第一篇：機(jī)械刀片材料應(yīng)用性能（精選）

機(jī)械刀片材料應(yīng)用性能

1、高的硬度和耐磨性

硬度是機(jī)械刀片材料應(yīng)具備的基本特性。機(jī)械刀片要從工件上切下切屑，其硬度必須比工件材料的硬度大。切削金屬所用機(jī)械刀片的切削刃硬度，一般都在60HRC以上。耐磨性是材料抵抗磨損的能力。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械刀片 材料的硬度越高，其耐磨性就越好。組織中的硬質(zhì)點(diǎn)(碳化物、氮化物等)的硬度越高，數(shù)量越多，顆粒越小，分 布越均勻，則耐磨性越好。耐磨性還與材料的化學(xué)成分、強(qiáng)度、顯微組織及摩擦區(qū)的溫度有關(guān)?？捎霉奖硎静?料的耐磨性WR: WR=KICO.5E-0.8H1.43式中:日一一材料硬度(GPa)e硬度愈高，耐磨性愈好。

2、足夠的強(qiáng)度和韌性

要使機(jī)械刀片在承受很大壓力，以及在切削過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)的沖擊和振動(dòng)條件下工作，而不產(chǎn)生崩刃和折斷，機(jī) 械刀片材料就必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性。

3、高的耐熱性(熱穩(wěn)定性)

耐熱性是衡量機(jī)械刀片材料切削性能的主要標(biāo)志。它是指機(jī)械刀片材料在高溫條件下保持一定的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的性能。

機(jī)械刀片材料還應(yīng)具有在高溫下抗氧化的能力以及良好的抗粘結(jié)和抗擴(kuò)散的能力，即擔(dān)衛(wèi)藝材料應(yīng)具有良好的 化學(xué)穩(wěn)定性。

4、良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能

機(jī)械刀片材料的導(dǎo)熱性愈好，切削熱愈容易從切削區(qū)散走，有利于降低切削溫度。機(jī)械刀片在斷續(xù)切削或使用切削液時(shí)，常常受到很大的熱沖擊(溫度變化劇烈)，因而機(jī)械刀片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生裂紋 而導(dǎo)致斷裂。機(jī)械刀片材料抵抗熱沖擊的能力可用耐熱沖擊系數(shù)只表示，R的定義是為:R=入ab(1-u)/Ea

式中:入一一導(dǎo)熱系數(shù);

ab一一抗拉強(qiáng)度;

目一一寧白松比;

E一一彈性模量;

a一一熱膨脹系數(shù)。

導(dǎo)熱系數(shù)大，使熱量容易散走，降低機(jī)械刀片表面的溫度梯度;熱膨脹系數(shù)小，可減少熱變形;彈性模量小，可 以降低因熱變形而產(chǎn)生的交變應(yīng)力的幅度;有利于材料耐熱沖擊性能的提高。耐熱沖擊性能好的機(jī)械刀片材料，在 切削加工時(shí)可以使用切削液。

5、良好的工藝性能

為了便于機(jī)械刀片的制造，要求機(jī)械刀片材料具有良好的工藝性能，如鍛造性能、熱處理性能、高溫塑性變 形性能、磨削加工性能等。

6、經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是機(jī)械刀片材料的重要指標(biāo)之一，優(yōu)質(zhì)機(jī)械刀片材料雖然單件機(jī)械刀片成本很高，但因其使用壽命長(zhǎng)，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件的成本則不一定很高。因此在選用機(jī)械刀片材料時(shí)要綜合考慮其經(jīng)濟(jì)效果

第二篇：各種性能混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用

各種性能混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用

摘要： 對(duì)混凝土（高性能混凝土、活性微粉混凝土、低強(qiáng)混凝土、輕質(zhì)混凝土、鋼纖維混凝土、自密實(shí)混凝土、智能混凝土等）以及混凝土增強(qiáng)材料(非金屬配筋、新型預(yù)應(yīng)力鋼棒等)近年的應(yīng)用與發(fā)展，作了簡(jiǎn)要的論述.關(guān)鍵詞： 結(jié)構(gòu)材料 混凝土

混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料，我國(guó)每年混凝土用量約10億m3，鋼筋用量約2500萬(wàn)t，規(guī)模之大，耗資之巨，居世界前列?？梢灶A(yù)見(jiàn)，鋼筋混凝土仍將是我國(guó)在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的一種重要的工程結(jié)構(gòu)材料，物質(zhì)是基礎(chǔ)，材料的發(fā)展，必將對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、施工技術(shù)、試驗(yàn)技術(shù)以至維護(hù)管理起著決定性的作用。本文對(duì)構(gòu)成鋼筋混凝土的主要材料--混凝土及其增強(qiáng)材料的應(yīng)用與發(fā)展，從工程應(yīng)用角度作簡(jiǎn)要介紹?；炷?/p>

組成鋼筋混凝土主要材料之一的混凝土的發(fā)展方向是高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久（抗磨損、抗凍融、抗?jié)B）、抗災(zāi)（地震、風(fēng)、火〕、抗爆等。1.1 高性能混凝土（high performance concrete，HPC）HPC是近年來(lái)混凝土材料發(fā)展的一個(gè)重要方向，所謂高性能：是指混凝上具有高強(qiáng)度、高耐久性、高流動(dòng)性等多方面的優(yōu)越性能。從強(qiáng)度而言，抗壓強(qiáng)度大于C50的混凝土即屬于高強(qiáng)混凝土，提高混凝土的強(qiáng)度是發(fā)展高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)的重要措施。采用高強(qiáng)混凝土，可以減小截面尺寸，減輕自重，因而可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，而且，高強(qiáng)混凝土一般也具有良好的耐久性。我國(guó)己制成C100的混凝土。已有文獻(xiàn)報(bào)道1)，國(guó)外在試驗(yàn)室高溫、高壓的條件下，水泥石的強(qiáng)度達(dá)到662MPa（抗壓）及64.7MPa（抗拉）。在實(shí)際工程中，美國(guó)西雅圖雙聯(lián)廣場(chǎng)泵送混凝土56 d抗壓強(qiáng)度達(dá)133.5MPa。

在我國(guó)為提高溫凝土強(qiáng)度采用的主要措施有[1]：(1)合理利用高效減水劑，采用優(yōu)質(zhì)骨料、優(yōu)質(zhì)水泥，利用優(yōu)質(zhì)摻合料,如優(yōu)質(zhì)磨細(xì)粉煤灰、硅灰、天然沸石或超細(xì)礦渣。采用高效減水劑以降低水灰比是獲得高強(qiáng)及高流動(dòng)性混凝土的主要技術(shù)措施；(2)采用525,625,725號(hào)的硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥及相應(yīng)的外加劑，這是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院制備高性能混凝土的主要技術(shù)措施；(3)以礦渣、堿組分及骨料制備堿礦渣高強(qiáng)度混凝土，這是重慶建筑大學(xué)在引進(jìn)前蘇聯(lián)研究成果的基礎(chǔ)上提出的研制高強(qiáng)混凝土的技術(shù)措施；(4)交通部天津港灣工程研究所采用復(fù)合高效減水劑，用525號(hào)水泥320kg／m3，水灰比0.43，和425號(hào)水泥480kg／m3，水灰比0.32，在試驗(yàn)室中制成了抗壓強(qiáng)度分別為68MPa和65MPa的高強(qiáng)混凝土。

文獻(xiàn)[2]報(bào)告了采用某些金屬礦石粗骨料如赤鐵礦石、鈦鐵礦石等，可以比用普通石料作粗骨料獲得強(qiáng)度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。

