規定殘餘伸長應力增加；反向載入，規定殘餘伸長應力降低的現象，稱為包申格效應。
8.常見的塑性變形形式主要為滑移和孿生。
9.呈現屈服現象的金屬材料拉伸時，試樣在外力不增加仍能繼續伸長時的應力稱為屈服點。試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力稱為上屈服點。
當不計初始瞬時效應（指在屈服過程中試驗力第一次發生下降）時屈服階段中的最小應力稱為下屈服點。屈服伸長對應的水平線段或曲折線段稱為屈服平台或屈服齒。
10.與屈服現象有關的因素：
1）材料變形前可動位錯密度很小
2）隨塑性變形發生，位錯能快速增殖
3)位錯運動速率與外加應力有強烈依存關係。
11.影響屈服強度的內在因素
1）金屬本性及晶格型別
2）晶粒大小和亞結構【位錯運動】
3）溶質元素【固溶強化】
4）第二相【瀰散強化】
12.應變硬化：金屬材料的一種組織繼續塑性變形的能力。應變硬化是位錯增殖、運動受阻所致。
13.14.韌性斷裂：金屬材料斷裂前產生明顯巨集觀塑性變形的斷裂。斷裂面一般平行於最大切應力並與主應力成45°角。斷口成纖維狀，灰暗色。
15.脆性斷裂：突然發生的斷裂，斷裂前基本上不發生塑性變形，沒有明顯徵兆。斷裂面一般與正應力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結晶狀。
習題10.韌性斷裂與脆性斷裂的區別。為什麼脆性斷裂更加危險？
韌性斷裂：是斷裂前產生明顯巨集觀塑性變形的斷裂
特徵：斷裂面一般平行於最大切應力與主應力成45度角。
斷口成纖維狀（塑變中微裂紋擴充套件和連線），灰暗色（反光能力弱）。
斷口三要素：纖維區、放射區、剪下唇這三個區域的比例關係與材料韌斷效能有關。
塑性好，放射線粗大。塑性差，放射線變細乃至消失。
脆性斷裂：斷裂前基本不發生塑性變形的，突發的斷裂。
特徵：斷裂面與正應力垂直，斷口平齊而光滑，呈放射狀或結晶狀。注意：脆性斷裂也產生微量塑性變形。
斷面收縮率小於5％為脆性斷裂，大於5％為韌性斷裂。
韌性斷裂是金屬材料斷裂前產生明顯的巨集觀塑性變形的斷裂，這種斷裂有乙個緩慢的撕裂過程，在裂紋擴充套件過程中不斷地消耗能量；而脆性斷裂是突然發生的斷裂，斷裂前基本上不發生塑性變形，沒有明顯徵兆，因而危害性很大。
16.斷口三要素：纖維區，放射區，剪下唇
17.韌斷:塑變，緩慢。脆斷：無塑變，快速
18.斷裂分類：
1）韌斷與脆斷
2）穿晶斷裂與沿晶斷裂
3）純剪下斷裂與微口聚集型斷裂、解理斷裂。
習題11.剪下斷裂與解理斷裂都是穿晶斷裂，為什麼斷裂性質完全不同？【p23】
答：剪下斷裂是在切應力作用下沿滑移面分離而造成的滑移面分離，一般是韌性斷裂，而解理斷裂是在正應力作用以極快的速率沿一定晶體學平面產生的穿晶斷裂，解理斷裂通常是脆性斷裂。
19.剪下斷裂為韌斷。
20.解理斷裂是沿特定介面發生的脆性穿晶斷裂，基本微觀特徵：解理台階、河流花樣（判斷是否為解理斷裂的重要依據）、舌狀花樣。
21.韌窩是微口聚集型斷裂的基本特徵。分為等軸韌窩、拉長韌窩、撕裂韌窩。
第二章1、壓縮試驗的特點：
