一、填空题。
1. 材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐降低的现象称为应力松弛，材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性。
2. 按照两接触面运动方式的不同，可以将摩擦分为滚动摩擦和滑动摩擦。
3. 材料的韧性温度储备通常用符号表示，取值在2060℃ 温度范围，对于相同的材料而言，韧性温度储备越大，材料的工作温度就越高（高、低），材料就越安全（安全，不安全）。对于承受冲击载荷作用的重要机件，韧性温度储备取上限 （上限，下限）。
4. 材料的缺口越深、越尖锐，材料的缺口敏感性就越大（大、小），材料的缺口敏感度就越小（大、小），材料的对缺口就越敏感（敏感、不敏感）。
5. 拉伸缺口三要素是指纤维区、放射区 、剪切唇三个区域，低碳钢的宏观断口通常被称为杯锥状断口。
6. 按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类，则n>105，称为高周疲劳，又称为低应力疲劳；n 为102～105，称为低周疲劳，又称为高应力或应变疲劳。
7. 从对材料的形变及断裂的分析可知，在晶体结构稳定的情况下，控制强度的主要参数有三个：弹性模量 ，表面能和裂纹尺寸。
8. 在低碳钢的单向静拉伸试验中，整个拉伸过程中的变形可分为弹性变形 、屈服变形 、均匀塑性变形以及不均匀集中变形 4个阶段。
9. 疲劳断口最显著的宏观特征是_疲劳源、疲劳裂纹扩展区、瞬断区微观特征是___疲劳条带___
10. 粘着磨损的形貌特征是机件表面有大小不等的结疤，磨粒磨损的形貌特征是摩擦面上有擦伤或因明显犁皱形成的沟槽 。
二、名词解释。
1. 包申格效应。
是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形，而后再同向加载，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。
2. 解理断裂。
在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。
3. 应力状态软性系数。
任何复杂应力状态都可以用三个主应力表示。根据这三个主应力可以按“最大切应力理论”计算最大切应力，按“相当最大正应力理论”计算最大正应力，而二者的比值表示他们的相对大小，成为应力状态软性系数，记为α。
4. 低温脆性。
材料在低于时，韧性状态转变为脆性状态，冲击功明显下降，断口特征由纤维状变为结晶状、放射状；断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理的现象。称为韧（冷）脆转变温度。
5. 蓝脆。
碳钢和某些合金钢在冲击载荷或静载荷作用下，在一定温度范围内出现脆性。因为在该温度范围内加热钢时，表面氧化色为蓝色，故此现象称为蓝脆。
6. 韧性温度储备。
对于低温服役的机件，机件的最低使用温度必须高于，两者之差即为韧性温度储备，两者之差越大越安全。
7. 驻留滑移带。
在循环载荷作用下，即使循环应力未超过材料屈服强度，也会在试样表面形成循环滑移带；循环滑移带集中于某些局部区域（高应力或簿弱区）；循环滑移带很难去除，即使去除，再次循环加载时，还会在原处再现 ，即为驻留滑移带。
8. 过载持久值。
材料在高于疲劳强度的一定应力下工作，发生疲劳断裂的应力循环周次称为过载持久值。
9. 接触疲劳。
机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳损伤，导致局部产生小片或小块剥落，而使表面损伤的现象。
10. 等强温度(te)
温度升高时，晶粒强度和晶界强度都要降低， 但由于晶界上原子排列不规则，扩散容易通过晶界进行，因此，晶界强度下降较快。晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等强温度”。