高強(qiáng)混凝土具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能及良好的耐久性，其主要缺點(diǎn)是延性較差。而在高強(qiáng)混凝土中加入適量鋼纖維后制成的纖維增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土，其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度均有提高，其韌性（延性）和抗疲勞、抗沖擊等性能則能有大幅度提高。此外，在高層建筑的高強(qiáng)混凝土柱中，也可采用X形配筋、勁性鋼筋或鋼管混凝土等結(jié)構(gòu)方面 的措施來(lái)改善高強(qiáng)混凝土柱的延性和抗震性能[3]。

1.2 活性微粉混凝土（reactive powder concrete，RPC）[4]

RPC是一種超高強(qiáng)的混凝土，其立方體抗壓強(qiáng)度可達(dá)200-800MPa，抗拉強(qiáng)度可達(dá)25～150MPa，斷裂能可達(dá)30KJ／m2，單位體積質(zhì)量為2.5-3.0t／m3。制成這種混凝土的主要措施是：（1）減小顆粒的最大尺寸，改善混凝土的均勻性；（2）使用微粉及極微粉材料，以達(dá)到最優(yōu)堆積密度（packing density）；（3）減少混凝土用水量，使非水化水泥顆粒作為填料，以增大堆積密度；（4）增放鋼纖維以改善其延性；（5）在硬化過(guò)程中加壓及加溫，使其達(dá)到很高的強(qiáng)度。

普通混凝土的級(jí)配曲線是連續(xù)的，而RPC的級(jí)配曲線是不連續(xù)的臺(tái)階形曲線，其骨料粒徑很小，接近于水泥顆粒的尺寸。RPC的水灰比可低到0.15，需加入大量的超塑化劑，以改善其工作度。RPC的價(jià)格比常用混凝土稍高，但大大低于鋼材，可將其設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)或薄壁的結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)大建筑使用的自由度。在加拿大Sherbrook已設(shè)計(jì)建造了一座跨度為60m、高3.47m的B200級(jí)RPC的人行-摩托車(chē)用預(yù)應(yīng)力桁架橋。

1.3低強(qiáng)混凝土[4]

美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)（AC1）229委員會(huì)，提出了在配料、運(yùn)送、澆筑方面可控制的低強(qiáng)混凝土，其抗壓強(qiáng)度為8MPa或更低。這種材料可用于基礎(chǔ)、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下構(gòu)造，在一些特定情況下，可用其調(diào)整混凝土的相對(duì)密度、工 作度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等性能指標(biāo)，而且不易產(chǎn)生收縮裂縫。荷蘭一座隧洞工程中曾采用了低強(qiáng)度砂漿（1ow-strength mortar，LSM〕，其組分為：水泥150kg／m3，砂；1080kg／m3，水570kg／m3，超塑化劑6kg／m3，膨潤(rùn)土35kg／m3，所制成的LSM的抗壓強(qiáng)度為3.5MPa，彈性模量低于500Mpa。LSM制成的隧洞封閉塊，比常規(guī)的土壤穩(wěn)定法節(jié)約造價(jià)50％，故這種混凝土可望在軟土工程中得到發(fā)展應(yīng)用。

1.4輕質(zhì)混凝土[5]

利用天然輕骨料（如浮石、凝灰?guī)r等）、工業(yè)廢料輕骨料（如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造輕骨料（頁(yè)巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等）制成的輕質(zhì)混凝土具有密度較小、相對(duì)強(qiáng)度高以及保溫、抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)利用工業(yè)廢渣如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉煤灰等制備輕質(zhì)混凝土，可降低混凝土的生產(chǎn)成本，并變廢為用，減少城市或廠區(qū)的污染，減少堆積廢料占用的土地，對(duì)環(huán)境保護(hù)也是有利的。

1.5纖維增強(qiáng)混凝土[6]

為了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺點(diǎn)，在混凝土中摻加纖維以改善混凝土性能的研究，發(fā)展得相當(dāng)迅速。目前研究較多的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維混凝土等。

在承重結(jié)構(gòu)中，發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的是鋼纖維混凝土。而鋼纖維主要有用于土木建筑工程的碳素鋼纖維和用于耐火材料工業(yè)中的 不銹鋼纖維。用于土木建筑工程的鋼纖維主要有以下幾種生產(chǎn)方法：（1）鋼絲切斷法；（2）薄板剪切法；（3）鋼錠（厚板）銑削法；（4）熔鋼抽絲法。當(dāng)纖維長(zhǎng)度及長(zhǎng)徑比在常用范圍，纖維摻量在1％到2％（體積分?jǐn)?shù)，本文中的摻量均指體積分?jǐn)?shù)）的范圍內(nèi)，與基體混凝土相比，鋼纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度可提高40％~80％，抗彎強(qiáng)度提高50％~120％，抗剪強(qiáng)度提高50％~100％，抗壓強(qiáng)度提高較小，在0~25％之間，彈性階段的變形與基體混凝土性能相比沒(méi)有顯著差別，但可大幅度提高衡量鋼纖維混凝土塑性變形性能的韌性。

中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)于1992年批準(zhǔn)頒布了由大連理工大學(xué)等單位編制的《鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（CECS 38：92），對(duì)推廣鋼纖維混凝土的應(yīng)用起到了重要作用。

鋼纖維混凝土采用常規(guī)的施工技術(shù)，其鋼纖維摻量一般為0.6％～2.0％。再高的摻量，將容易使鋼纖維在施工攪拌過(guò)程中結(jié)團(tuán)成球，影響鋼纖維混凝土的質(zhì)量。但是國(guó)內(nèi)外正在研究一種鋼纖維摻量達(dá)5％～27%的簡(jiǎn)稱(chēng)為SIFCON的砂漿滲澆鋼纖維混凝土，其施工技術(shù)不同于一般的攪拌澆筑成型的鋼纖維混凝土，它是先將鋼纖維松散填放在模具內(nèi)，然后灌注水泥漿或砂漿，使其硬化成型。SIFCON與普通鋼纖維混凝土相比，其特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度比基體材料有大幅度提高，可達(dá)100~200MPa，其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度以及延性、韌性等也比普通摻量的鋼纖維混凝土有更大的提高[7]。

另一種名為砂漿滲澆鋼纖維網(wǎng)混凝土（SIMCON）的施工方法與SIFCON的基本相同，只是預(yù)先填置在模具內(nèi)的不是亂向分布的鋼纖 維，而是鋼纖維網(wǎng)，制成的產(chǎn)品中，其纖維摻量一般為4％~6％，試驗(yàn)表明，SIMCON可用較低的鋼纖維摻量而獲得與SIFCON相同的強(qiáng)度和韌性，從而取得比SIFCON節(jié)約材料和造價(jià)的效果。

雖然SIFCON或SIMCON力學(xué)性能優(yōu)良，但由于其鋼纖維用量大、一次性投資高，施工工藝特殊，因此它們只是在必要時(shí)用于某些特殊的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的局部，如火箭發(fā)射臺(tái)和高速公路的搶修等。

在砂漿中鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)及網(wǎng)與網(wǎng)之間的骨架鋼筋（簡(jiǎn)稱(chēng)鋼絲網(wǎng)水泥）所做成的薄壁結(jié)構(gòu)，具有良好的抗裂能力和變形能力，在國(guó)內(nèi)外造船、水利、建筑工程中應(yīng)用較為廣泛。近年來(lái)，在鋼絲網(wǎng)水泥中又摻人鋼纖維來(lái)建造公路路面、漁船、農(nóng)船等，取得了更好的雙重增韌、增強(qiáng)效果。