1）應力狀態軟性係數α＝2 ，應力狀態較軟，材料易產生塑性變形。主要測定拉伸時呈脆性的金屬材料在塑性狀態下的力學行為。
2）拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發生壓縮變形而不會斷裂。
2、彎曲試驗的特點
1）彎曲試驗的試樣形狀簡單，操作方便。
2）彎曲試驗時不存在試樣偏斜對試驗結果的影響，可用試樣彎曲的撓度顯示材料的塑性。3）彎曲試驗時，試樣的表面應力最大，可較靈敏地反映材料的表面缺陷。
3、扭轉試驗的特點
1）扭轉的應力狀態軟性係數α＝0.8，比拉伸大，易顯示金屬的塑性行為。
2）圓形試樣扭轉時，整個長度上塑性變形是均勻的，沒有縮頸現象。所以能反映高塑性材料直至斷裂前的變形能力和強度。
3）能較敏感地反映出金屬表面缺陷及表面硬化層的效能。4）扭轉試驗是測定大部分材料切斷強度最可靠的方法。
4、缺口效應：
1)引起應力集中，對於脆性或低塑性材料，使其抗拉強度降低
2）使塑性材料強度增高，塑性降低。
5、硬度試驗方法分類
1）彈性回跳法：如肖氏硬度，表示金屬彈性變形功的大小。
2）壓入法：如布氏、洛氏、維氏硬度等，表示金屬塑性變形抗力及應變硬化能力。
3）劃痕法：如莫氏硬度，表示金屬對切斷的抗力。
6、布氏硬度試驗的特點：
優點：1）壓痕面積較大，能反映金屬在較大範圍內各組成相的平均效能，而不受個別相及微小不均勻性的影響
2）試驗資料穩定，重複性強
缺點：1）布氏硬度試驗對不同材料需更換不同直徑的壓頭球和改變試驗力，壓痕直徑的測量也比較麻煩，因而自動檢測受到限制。
2）壓痕較大時不宜在成品上進行試驗
7、洛氏硬度試驗特點：
優點：1）操作簡便迅速，硬度值可直接讀出；
2）壓痕較小，可直接在工件上進行試驗；
3）採用不同標尺，適用範圍廣，可廣泛用於熱處理質量的檢驗；
缺點：1）由於壓痕小，代表性差
2）重複性差，資料分散度大
3）用不同標尺的硬度值彼此不能直接進行比較。
8、維氏硬度試驗的特點
優點：維氏硬度試驗力可任意選取，壓痕測量精度較高，硬度值較為精確；
缺點：維氏硬度值需通過測量壓痕對角線長度後才能計算或查表，工作效率較低。
9.缺口敏感度:試樣的抗拉強度與等截面尺寸光滑試樣的抗拉強度的比值。比值越大，缺口敏感性越小，越容易發生塑性變形。
習題8.今有如下零件和材料需要測定硬度，試說明選擇何種硬度實驗方法為宜。
（1）滲碳層的硬度分布：維氏
（2）淬火鋼：洛氏
（3）灰鑄鐵：布氏
（4）鑑別鋼中的隱晶馬氏體和殘餘奧氏體：維氏
（5）儀表小黃銅齒輪：維氏
（6）龍門刨床導軌：黎克特制、肖氏
（7）滲氮層：維氏
（8）高速鋼刀具：洛氏
（9）退火態低碳鋼：洛氏
（10）硬質合金：布氏
第三章1、衝擊韌性：材料在衝擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。
常用標準試樣的衝擊吸收功ak表示。
2、衝擊韌度：u形缺口的衝擊吸收功aku除以試樣缺口底部截面積之商。
3、當試驗溫度低於某一溫度tk時，材料由韌性狀態變為脆性狀態，衝擊吸收功明顯下降，
