2、金属间互溶程度越小，晶体结构不同，原子尺寸差别较大，形成化合物倾向较大的金属，构成摩擦副时粘着磨损就较轻微。

3、通过表面化学热处理，如渗硫、硫氮共熔、磷化、软氮化等热处理工艺，使表面生成一化合物薄膜，或为硫化物，磷化物，含氮的化合物，使摩擦系数减小，起到减磨作用也减小粘着磨损。 4、改善润滑条件。

三、粘着磨损产生的条件、机理及其防止措施

又称为咬合磨损，在滑动摩擦条件下，摩擦副相对滑动速度较小，因缺乏润滑油，摩擦副表面无氧化膜，且单位法向载荷很大，以致接触应力超过实际接触点处屈服强度而产生的一种磨损。 磨损机理：

实际接触点局部应力引起塑性变形，使两接触面的原子产生粘着。粘着点从软的一方被剪断转移到硬的一方金属表面，随后脱落形成磨屑旧的粘着点剪断后，新的粘着点产生，随后也被剪断、转移。如此重复，形成磨损过程。

改善粘着磨损耐磨性的措施

1.选择合适的摩擦副配对材料选择原则：配对材料的粘着倾向小、互溶性小、表面易形成化合物的材料，金属与非金属配对。

2.采用表面化学热处理改变材料表面状态：

进行渗硫、磷化、碳氮共渗等在表面形成一层化合物或非金属层，即避免摩擦副直接接触又减小摩擦因素。

3.控制摩擦滑动速度和接触压力：

减小滑动速度和接触压力能有效降低粘着磨损。 4.其他途径：

改善润滑条件，降低表面粗糙度，提高氧化膜与基体结合力都能降低粘着磨损。 四、在什么条件下发生微动磨损?如何减少微动磨损?

答案：微动磨损通常发生在一对紧密配合的零件，在载荷和一定的振动频率作用下，较长时间后会产生松动，这种松动只是微米级的相对滑动，而微小的相对滑动导致了接触金属间的粘着，随后是粘着点的剪切，粘着物脱落。在大气环境下这些脱落物被氧化成氧化物磨屑，由于两摩擦表面的紧密配合，磨屑不易排出，这些磨屑起着磨料的作用，加速了微动磨损的过程。滚压、喷九和表面化学热处理都可因为表层产生压应力，能有效地减少微动磨损。

五、影响接触疲劳寿命的因素？ 内因

1.非金属夹杂物：

脆性非金属夹杂物对疲劳强度有害，适量的塑性非金属夹杂物（硫化物）能提高接触疲劳强度， 塑性硫化物随基体一起塑性变形，当硫化物把脆性夹杂物包住形成共生夹杂物时，可以降低脆性夹杂物的不良影响。生产上尽可能减少钢中非金属夹杂物。 2.热处理组织状态：

接触疲劳强度主要取决于材料的抗剪切强度，并有一定的韧性相配合。 当马氏体含碳量在0.4~0.5w%时，接触疲劳寿命最高。

残余奥氏体越多，马氏体针越粗大，越容易产生微裂纹，疲劳强度低。 未溶碳化物和带状碳化物越多，接触疲劳寿命越低。 3.表面硬度和心部硬度

在一定硬度范围内，接触疲劳强度随硬度的升高而增加，但并不保持正比线性关系。

表面形成一层极薄的残余奥氏体层，因表面产生微量塑性变形和磨损，增加了接触面积，减小了应

力集中，反而增加了接触疲劳寿命。

渗碳件心部硬度太低，表层硬度梯度过大，易在过渡区内形成裂纹而产生深层剥落。 表面硬化层深度要适中，残余压应力有利于提高疲劳寿命。 外因

1.表面粗糙度

减少加工缺陷，降低表面粗糙度，提高接触精度，可以有效增加接触疲劳寿命。 接触应力低，表面粗糙度对疲劳寿命影响较大 接触应力高，表面粗糙度对疲劳寿命影响较小 2.硬度匹配

两个接触滚动体的硬度和装配质量等都应匹配适当。

第八章 金属高温力学性能

一、名词解释

1.蠕变：在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。 2.等强温度（TE）：晶粒强度与晶界强度相等的温度。

3.蠕变极限：在高温长时间载荷作用下不致产生过量塑性变形的抗力指标。 该指标与常温下的屈服强度相似。

4.持久强度极限：在高温长时载荷作用下的断裂强度---持久强度极限。 二、和常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点?