1.6自密實(shí)混凝土（self-compacting concrete）

自密實(shí)混凝土不需機(jī)械振搗，而是依靠自重使混凝土密實(shí)?；炷恋牧鲃?dòng)度雖然高，但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有[4]：（1）粗骨料的體積為固體混凝土體積的50％；（2）細(xì)骨料的體積為砂漿體積的40%；（3）水灰比為0.9-1.0；（4）進(jìn)行流動(dòng)性試驗(yàn)，確定超塑化劑用量及最終的水灰比，使材料獲得最優(yōu)的組成。

這種混凝土的優(yōu)點(diǎn)有：在施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)振動(dòng)噪音；可進(jìn)行夜間施工，不擾民；對(duì)工人健康無(wú)害；混凝土質(zhì)量均勻、耐久；鋼筋布置較密或構(gòu)件體型復(fù)雜時(shí)也易于澆筑；施工速度快，現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)量小。

1.7智能混凝土（smart concrete）[4]

利用混凝土組成的改變，可克服混凝土的某些不利性質(zhì)，例如： 高強(qiáng)混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之類(lèi)的活性材料，硬化后的混凝土密實(shí)度好，但高強(qiáng)混凝土在硬化早期階段，具有明顯的自主收縮和孔隙率較高，易于開(kāi)裂等缺點(diǎn)。解決這些問(wèn)題的一個(gè)方法是，用摻量為25％的預(yù)濕輕骨料來(lái)替換骨料，從而在混凝土內(nèi)部形成一個(gè)“蓄水器”，使混凝土得到持續(xù)的潮濕養(yǎng)護(hù)。這種加入“預(yù)濕骨料”的方法，可使混凝土的自生收縮大為降低，減少了微細(xì)裂縫。高強(qiáng)混凝土的另一問(wèn)題是良好的密實(shí)性所引起的防火能力降低．這是因?yàn)樵诟邷兀ɑ馂?zāi)〕時(shí)，砂漿中的自由水和化學(xué)結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樗畾?，但卻不能從密實(shí)的混凝土中逸出，從而形成氣壓，導(dǎo)致柱子保護(hù)層剝落，嚴(yán)重降低了柱的承載力，解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是，在每方混凝土中加2kg聚丙烯纖維，在高溫（火災(zāi)）時(shí)，纖維熔化，形成了能使水氣從邊界區(qū)逸出的通道，減小了氣壓，從而防止柱的保護(hù)層剝落。

1.8預(yù)填骨料升漿混凝土1）

國(guó)內(nèi)在大連中遠(yuǎn)60000t船塢工程中，因地質(zhì)條件復(fù)雜，船塢底板首次采用了坐落于基巖上的預(yù)填骨料升漿混凝土，即用密度較大的厚4~5m的鐵礦石作為預(yù)填骨料，礦石層下再鋪設(shè)1m厚的石灰石塊石。礦石層上是厚60～80cm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板在預(yù)填骨料層中布置壓漿孔注入砂漿，形成預(yù)填骨料升漿混凝土。采取這種工藝，縮短了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.9碾壓混凝土[8]

碾壓混凝土近年發(fā)展較快，可用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)（如水工大壩、大型基礎(chǔ)）、工業(yè)廠房地面、公路路面及機(jī)場(chǎng)道面等。用于大體 積混凝土的碾壓混凝土的澆筑機(jī)具與普通混凝土不同，其平整使用推土機(jī)，振實(shí)用碾壓機(jī)，層間處理用刷毛機(jī)，切縫用切縫機(jī)，整個(gè)施工過(guò)程的機(jī)械化程度高，施工效率高，勞動(dòng)條件好，可大量摻用粉煤灰，與普通棍凝土相比，澆筑工期可縮短1／3~1/2，用水量可減少20％，水泥用量可減少30％~60％。碾壓混凝土的層間抗剪性能是修建混凝土高壩的關(guān)鍵問(wèn)題，國(guó)內(nèi)大連理工大學(xué)等單位曾開(kāi)展這方面的研究工作。在公路、工業(yè)廠房地面等大面積混凝土工程中，采用碾壓混凝土，或者在碾壓混凝土中再加入鋼纖縫，成為鋼纖維碾壓混凝土，則其力學(xué)性能及耐久性還可進(jìn)一步改善。

1.10再生骨料混凝土

新中國(guó)建國(guó)至今己逾50年，建國(guó)前后修建的不少混凝土結(jié)構(gòu)，因老化或隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需拆除重建，其拆除量十分巨大，在拆除的混凝土中，約有一半是粗骨料，應(yīng)該考慮如何使之再生利用。以減少環(huán)境垃圾，變廢為用。文獻(xiàn)[4]報(bào)道，在荷蘭的德?tīng)柗蛱兀粋€(gè)272所住宅的方案中，所有的混凝土墻均利用了再生骨料，該方案下一步的計(jì)劃，是在混凝土樓板中也利用再生骨料。當(dāng)然，在利用這些再生骨料時(shí)，需對(duì)這種餛凝土的性能進(jìn)行試驗(yàn)，例如，文獻(xiàn)[9]報(bào)道了有關(guān)再生輕質(zhì)混凝土收縮和徐變較為顯著的試驗(yàn)成果，值得重視。配筋及增強(qiáng)材料 2.1纖維筋[6]

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋材料，主要是鋼筋最近在國(guó)際上研究較多的是樹(shù)脂粘結(jié)的纖維筋（fiber reinforced plastics，F(xiàn)RP）作餛 凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的非金屬配筋，常用的纖維筋有樹(shù)脂粘結(jié)的碳纖維筋（GFRP）、玻璃纖維筋（GFRP）及芳綸纖維筋（AFRP）國(guó)外研究指出，這幾種纖維筋的強(qiáng)度都很高，只是玻璃纖維筋的抗堿化性能較差。纖維筋的突出優(yōu)點(diǎn)是抗腐蝕、高強(qiáng)度，此外，還具有良好的抗疲勞性能、大的彈性變形能力、高電阻及低磁導(dǎo)性，其缺點(diǎn)是斷裂應(yīng)變性能較差、較脆、徐變（松弛）值較大，熱膨脹系數(shù)較大。

國(guó)外已有日本、德國(guó)、荷蘭等國(guó)將纖維筋用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋，包括體外預(yù)應(yīng)力橋的實(shí)例[4]。

2.2雙鋼筋[1]

為了減小裂縫寬度和構(gòu)件的變形，國(guó)內(nèi)在一些工程中，采用焊成梯格形的雙鋼筋，在構(gòu)件內(nèi)平放或豎放布置。

2.3冷軋變形鋼筋[1]

為了節(jié)約鋼材用量，國(guó)內(nèi)引進(jìn)國(guó)外設(shè)備或自制設(shè)備，用光圓鋼筋，經(jīng)過(guò)冷軋，軋成帶肋的直徑小于母材直徑的鋼筋，稱(chēng)為冷軋帶肋鋼筋。另一種類(lèi)似的鋼筋，是用I級(jí)光圓用筋冷軋扭轉(zhuǎn)成型，稱(chēng)為冷軋變形用筋或冷軋扭鋼筋。這兩種冷軋鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（極限抗拉強(qiáng)度）及設(shè)計(jì)值都比母材大大提高，與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度也得到提高，但直徑較小。它們主要用作板式構(gòu)件的受力鋼筋或梁、柱構(gòu)件的箍筋或作預(yù)應(yīng)力筋。由于強(qiáng)度提高，可以節(jié)約材料用量，獲得經(jīng)濟(jì)效益。這兩種鋼筋，國(guó)內(nèi)己制訂了規(guī)程。為將這種小直徑鋼筋的用途擴(kuò)展至梁、柱的受力鋼筋，也可采用雙筋或三筋的并筋，但需適當(dāng)增大其錨固長(zhǎng)度。

