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第一章 金属静载机械性能1

第一节 静拉伸机械性能1

一 拉伸试样1

二 拉伸图及应力－应变图1

三 强度指标及其测定3

四 塑性指标及其测定6

第二节 真实应力－应变曲线8

一 条件应力与真实应力8

二 条件应变与真实应变8

三 形变强化容量ψ610

四 真实应力－应变曲线、形变强化模数和形变强化指数10

五 强度与塑性、韧性之间的关系11

第三节 其它静载机械性能11

一 扭转机械性能12

二 弯曲机械性能15

三 压缩机械性能16

第四节 金属的缺口效应18

一 缺口效应试验的意义18

二 缺口处应力分布的特点18

三 缺口试样的拉伸和偏斜拉伸试验21

第五节 硬度23

一 布氏硬度24

二 洛氏硬度26

三 维氏硬度及显微硬度28

四 肖氏硬度29

五 硬度和抗拉强度的换算30

第二章 金属的变形31

第一节 金属弹性变形31

一 弹性变形的特点31

二 弹性变形的物理过程31

三 虎克定律32

四 几种常见的应力状态35

第二节 金属弹性模数35

一 弹性模数的意义35

二 影响弹性模数的因素36

三 金属的弹性及弹性比功（弹性比能）37

第三节 金属弹性不完整性38

一 包申格效应38

二 弹性后效38

三 弹性滞后环及循环韧性39

第四节 金属塑性变形40

一 塑性变形的一般特点40

二 塑性变形的物理过程41

三 多晶体金属的塑性变形43

四 屈服条件45

第五节 金属屈服强度45

一 屈服强度理论46

二 影响屈服强度的因素47

三 金属物理屈服现象53

第六节 金属形变强化54

一 形变强化的意义54

二 单晶体金属的形变强化55

三 多晶体金属的形变强化56

四 影响形变强化的因素57

五 金属颈缩现象59

第三章 金属的断裂61

第一节 断裂分类与断口宏观特征61

一 断裂分类61

二 断口的宏观特征64

第二节 断裂强度与断裂过程67

一 断裂强度67

二 裂纹形成的位错理论70

三 裂纹的扩展73

第三节 韧性断裂的微观机制74

一 断口的微观形貌74

二 韧窝形成过程75

三 影响韧窝形貌的因素77

第四节 脆性解理断裂的微观机制78

一 断口的微观形貌79

二 解理台阶及河流形成原因80

三 影响河流花样形貌的因素81

四 准解理断口83

第四章 金属的断裂韧性84

第一节 裂纹尖端应力场强度因子KI及断裂韧性K1c84

一 裂纹尖端的应力场强度因子85

二 平面应力与平面应变87

三 断裂韧性和脆断判据88

四 裂纹尖端塑性区及其修正89

第二节 裂纹扩展的能量率GI92

一 GI的物理意义93

二 应力场强度因子KI与裂纹扩展力的关系93

第三节 弹塑性状态的断裂韧性94

一 裂纹顶端张开位移COD95

二 J积分96

第四节 断裂韧性的测定97

一 试样制备97

二 测试方法98

三 δc和J1c的测试原理简介100

第五节 影响断裂韧性的因素101

一 断裂韧性与常规机械性能指标之间的关系101

二 断裂韧性与材料内部组织的关系102

三 温度、加载速度及零件厚度对断裂韧性的影响104

第五章 金属的疲劳106

第一节 金属疲劳现象106

一 变动载荷106

二 疲劳曲线107

三 疲劳宏观断口108

第二节 疲劳抗力指标111

一 疲劳极限111

二 过负荷持久值和过负荷损害界113

三 疲劳缺口敏感度115

四 不同应力状态下的疲劳极限117

五 疲劳极限和静强度之间的关系118

第三节 金属疲劳破坏机理及疲劳裂纹扩展规律118

一 疲劳裂纹的产生118

二 疲劳裂纹的扩展123

三 疲劳裂纹扩展速率126

第四节 影响疲劳抗力的因素130

一 工作条件130

二 表面因素及尺寸因素132

三 表面强化处理的效应132

四 合金的成分及组织134

第五节 金属低周疲劳136

一 低周疲劳现象和特点136

二 金属循环硬化与循环软化138

三 △εp－N曲线139

第六章 金属静载延滞断裂140

第一节 应力腐蚀断裂140

一 应力腐蚀现象及其特征140

二 应力腐蚀断裂机理141

三 断裂力学在应力腐蚀中的应用142

四 预防机件应力腐蚀断裂的措施144

第二节 氢脆145

一 氢脆的类型及特征145

二 氢脆机理150

三 影响材料氢脆的外部因素150

四 应力腐蚀开裂和氢脆的关系152

第三节 其它类型的延滞断裂152

一 液体金属引起的延滞断裂152

二 中子辐照引起的延滞断裂153

第七章 金属的冲击性能和钢的冷脆性154

第一节 冲击载荷下金属的变形及断裂154

一 加载速度及变形速度的概念154

二 冲击载荷下金属变形及断裂的特点154

第二节 冲击韧性试验156

一 冲击试验方法及原理156

二 冲击试验用的试样157

三 冲击值的意义及讨论157

四 冲击试验的应用158

第三节 钢的冷脆断裂160

一 冷脆转变的物理本质160

二 冷脆温度的评定方法162

第四节 影响冷脆转变的因素164

一 材料方面的因素165

二 影响冷脆转变的外部因素166

第五节 多次冲击试验169

一 多次冲击试验的原理及方法169

二 多次冲击抗力的变化规律170

第八章 金属磨损与接触疲劳173

第一节 摩擦及磨损的概念173

一 摩擦及磨损173

二 磨损类型及耐磨性174

第二节 磨损机理及影响因素175

一 粘着磨损175

二 磨粒磨损177

三 腐蚀磨损179

第三节 提高耐磨性的途径181

第四节 磨损试验方法182

第五节 接触疲劳184

一 接触应力的概念184

二 接触疲劳的类型和损伤过程186

三 影响接触疲劳抗力的因素189

四 接触疲劳试验方法192

第九章 金属高温机械性能194

第一节 金属的蠕变与蠕变断裂195

一 蠕变现象195

二 蠕变过程中变形与断裂机理196

第二节 蠕变极限与持久强度198

一 蠕变极限及其测定方法198

二 持久强度及其测定方法199

三 影响蠕变极限及持久强度的主要因素201

第三节 松弛稳定性202

一 金属中的应力松弛现象202

二 松弛稳定性指标及其测定方法203

第四节 其它高温机械性能204

一 高温短时拉伸性能204

二 高温硬度204

第十章 按机械性能评定金属206

第一节 按机械性能评定金属的内容206

第二节 对机械性能指标的认识207

一 明确机械性能指标的意义和适用范围207

二 使用机械性能数据的注意事项209

第三节 按机械性能评定金属的结构强度210

一 常温静载下的机械性能指标210

二 高温长时静载下的机械性能指标212

三 常温重复及交变载荷下的机械性能指标213

第十一章 机件失效分析215

第一节 失效分析的意义215

一 失效分析的目的215

二 失效分析的基本环节和一般方法215

第二节 失效类型和抗力指标220

一 机件的失效类型和相应的抗力指标220

二 影响失效抗力的冶金因素221

第三节 失效分析实例223

一 拖拉机前轮主销疲劳断裂223

二 提高凿岩机活塞使用寿命224

三 铣床球墨铸铁主轴断裂227

附录230

附录一 钢铁硬度与强度对照230

附录二 常用单位换算表235

附录三 本书常用符号表235

附录四 金属机械性能试验有关标准237