斷裂機理由微孔聚集型變為穿晶解理型，斷口特徵由纖維狀變為結晶狀，這即低溫脆性，轉變溫度tk稱為韌脆轉變溫度，亦稱冷脆轉變溫度。(低碳鋼—體心立方體—有低溫脆性；奧氏體鋼—麵心立方體—無低溫脆性)
第四章1、裂紋擴充套件的基本形式
實際裂紋的擴充套件往往是上述三種型形式的組合，i型裂紋最危險，易引起脆性斷裂
2、由應力分量表示式可知，裂紋尖端區域各點的應力分量與其位置(r,θ)以及ki有關。而對於某一確定的點（r,θ），其應力分量由ki決定，因此ki越大，則應力場各個應力分量越大，即ki可以反映應力場的強弱程度，故稱ki為應力場強度因子。對於ⅱ、ⅲ型裂紋，
則分別為kⅱ、kⅲ。
3、斷裂韌度kic—當ki增大到某個臨界值，裂紋便失穩擴充套件而導致材料斷裂。這個臨界或失穩狀態的ki值記作kic或kc ，即為斷裂韌度，它反映了材料抵抗裂紋失穩擴充套件即抵抗脆斷的能力，是材料的力學效能指標之一。（一般：
kic—平面應變下的斷裂韌度 kc —平面應力下的斷裂韌度）
4、影響斷裂韌度kic的因素：
材料成分、組織：1）化學成分的影響2）基體相結構和晶粒大小的影響
3）雜質及第二相的影響4）纖維組織的影響
外界因素;1)溫度2）應變速率
5、計算題
習題3、試述低應力脆斷的原因及防止方法。
答：低應力脆斷的原因：在材料的生產、機件的加工和使用過程中產生不可避免的巨集觀裂紋，從而使機件在低於屈服應力的情況發生斷裂。
預防措施：將斷裂判據用於機件的設計上，在給定裂紋尺寸的情況下，確定機件允許的最大工作應力，或者當機件的工作應力確定後，根據斷裂判據確定機件不發生脆性斷裂時所允許的最大裂紋尺寸
第五章1、變動載荷：載荷大小、甚至方向均隨時間變化的載荷。
2、金屬機件或構件在變動載荷和應變長期作用下，由於累積損傷而引起的斷裂現象稱為疲
勞。按斷裂壽命和應力高低不同分類
1）高周疲勞：nf > 105 ；σ<σs 亦稱低應力疲勞。
2）低周疲勞：nf = 102—105 ；σ≥σs 亦稱高應力疲勞或應變疲勞。
3、疲勞破壞的特點：
1）疲勞是低應力迴圈延時斷裂，即具有壽命的斷裂，斷裂壽命隨應力不同而變化。
2）不論是韌性材料，還是脆性材料，疲勞斷裂均是脆性斷裂。
3）疲勞對缺陷十分敏感，由於疲勞破壞是從區域性開始的，故對缺陷具有高度的選擇性。
4、典型的疲勞斷口按照斷裂過程可分為三個區域，疲勞源、疲勞區和瞬斷區
1、疲勞源（或稱疲勞核心），疲勞裂紋萌生的策源地，一般總是產生在構件表面層的區域性應力集中處。 疲勞源區光亮度最大，在斷口上常能看到乙個明顯的亮斑。源區光亮度↑；相鄰疲勞區越大；貝紋線越多越密者→疲勞源越先產生。
2、疲勞區是疲勞裂紋亞穩擴充套件所形成的斷口區域。巨集觀特徵：斷口比較光滑並分布有貝紋線（由載荷變動引起）或海灘波紋狀花樣。
貝紋線凹側指向疲勞源，凸側指向裂紋擴充套件方向。
3、瞬斷區是疲勞裂紋達到臨界尺寸後發生失穩快速擴充套件所形成的斷口區域。其斷口比疲勞區粗糙，巨集觀特徵同靜載荷下的斷口一樣，脆性材料為結晶狀斷口；若為韌性材料， 則在中間平面應變區為放射狀或人字紋斷口，邊緣平面應力區出現剪下唇。
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