第三篇：不同品種水泥的性能、應(yīng)用及使用注意事項(xiàng)

產(chǎn)品性能及應(yīng)用

硅酸鹽水泥

1、早期及后期強(qiáng)度均高：適用于預(yù)制和現(xiàn)澆的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程等。

2、抗凍性好：適用于嚴(yán)寒地區(qū)和抗凍性要求高的混凝土工程。

3、干縮?。嚎捎糜诟稍锃h(huán)境。

4、耐磨性好：可用于道路與地面工程。

適用于配制高標(biāo)號(hào)、超高標(biāo)號(hào)混凝土及大跨度梁架等。普通硅酸鹽水泥

特性：早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快、水化熱略低、在低溫情況下強(qiáng)度進(jìn)展很快，耐凍性好、抗?jié)B性好；和易性好。

適用于橋梁、碼頭、道路、高層建筑等各種建筑工程，一般工業(yè)與民用建筑，可配C30-C80不同標(biāo)號(hào)混凝土。是應(yīng)用最廣的水泥 復(fù)合硅酸鹽水泥

特性：耐腐蝕性耐熱性好、水化熱低、干縮性小、抗?jié)B性較好；由于摻入了二種以上的混合材料，起到了互相取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用，其效果大大優(yōu)于只摻一種混合材料。因而其用途更為廣泛。

適用于一般工業(yè)與民用建筑。

使用注意事項(xiàng)

1、要注重存儲(chǔ)管理，防止產(chǎn)品受潮。在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中要做好防護(hù)，雨天裝車(chē)要注意車(chē)箱不能積水，要及時(shí)加蓋防雨蓬布；水泥儲(chǔ)存要放在干燥的環(huán)境中，避免水泥吸潮結(jié)塊；使用時(shí)要堅(jiān)持先進(jìn)先用原則，且儲(chǔ)存時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，防止受潮，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量、性能下降；同時(shí)注意水泥不要與糖、化肥等有機(jī)物質(zhì)混合在一起，避免引起不良反應(yīng)。

2、不能混合使用。由于不同品種、強(qiáng)度等級(jí)水泥的質(zhì)量、性能存在差異，要分開(kāi)堆放，單獨(dú)使用；同一廠家不同品種、不同等級(jí)水泥不能混合使用；同品種、同等級(jí)、但不同廠家的水泥也不得混合使用

3、合理地選擇水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)。在海螺水泥產(chǎn)品使用時(shí)，要根據(jù)施工部位和混凝土強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)要求，合理地選擇水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)，避免選擇高強(qiáng)度等級(jí)水泥配制低標(biāo)號(hào)混凝土或用低強(qiáng)度等級(jí)水泥配制高標(biāo)號(hào)混凝土，使水泥在混凝土中摻量不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土和易性差、坍落度損失大等不良現(xiàn)象產(chǎn)生，同時(shí)造成混凝土生產(chǎn)成本不經(jīng)濟(jì)

4、堅(jiān)持預(yù)配試驗(yàn)工作。海螺水泥在使用時(shí)，由于不同工程、不同結(jié)構(gòu)、不同部位的要求不同，要預(yù)先進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)，確定最佳配合比,以確?；炷临|(zhì)量穩(wěn)定合格。

5、重視施工規(guī)范和養(yǎng)護(hù)工作。要嚴(yán)格控制好混凝土用砂、石、水等摻合料質(zhì)量，水中不得含有有機(jī)物，砂石中含泥量要低，含硫、堿高的砂石及摻合物不得使用；混凝土配合比設(shè)計(jì)要按照施工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)；施工時(shí)攪拌要均勻，水灰比不能太大，振搗要適度，不能漏漿，避免混凝土出現(xiàn)水泥分布不均、離析、泌水等，使其強(qiáng)度下降。

6、在高溫或低溫天氣攪拌混凝土?xí)r，要注意控制好摻合料的溫度，避免混凝土凝結(jié)時(shí)間過(guò)快或過(guò)慢；澆筑的混凝土在失去塑性后，要及時(shí)澆水、覆蓋，保持濕潤(rùn)，避免過(guò)于干燥使混凝土開(kāi)裂，也要注意澆水不要過(guò)早、過(guò)多，以免混凝土表面粘結(jié)差、強(qiáng)度低，防止出現(xiàn)起砂、起皮現(xiàn)象。

針對(duì)農(nóng)村市場(chǎng)使用32.5復(fù)合水泥，施工時(shí)混凝土常見(jiàn)的問(wèn)題。

施工常見(jiàn)問(wèn)題

1、砂石含泥量大，其所配制的混凝土凝結(jié)慢，強(qiáng)度低，也容易產(chǎn)生裂縫。措施：對(duì)沙石進(jìn)行沖洗。

2、混凝土水灰比大，當(dāng)水泥水化后，多余的水分殘留在混凝土中形成水泡或蒸發(fā)后形成氣孔，降低了混凝土強(qiáng)度。措施：混凝土水灰比大，主要是用水量多，應(yīng)減少用水量。

3、混凝土澆筑凝固后，未及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)，混凝土在較高溫度下失水收縮不均勻，引起混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高或內(nèi)外溫差過(guò)大，產(chǎn)生溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。措施： 一般在夏季施工避開(kāi)高溫施工?；炷翝仓毯螅皶r(shí)澆水養(yǎng)護(hù)降溫。

4、混凝土水灰比大或振搗過(guò)度，多余的水分殘留在混凝土的表面，配制的混凝土?xí)斐赡Y(jié)慢，強(qiáng)度降低，表面也容易劃動(dòng)。措施：

1、應(yīng)減少用水量，用水量的控制一般在配制混凝土中不得超過(guò)水泥用量的一半

2、振搗要適度，避免骨料下沉，水浮在表面。

5、水中含有有機(jī)物質(zhì)，引起水泥不良反應(yīng)，造成混凝土凝結(jié)很慢，強(qiáng)度低，嚴(yán)重時(shí)不凝固現(xiàn)象。措施：使用飲用水

第四篇：材料性能學(xué)教學(xué)大綱

《材料性能學(xué)》課程教學(xué)大綱

一、課程基本信息 課程編碼： 課程類(lèi)別：必修課 適用專(zhuān)業(yè)：材料化學(xué)

總 學(xué) 時(shí)：48 學(xué) 分：3 課程簡(jiǎn)介：本課程是材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)主干課程之一，屬專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。本課程主要內(nèi)容為材料物理性能，以材料通用性物理性能及共同性的內(nèi)容為主。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生獲得關(guān)于材料物理性能包括材料力學(xué)性能（受力形變、斷裂與強(qiáng)度）、熱學(xué)、光學(xué)、導(dǎo)電、磁學(xué)等性能及其發(fā)展和應(yīng)用，重點(diǎn)掌握各種重要性能的原理及微觀機(jī)制，性能的測(cè)定方法以及控制和改善性能的措施，各種材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，各性能之間的相互制約與變化規(guī)律。

授課教材：《材料物理性能》，吳其勝、蔡安蘭、楊亞群，華東理工大學(xué)出版社，2006，10。

2、參考書(shū)目: 1.《材料性能學(xué)》，北京工業(yè)大學(xué)出版社，王從曾，2007.1 2.《材料的物理性能》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，邱成軍等，2009.1

二、課程教育目標(biāo)