三、简答题。
1. 为什么绝大多数无机材料在受到外力时没有或只有很小的塑性形变，呈脆性，但高温时易发生蠕变？
在无机材料中起作用的主要是离子键和共价键，由于两键都具有明显的方向性，滑移系少，不易发生塑性变形，以脆性为主；②晶体塑性变形重要机理：位错运动，多晶陶瓷材料一般机构复杂且点阵常数较大，形成位错能量也较大不易形成位错，在多晶陶瓷材料中，位错不仅对塑性变形有贡献，而且位错的塞积引起的微裂纹成核会导致脆性断裂；③多晶陶瓷的塑性不仅取决于塑性本身，而且受晶界影响，高温下，位错的运动加快晶界软化，促进晶粒间的滑移，使得高温下多晶陶瓷材料表现出一定塑性；④常温下陶瓷的应变非常小，几乎不存在蠕变问题， 但在高温下由于外力和热激活，形变克服一定的障碍，发生蠕变。
2. 简述格里菲斯微裂纹理论及其裂纹扩展的条件。
格里菲斯认为实际材料中总是存在许多细小的裂纹或者缺陷。在外力作用下产生应力集中现象，当应力达到一定程度时，裂纹开始扩散，导致断裂，所以断裂并不是晶体两部分同时沿整个截面被拉断，而是裂纹扩散的结果。格里菲斯从能量平衡观点出发，认为裂纹扩展的条件是，物体你储存的弹性应变的减小大于或等于开裂成两个新表面所需增加的表面能，即认为物体内储存的弹性应变能降低（或释放）就是裂纹扩散的动力，否则，裂纹不会扩散。
3. 试述低应力脆断的原因及防止方法。
低应力脆断的原因：机件存在宏观裂纹，从而使其在低于屈服应力的情况发生断裂。
预防措施：将断裂判据用于机件的设计上，在给定裂纹尺寸的情况下，确定机件允许的最大工作应力，或者当机件的工作应力确定后，根据断裂判据确定机件不发生脆性断裂时所允许的最大裂纹尺寸。
4. 提高零件的疲劳寿命主要有哪些方法？
1) 选用抗疲劳的材料，如合金钢。像锰钢之类。
2) 采用锻打锤炼的方法制造毛胚。
3) 采用热处理方法提高疲劳强度，如调质。
4) 消除零件应力集中点，如弯角处用园角过渡，孔边做成园角。回火应注意的事项：1.
一般零件尽量不用中温回火，以防止回火淬性。2.时效一般只用于高合金钢，对碳钢，低合金钢不适用。
3.高温回火可消除残余奥氏体，但不能保证高硬度，而低温回火可保证高硬度，但不能消除更多的残余奥氏体，故精密件需冷处理、回火。
5. 金属材料在高温下的变形与断裂机制和常温比较有什么不同？
1) 变形机制：高温下的蠕变变形主要是通过位错滑移、原子扩散等机理进行的。常温下，若滑移面上的位错运动受阻产生塞积，滑移便不能继续进行，只有在更大的切应力作用下，才能使位错重新运动和增殖。
但在高温下，位错可借助外界提供的热激活能和空位扩散来克服某些短程阻碍。扩散蠕变，是由于在高温条件下大量原子和空位定向移动。此外，高温下，由于晶界上的原子容易扩散，受力后易产生滑动，促进蠕变变形，这就是晶界滑动蠕变。
2) 断裂机制：金属材料在长时高温下的断裂，大多为沿晶断裂，这是由于晶界滑动在晶界上形成裂纹并逐渐扩展而引起的。高温下，裂纹出现在晶界上的突起部位和细小的第二相质点附近，由于晶界滑动而产生空洞，最终导致沿晶断裂。
四、计算题。
1.有一材料，模量e＝200gpa, 单位面积的表面能γs＝8 j/m2, 试计算在70mpa的拉应力作用下，该裂纹的临界裂纹长度？若该材料裂纹尖端的变形塑性功γp＝400 j/m2，该裂纹的临界裂纹长度又为多少？
（利用格里菲斯公式和奥罗万修正公式计算）
根据格里菲斯公式。
裂纹长度=根据奥罗万修正公式。
裂纹长度=2.某一压力容器的层板上有一长度为2a=42mm的横向穿透裂纹（y=π1/2 ），容器每次升压和降压交变应力幅 =100mpa，通过计算知道该容器允许的临界裂纹长度2ac =225mm。设该容器钢材的疲劳裂纹扩展速率符合paris公式，且参数c=2×10-10 ，n=3，试估算该容器的疲劳寿命。
根据paris公式。
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