通過(guò)學(xué)習(xí)材料的各種物理性能，使學(xué)生掌握以下內(nèi)容：各種材料性能的各類(lèi)本征參數(shù)的物理意義和單位以及這些參數(shù)在解決實(shí)際問(wèn)題中所處的地位；弄清各材料性能和材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造之間的關(guān)系；掌握這些性能參數(shù)的物質(zhì)規(guī)律，從而為判斷材料優(yōu)劣、正確選擇和使用材料、改變材料性能、探索新材料、新性能、新工藝打下理論基礎(chǔ)；為全面掌握材料的結(jié)構(gòu)，對(duì)材料的原料和工藝也應(yīng)有所認(rèn)識(shí)，以取得分析性能的正確依據(jù)。

三、教學(xué)內(nèi)容與要求 第一章：材料的力學(xué)性能 重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：應(yīng)力、應(yīng)變、彈性變形行為、Griffith微裂紋理論，應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子和平面應(yīng)變斷裂韌性，提高無(wú)機(jī)材料強(qiáng)度改進(jìn)材料韌性的途徑。難點(diǎn)：位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論、應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子和平面應(yīng)變斷裂韌性。教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

1.1 應(yīng)力及應(yīng)變：應(yīng)力、應(yīng)變；

1.2 彈性形變：Hooke定律；彈性模量的影響因素、無(wú)機(jī)材料的彈性模量、復(fù)相的彈性模量、彈性形變的機(jī)理；

1.3 材料的塑性形變：晶體滑移、塑性形變的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)理論；

1.4 滯彈性和內(nèi)耗：粘彈性和滯彈性、應(yīng)變松弛和應(yīng)力松弛、松弛時(shí)間、無(wú)弛豫模量與弛豫模量、模量虧損、材料的內(nèi)耗；

1.5 材料的高溫蠕變：蠕變曲線、蠕變機(jī)理、影響蠕變的因素；

1.6 材料的斷裂強(qiáng)度：理論斷裂強(qiáng)度、Inglis 理論、Griffith微裂紋理論、、Orowan理論；

1.7 材料的斷裂韌性：裂紋擴(kuò)展方式、裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)分析、幾何形狀因子、斷裂韌性、裂紋擴(kuò)展的動(dòng)力與阻力；

1.8 裂紋的起源與擴(kuò)展：裂紋的起源、裂紋的快速擴(kuò)展、影響裂紋擴(kuò)展的因素、材料的疲勞、應(yīng)力腐蝕理論、高溫下裂紋尖端的應(yīng)力空腔作用、亞臨界裂紋生長(zhǎng)速率與應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子的關(guān)系、根據(jù)亞臨界裂紋擴(kuò)展預(yù)測(cè)材料壽命、蠕變斷裂； 1.10 顯微結(jié)構(gòu)對(duì)材料脆性斷裂的影響：晶粒尺寸、氣孔的影響；

1.11 提高材料強(qiáng)度及改善脆性的途徑：金屬材料的強(qiáng)化、陶瓷材料的強(qiáng)化； 1.12 復(fù)合材料：復(fù)合材料的分類(lèi)、連續(xù)纖維單向強(qiáng)化復(fù)合材料的強(qiáng)度、短纖維單向強(qiáng)化復(fù)合材料；

1.13 材料的硬度：硬度的表示方法、硬度的測(cè)量。教學(xué)方式：課堂講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

教學(xué)要求：掌握材料的彈性變形、塑性變形、高溫蠕變及其它力學(xué)性能的理論描述、產(chǎn)生的原因、影響因素。掌握斷裂的現(xiàn)象和產(chǎn)生、斷裂力學(xué)的原理出發(fā)，通過(guò)理論結(jié)合強(qiáng)度、應(yīng)力場(chǎng)的分析，斷裂的判據(jù)，應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子、平面應(yīng)變斷裂韌性、延性斷裂、脆性斷裂、沿晶斷裂、靜態(tài)疲勞的概念，并根據(jù)此判據(jù)來(lái)分析提高材料強(qiáng)度及改進(jìn)材料韌性的途徑。了解斷裂的現(xiàn)象，弄清產(chǎn)生斷裂的原理（斷裂理論），通過(guò)應(yīng)力場(chǎng)的分析。要求掌握斷裂的判據(jù)，并根據(jù)此判據(jù)來(lái)分析提高材料強(qiáng)度及改進(jìn)材料韌性的途徑。

第二章：材料的熱學(xué)性能 重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：材料的熱膨脹，材料的熱穩(wěn)定性。難點(diǎn)：材料的熱傳導(dǎo)，材料的熱穩(wěn)定性。教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

2.1 熱學(xué)性能的物理基礎(chǔ)；

2.2 材料的熱容：晶體固體熱容的經(jīng)驗(yàn)定律和經(jīng)典理論，晶體固體熱容的量子理論回顧，無(wú)機(jī)材料的熱容；

2.3 材料的熱膨脹：熱膨脹系數(shù)、熱膨脹機(jī)理、熱膨脹和其他性能的關(guān)系、多晶體和復(fù)合材料的熱膨脹；

2.4 材料的熱傳導(dǎo)：固體材料熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律，固體材料熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)理、影響熱傳導(dǎo)的因素、某些無(wú)機(jī)材料的熱傳導(dǎo)；

2.5 材料的熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性的表示方法、熱應(yīng)力、抗熱沖擊斷裂性能，抗熱沖擊損傷性、提高抗熱沖擊斷裂性能的措施。教學(xué)方式：課堂講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

教學(xué)要求：掌握材料熱容的各種理論及其比較，熱膨脹的定義及其基本機(jī)理，熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律和微觀機(jī)理，熱穩(wěn)定性的表示和抗熱沖擊斷裂性能。要求掌握各種熱應(yīng)力斷裂抵抗因子?？偨Y(jié)出提高抗熱沖擊斷裂性能的措施。第三章 材料的光學(xué)性能 重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：光的反射和折射、材料對(duì)光的吸收和色散、光的散射 難點(diǎn)：光的散射、電-光效應(yīng)、光折變效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng) 教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

3.1 光傳播的基本性質(zhì)：光的波粒二象性、光的干涉和衍射、光通過(guò)固體現(xiàn)象；

3.2 光的反射和折射：反射定律和折射定律、折射率的影響因素、晶體的雙折射、材料的反射系數(shù)及其影響因素；

3.3 材料對(duì)光的吸收和色散：吸收系數(shù)與吸收率、光的吸收與波長(zhǎng)的關(guān)系、光的色散；

3.4 光的散射：散射的一般規(guī)律、彈性散射、非彈性散射；

3.5 材料的不透明性與半透明性：材料的不透明性、材料的乳濁、半透明性、透明材料的顏色、材料的著色； 3.6 電-光效應(yīng)、光折變效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng)：電光效應(yīng)及電光晶體、光折變效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng)；

3.7光的傳輸與光纖材料：光纖發(fā)展概況和基本特征、光纖材料的制備、光纖的應(yīng)用；

3.8 特種光學(xué)材料及其應(yīng)用：固體激光器材料及其應(yīng)用、光存儲(chǔ)材料。教學(xué)方式：課堂講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

教學(xué)要求：掌握金屬、半導(dǎo)體、絕緣體的電子能帶結(jié)構(gòu)，光傳播電磁理論、反射、光的吸收和色散、晶體的雙折射、介質(zhì)的光散射等各種光現(xiàn)象的物理本質(zhì)。了解影響材料光學(xué)性能的各種因素。簡(jiǎn)要了解光纖材料、激光晶體材料及光存儲(chǔ)材料等光學(xué)材料。

第四章：材料的電導(dǎo)性能 重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：離子電導(dǎo)，電子電導(dǎo)。

難點(diǎn)：無(wú)機(jī)材料的電導(dǎo)，半導(dǎo)體陶瓷的物理效應(yīng)。教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

4.1 電導(dǎo)的物理現(xiàn)象：電導(dǎo)率與電阻率、電導(dǎo)的物理特性；

4.2 離子電導(dǎo)：載流子濃度、離子遷移率、離子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率的影響因素、固體電解質(zhì)ZrO2；

4.3 電子電導(dǎo)：電子遷移率、載流子濃度、電子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率的影響因素 4.4 金屬材料的電導(dǎo)：金屬電導(dǎo)率、電阻率與溫度的關(guān)系、電阻率與壓力的關(guān)系、冷加工和缺陷對(duì)電阻率的影響、電阻率的各向異性、固溶體的電阻率； 4.5 固體材料的電導(dǎo)：玻璃態(tài)電導(dǎo)、多晶多相固體材料的電導(dǎo)、次級(jí)現(xiàn)象、固體材料電導(dǎo)混合法則；

4.6 半導(dǎo)體陶瓷的物理效應(yīng)：晶界效應(yīng)、表面效應(yīng)、西貝克效應(yīng)、p-n結(jié)； 4.7 超導(dǎo)體：超導(dǎo)體的概念、約瑟夫遜效應(yīng)、超導(dǎo)體的應(yīng)用。教學(xué)方式：課堂講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

教學(xué)要求：掌握各種電導(dǎo)的宏觀參數(shù)和物理量及電導(dǎo)的主要基本公式；圍繞此公式來(lái)討論各種電導(dǎo)的電導(dǎo)率（離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率）及其影響因素，材料的電導(dǎo)混合法則和半導(dǎo)體陶瓷的物理效應(yīng)。第五章 材料的磁學(xué)性能 重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：抗磁性和順磁性、鐵磁性與反鐵磁性 難點(diǎn)：鐵磁性與反鐵磁性 教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

5.1 基本磁學(xué)性能：磁學(xué)基本量、物質(zhì)的磁性分類(lèi)；

5.2 抗磁性和順磁性：原子本征磁矩、抗磁性、物質(zhì)的順磁性、金屬的抗磁性與順磁性、影響金屬抗、順磁性的因素；

5.3 鐵磁性與反鐵磁性：鐵磁質(zhì)的自發(fā)磁化、反鐵磁性和亞鐵磁性、磁疇、磁化曲線和磁滯回線；

5.4 磁性材料的動(dòng)態(tài)特性：交流磁化過(guò)程與交流回線、磁滯損耗和趨膚效應(yīng)、磁后效應(yīng)和復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率、磁導(dǎo)率減落及磁共振損耗；

5.5 磁性材料及其應(yīng)用：軟磁材料、硬磁材料、磁信息存儲(chǔ)材料、納米磁性材料。教學(xué)方式：課堂講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

教學(xué)要求：掌握固體物質(zhì)的各種磁性(抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性)的形成機(jī)理及宏觀表現(xiàn)；重點(diǎn)掌握磁性表征參量、各類(lèi)磁性物質(zhì)的內(nèi)部相互作用；磁性材料在交變磁場(chǎng)中的磁化過(guò)程及宏觀磁性；了解磁性材料及其應(yīng)用。

第六章 材料的功能轉(zhuǎn)換性能 重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：介質(zhì)的極化與損耗、介電強(qiáng)度、壓電性能、鐵電性 難點(diǎn)：壓電性能、鐵電性 教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

6.1 介質(zhì)的極化與損耗：介質(zhì)極化相關(guān)物理量、極化類(lèi)型、宏觀極化強(qiáng)度與微觀極化率的關(guān)系、介質(zhì)損耗分析、材料的介質(zhì)損耗、降低材料介質(zhì)損耗的方法； 6.2 介電強(qiáng)度：介電強(qiáng)度、固體電介質(zhì)的擊穿、影響材料擊穿強(qiáng)度的因素； 6.3 壓電性能：壓電效應(yīng)及其逆效應(yīng)、壓電材料的研究進(jìn)程、壓電材料主要表征參數(shù)、壓電陶瓷的預(yù)極化、壓電陶瓷的穩(wěn)定性、壓電材料及其應(yīng)用；

6.4 鐵電性：鐵電性的概念、鐵電體的分類(lèi)、鐵電體的起源、鐵電體的性能及其應(yīng)用、反鐵電體； 6.5 熱電性能：熱電效應(yīng)、熱電材料、熱電材料的應(yīng)用； 6.6 光電性能：光電效應(yīng)、光電材料及其應(yīng)用；

6.7 熱釋電性能：熱釋電效應(yīng)及其逆效應(yīng)、熱釋電材料、熱釋電材料的應(yīng)用； 6.8 智能材料：智能材料的特征與構(gòu)成、智能材料的分類(lèi)、智能金屬材料、智能無(wú)機(jī)非金屬材料、智能高分子材料。教學(xué)方式：課堂講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

教學(xué)要求：掌握電介質(zhì)的介電性能，包括介電常數(shù)、介電損耗、介電強(qiáng)度及其隨環(huán)境(溫度、濕度、輻射等)的變化規(guī)律。了解極化的微觀機(jī)制、電介質(zhì)的壓電性、鐵電性、熱電性能、光電性能和熱釋電性的性能、常用材料及其應(yīng)用、智能材料的特征、分類(lèi)及應(yīng)用。

四、作業(yè)：

每章根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，選擇布置教材中部分習(xí)題促進(jìn)學(xué)生課后復(fù)習(xí)、鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，并進(jìn)行講評(píng)。

五、考核與評(píng)定

以期末考試(閉卷)成績(jī)?yōu)橹?，參考課堂提問(wèn)、討論課發(fā)言情況以及平時(shí)作業(yè)和考勤等，綜合評(píng)定后，給出結(jié)業(yè)成績(jī)。

期末考試占70％，平時(shí)成績(jī)占30％。

第五篇：材料性能學(xué)復(fù)習(xí)題

1金屬的彈性模量主要取決于什么因素？為什么說(shuō)它是一個(gè)對(duì)組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)？

金屬的彈性模量主要取決于原子間距和原子間作用力，也即金屬原子本性，晶格類(lèi)型。而材料的成分和組織對(duì)它影響不大，所以說(shuō)它是一個(gè)對(duì)組織不敏感性能指標(biāo)。改變材料的成分和組織會(huì)對(duì)材料的強(qiáng)度（如屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度）有顯著影響，但對(duì)材料的剛度影響不大。2決定金屬屈服強(qiáng)度的因素有哪些？

①金屬本性和晶格類(lèi)型，晶格阻力—派納力，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)交互作用力越強(qiáng)，屈服強(qiáng)度越高；②晶粒大小和亞結(jié)構(gòu)，晶粒減小，屈服強(qiáng)度增加；③溶質(zhì)元素，加入溶質(zhì)元素將產(chǎn)生晶格畸變，與位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)交互運(yùn)動(dòng)，提高屈服強(qiáng)度；④第二相，不可逆變形第二相將增加流變應(yīng)力，提高屈服強(qiáng)度，可你變形第二相將產(chǎn)生界面能，提高屈服強(qiáng)度；⑤溫度，派納力屬于短程力，對(duì)溫度十分敏感，溫度升高，屈服強(qiáng)度降低⑥應(yīng)變速率，應(yīng)變速率大，強(qiáng)度增加；⑦應(yīng)力狀態(tài)，切應(yīng)力分量越大，越有利塑性變形，屈服強(qiáng)度降低。

3韌性斷裂和脆性斷裂的區(qū)別。為什么脆性斷裂更加危險(xiǎn)。韌性斷裂：斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形，斷裂面一般平行于最大切應(yīng)力與主應(yīng)力成45度角，斷口成纖維狀，灰暗色。斷口三要素：纖維區(qū)，放射區(qū)，剪切唇，這三個(gè)區(qū)域的比例關(guān)系與材料韌度有關(guān)，塑性越好，放射線越粗大，塑性越差，放射線變細(xì)甚至消失。

脆性斷裂：斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形的突然斷裂。斷裂面與正應(yīng)力垂直，斷口平齊而光滑，呈放射狀或結(jié)晶狀。（脆性斷裂也產(chǎn)生微量塑性變形，斷面收縮率一般小于5%）

4對(duì)金屬材料韌脆轉(zhuǎn)變的影響因素。

①材料成分，凡加入合金元素引起滑移系減少，孿生，位錯(cuò)釘扎的都增加脆性，若合金中形成粗大第二相也增加脆性；②雜質(zhì)，聚集在晶界上的雜質(zhì)會(huì)降低材料的塑性，發(fā)生脆斷；③bcc金屬具有低溫脆斷現(xiàn)象，同時(shí)在低溫下，塑性變形一孿生為主，易于產(chǎn)生裂紋，低溫脆性大；④晶粒大小，晶粒小，晶界多，不易產(chǎn)生裂紋，也不易擴(kuò)展，細(xì)化晶粒將提高抗脆性能；⑤應(yīng)力狀態(tài)，減少切應(yīng)力和正應(yīng)力的比值都將增加金屬的脆性；⑥加載速度，加載速度大，金屬會(huì)發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變。

5缺口拉伸是應(yīng)力分布有何特點(diǎn)

缺口截面上的應(yīng)力分布是不均勻的，軸向應(yīng)力在缺口根部最大，離開(kāi)根部的距離增大，應(yīng)力不斷減小，即在根部產(chǎn)生應(yīng)力集中。

6今有如下零件和材料等需要測(cè)定硬度，試說(shuō)明選用何種硬度試驗(yàn)方法為宜。滲碳層的硬度分布 HK或顯微HV 淬火鋼HRC 灰鑄鐵HB 鑒別鋼種的隱晶馬氏體和殘余奧氏體顯微HV或HK 儀表小黃銅齒輪HV 龍門(mén)刨床導(dǎo)軌HS HL 滲氮層HV 高速鋼刀具HRC 退火態(tài)低碳鋼HB 硬質(zhì)合金HRA 火車(chē)彈簧HRA 退火狀態(tài)下軟鋼HRB 7試說(shuō)明低溫脆性的物理本質(zhì)及其影響因素

低溫脆性的本質(zhì)是材料屈服強(qiáng)度隨溫度降低急劇增加，其影響因素包括晶體結(jié)構(gòu)，化學(xué)成分，顯微組織（晶粒大小，晶相組織），溫度，加載速率，試樣的形狀和尺寸。

8韌脆轉(zhuǎn)變的確定方法有哪些？

①當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟炔牧衔盏臎_擊能量基本上不隨溫度變化，形成一個(gè)平臺(tái)，該能量為低階能，以低階能開(kāi)始上升的溫度定義，記作NDP②高于某一溫度材料吸收的能量也基本不變，形成一平臺(tái)，成為高階能，以高階能對(duì)應(yīng)的溫度定義，記作FTP ③以低階能和高階能的平均值對(duì)應(yīng)的溫度定義，記作 FTE④通常取結(jié)晶區(qū)占整個(gè)斷口面積50%的溫度為韌脆轉(zhuǎn)變溫度，記作FATT50 9試說(shuō)明低應(yīng)力脆斷的原因及方法 原因：與材料內(nèi)部一定尺寸的裂紋相關(guān)，當(dāng)裂紋在給定的作用力下擴(kuò)展臨界尺寸時(shí)就會(huì)突然破壞。

防止方法：添加細(xì)化晶粒的合金元素，細(xì)化晶粒，形成板條馬氏體及殘留奧氏體薄膜增強(qiáng)韌性，溫度越低，脆性一般就越大，增加應(yīng)變速率也會(huì)降低塑性，因此要降低溫度和應(yīng)變速率。

10應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子以及斷裂韌度

應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子是力學(xué)參量，表示裂紋體中裂紋尖端的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)度的大小，它取決于外加應(yīng)力，試樣尺寸和裂紋類(lèi)型，而和材料無(wú)關(guān)；斷裂韌度是材料的力學(xué)性能指標(biāo)，表示材料在平面應(yīng)變的狀態(tài)下抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力，它決定于材料的成分，結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素，而以外加應(yīng)力及試樣尺寸等外在因素?zé)o關(guān)。11疲勞斷口有什么特點(diǎn)

有源疲勞。在形成疲勞裂紋之后，裂紋慢速擴(kuò)展，形成貝殼狀或海灘狀條紋。這種條紋開(kāi)始時(shí)比較密集，以后間距逐漸增大。由于載荷的間斷或在和大小的改變，裂紋經(jīng)過(guò)多次張開(kāi)閉合并由于裂紋表面的相互摩擦，形成一條條光亮的弧線，叫做疲勞裂紋前沿線，這個(gè)區(qū)域通常稱(chēng)為疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)，而最后斷裂區(qū)和靜載下帶尖銳缺口試樣的斷口相似。對(duì)于塑性材料，斷口為纖維狀，對(duì)于脆性材料，則為結(jié)晶狀斷口?？傊?，一個(gè)典型的疲勞斷口總是由疲勞源，疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和最終斷裂區(qū)三部分構(gòu)成。

12什么是裂紋斷裂門(mén)檻值，那些因素影響其值大?。?/p>

把裂紋擴(kuò)展的每一微小過(guò)程看成是裂紋體小區(qū)域的斷裂過(guò)程，則 設(shè)想應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度△K=Kmax-Kmin 是疲勞裂紋擴(kuò)展的控制因子，當(dāng)△K 小于某臨界值△Kth 時(shí)，疲勞裂紋不擴(kuò)展，所以△Kth 叫疲勞裂紋擴(kuò)展的門(mén)檻 值。應(yīng)力比、顯微組織、環(huán)境及試樣的尺寸等因素對(duì)△Kth 的影響很大。13提高零件的疲勞壽命有

①只要能降低第二相或夾雜物的脆性，提高相界面強(qiáng)度，控制第二相或夾雜物的數(shù)量，形態(tài)，大小，分布，均可抑制或延緩疲勞裂紋的萌生。②晶界強(qiáng)化，凈化和晶粒細(xì)化，可以提高材料疲勞壽命，細(xì)化晶粒既能阻止疲勞裂紋在晶界處萌生，又能阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展，提高疲勞強(qiáng)度。③表面強(qiáng)化處理可在機(jī)件表面產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力，阻止疲勞裂紋的擴(kuò)展，同時(shí)還能提高機(jī)件表面強(qiáng)度和硬度。14如何判斷某一零件的破壞是由應(yīng)力腐蝕引起的

①應(yīng)力腐蝕顯微裂紋常有分叉的現(xiàn)象，呈枯樹(shù)枝狀，即：有一主裂紋擴(kuò)展較快，其他分支裂紋擴(kuò)展較慢根據(jù)這一特征可以區(qū)分；②采用極化實(shí)驗(yàn)方法：當(dāng)外加小的陽(yáng)極電流而縮短產(chǎn)生裂紋時(shí)間的是應(yīng)力腐蝕，當(dāng)外加小的陰極電流而縮短產(chǎn)生裂紋時(shí)間的是氫致延滯性斷裂。

15何為氫致延滯性斷裂？為什么高強(qiáng)度的鋼的氫致延滯性斷裂是在一定的應(yīng)變速率和一定的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)？ 高強(qiáng)度鋼種固溶一定量的氫，在對(duì)于屈服強(qiáng)度的應(yīng)力持續(xù)作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的孕育，金屬內(nèi)部形成裂紋，發(fā)生斷裂的現(xiàn)象叫做氫致延滯性斷裂。

氫固溶在金屬晶格中，產(chǎn)生晶格膨脹畸變，與刃位錯(cuò)交互作用，氫易遷移到位錯(cuò)應(yīng)力處，形成氫氣團(tuán)。當(dāng)應(yīng)變速率較低而溫度較高時(shí)，氫氣團(tuán)能夠跟上位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，但滯后位錯(cuò)一定距離，對(duì)位錯(cuò)起釘扎作用，產(chǎn)生局部硬化。當(dāng)位錯(cuò)塞積聚集，產(chǎn)生應(yīng)力作用，導(dǎo)致微裂紋。當(dāng)應(yīng)變速率過(guò)高及溫度較低的情況下，氫氣團(tuán)不能跟上位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，便不能產(chǎn)生釘扎作用，也不可能在位錯(cuò)塞積聚集，產(chǎn)生微裂紋。16粘著磨損產(chǎn)生的條件、機(jī)理及其防止措施-----又稱(chēng)為咬合磨損，在滑動(dòng)摩擦條件下，摩擦副相對(duì)滑動(dòng)速度較小，因缺乏潤(rùn)滑油，摩擦副表面無(wú)氧化膜，且單位法向載荷很大，以致接觸應(yīng)力 超過(guò)實(shí)際接觸點(diǎn)處屈服強(qiáng)度而產(chǎn)生的一種磨損。磨損機(jī)理： 實(shí)際接觸點(diǎn)局部應(yīng)力引起塑性變形，使兩接觸面的原子產(chǎn)生粘著。粘著點(diǎn)從軟的一方被剪斷轉(zhuǎn)移到硬的一方金屬表面，隨后脫落形成磨屑 舊的粘著點(diǎn)剪斷后，新的粘著點(diǎn)產(chǎn)生，隨后也被剪斷、轉(zhuǎn)移。如此重復(fù)，形 成磨損過(guò)程。

改善粘著磨損耐磨性的措施 1.選擇合適的摩擦副配對(duì)材料 選擇原則：配對(duì)材料的粘著傾向小 互溶性小 表面易形成化合物的材料 金屬與非金屬配對(duì) 2.采用表面化學(xué)熱處理改變材料表面狀態(tài) 進(jìn)行滲硫、磷化、碳氮共滲等在表面形成一層化合物或非金屬層，即避免摩 擦副直接接觸又減小摩擦因素。3.控制摩擦滑動(dòng)速度和接觸壓力 減小滑動(dòng)速度和接觸壓力能有效降低粘著磨損。4.其他途徑 改善潤(rùn)滑條件，降低表面粗糙度，提高氧化膜與機(jī)體結(jié)合力都能降低粘著磨 損。

17影響接觸疲勞壽命的因素？

內(nèi)因 1.非金屬夾雜物 脆性非金屬夾雜物對(duì)疲勞強(qiáng)度有害 適量的塑性非金屬夾雜物（硫化物）能提高接觸疲勞強(qiáng)度 塑性硫化物隨基體一起塑性變形，當(dāng)硫化物把脆性?shī)A雜物包住形成共生夾雜 物時(shí)，可以降低脆性?shī)A雜物的不良影響。生產(chǎn)上盡可能減少鋼中非金屬夾雜物。2.熱處理組織狀態(tài) 接觸疲勞強(qiáng)度主要取決于材料的抗剪切強(qiáng)度，并有一定的韌性相配合。當(dāng)馬氏體含碳量在 0.4~0.5w%時(shí)，接觸疲勞壽命最高。馬氏體和殘余奧氏體的級(jí)別 殘余奧氏體越多，馬氏體針越粗大，越容易產(chǎn)生微裂紋，疲勞強(qiáng)度低。未溶碳化物和帶狀碳化物越多，接觸疲勞壽命越低。3.表面硬度和心部硬度 在一定硬度范圍內(nèi)，接觸疲勞強(qiáng)度隨硬度的升高而增加，但并不保持正比線 性關(guān)系。表面形成一層極薄的殘余奧氏體層，因表面產(chǎn)生微量塑性變形和磨損，增加 了接觸面積，減小了應(yīng)力集中，反而增加了接觸疲勞壽命。滲碳件心部硬度太低，表層硬度梯度過(guò)大，易在過(guò)渡區(qū)內(nèi)形成裂紋而產(chǎn)生深 層剝落。表面硬化層深度和殘余內(nèi)應(yīng)力 硬化深度要適中，殘余壓應(yīng)力有利于提高疲勞壽命。外因 1.表面粗糙度 減少加工缺陷，降低表面粗糙度，提高接觸精度，可以有效增加接觸疲勞壽 命。接觸應(yīng)力低，表面粗糙度對(duì)疲勞壽命影響較大 接觸應(yīng)力高，表面粗糙度對(duì)疲勞壽命影響較小 2.硬度匹配 兩個(gè)接觸滾動(dòng)體的硬度和裝配質(zhì)量等都應(yīng)匹配適當(dāng)。18金屬材料在高溫下的變形機(jī)制與斷裂機(jī)制，和常溫比較有什么不同 機(jī)制：高溫下的蠕變主要是通過(guò)位錯(cuò)攀移，原子擴(kuò)散等機(jī)理進(jìn)行的。常溫下，若滑移面的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻產(chǎn)生塞積，滑移便不能繼續(xù)進(jìn)行，只有在更大的切應(yīng)力作用下，才能是位錯(cuò)重新運(yùn)動(dòng)和增值。但在高溫作用下，位錯(cuò)可借助外界提供的熱激活能和空位擴(kuò)散來(lái)克服某些短程障礙。擴(kuò)散蠕變，是由于在高溫條件下大量原子和空位定向移動(dòng)。此外，高溫下，由于晶界上的原子容易擴(kuò)散，受力后易產(chǎn)生滑移，促進(jìn)蠕變變形，這就是晶界滑動(dòng)蠕變。斷裂機(jī)制：金屬材料在長(zhǎng)時(shí)高溫的斷裂，大多為沿晶斷裂，這是由于晶界滑動(dòng)在晶界上形成裂紋并逐漸擴(kuò)展引起的。高溫下，裂紋出現(xiàn)在境界上的突起部位和細(xì)小的第二相質(zhì)點(diǎn)附近，由于晶界滑動(dòng)而產(chǎn)生空洞，最終導(dǎo)致沿晶斷裂。19提高材料的蠕變抗力有哪些途徑 合金化學(xué)成分：在基體金屬中加入合金元素形成單相固溶體。加入能夠形成彌散相的合金元素能夠增加晶界擴(kuò)散激活能的元素。冶煉工藝：珠光體耐熱鋼一般采用正火加高溫回火工藝。奧氏體耐熱鋼或合金一般進(jìn)行固溶處理和時(shí)效。采用形變熱處理改變晶界形狀并在晶內(nèi)形成多邊化的亞晶界。

晶粒度：使用溫度低于等強(qiáng)溫度時(shí)，晶粒細(xì)化。奧氏體耐熱鋼及鎳基合金一般以2到4級(jí)晶粒度較好。