答案：1、首先，材料在高温将发生蠕变现象。材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低。应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。 2、高温应力松弛。

3、产生疲劳损伤，使高温疲劳强度下降。 三、提高材料的蠕变抗力有哪些途径?

答案：加入的合金元素阻止刃位错的攀移，以及阻止空位的形成与运动从而阻止其扩散。

四、影响金属高温力学性能的主要因素

由蠕变断裂机理可知要降低蠕变速度提高蠕变极限，必须控制位错攀移的速度； 要提高断裂抗力，即提高持久强度，必须抑制晶界的滑动，也就是说要控制晶内和晶界的扩散过程。 （一）合金化学成分的影响

耐热钢及合金的基体材料一般选用熔点高、自扩散激活能大或层错能低的金属及合金。

熔点愈高的金属自扩散愈慢，层错能降低易形成扩展位错。弥散相能强烈阻碍位错的滑移与攀移， 在基体金属中加入（高熔点、半径差距大）的铬、钼、钨、铌等元素形成固溶体固溶强化，降低层错能，易形成扩展位错。加入能形成弥散相的合金元素弥散强化阻碍位错的滑移，加入增加晶界扩散激活能的元素（硼、稀土等）阻碍晶界滑动，增大晶界裂纹面的表面能。 （二）冶炼工艺的影响

减少钢中的夹杂物和某些缺陷，合金定向生长（减少横向晶界）。 （三）热处理工艺的影响

对于珠光体耐热钢，一般用正火加回火。 正火温度较高，促使碳化物较充分而均匀地溶入奥氏体，回火温度应高于使用温度100~150℃以上，以提高其在使用温度下的组织稳定性。

对于奥氏体耐热钢，一般进行固溶处理和时效，获得适当的晶粒度改善强化相的分布状态。 （四）晶粒度的影响

当使用温度低于等强温度时，细晶钢有较高的强度；当使用温度高于等强温度时，粗晶钢有较高的

蠕变极限和持久强度极限。

但晶粒太大会降低材料的塑性和韧度。晶粒度要均匀，否则在大小晶粒交界处易产生应力集中而形成裂纹。

五、试分析晶粒大小对金属高温力学性能的影响。

当使用温度低于等强温度时，细晶粒钢有较高的强度，而当使用温度高于等强温度时，粗晶粒钢有较高的蠕变极限和持久强度极限，但是晶粒太大也会降低高温下材料的塑性和韧性，一般有一个最佳的晶粒度范围。若晶粒度不均匀，会在大小晶粒交界处产生应力集中形成裂纹，会显著降低其高温性能。

六、蠕变极限有哪两种表达方式？持久强度极限的表达式代表什么？

1. 在规定温度(t)下，使试样在规定时间内产生的稳态蠕变速率(?)不超过规定值的最大应力（σt?）。 σ6001X10-5=60MPa表示温度为600℃，稳定蠕变速率为1×10-5%/h的蠕变极限为60MPa。

2.在规定温度(t)下和实验时间(τ)内，是试样产生的蠕变总伸长率(δ)不超过规定的最大值 σtδ/τ。 σ5001/105=100MPa，表示材料在500℃，105h后总的生产率位1%的蠕变极限为100MPa。 持久强度极限的表达式

在规定温度(t)下，达到规定的持续时间(τ)而不发生断裂的最大应力（σtτ ）。 σ7001X103=30MPa表示温度为700℃、1000h的持续强度极限为30MPa。 3.试说明某一温度不同应力下，规定蠕变速率的蠕变极限是由如何实验方法确定的？一般要经过哪些步骤？

1）测定方法：在同一温度、不同应力下进行蠕变试验，测出不少于4条的蠕变曲线，求出蠕变曲线第二阶段直线部分的斜率，即稳态蠕变速率

2）再绘制蠕变速率与外加应力之间曲线，结果同一温度下，蠕变速率与外加应力之间存在下

n列经验公式，??A?

?3）利用线性回归法求出A和n值后，再用内插和外推法，即可求出规定蠕变速率下的外加应力，即蠕变极限.

一、填空：

1.提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的 ，或降低 。 2.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是 具有的普遍现象。

3.材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为 与 ；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为 和 ；按照微观断裂机理分为 和 ；按作用力的性质可分为 和 。

4.滞弹性是指材料在 范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加 的 现象，滞弹性应变量与材料 、 有关。

5.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量的塑性变形,而后再同向 加载,规定残余伸长应力 ； 反向加载，规定残余伸长应力 的现象。消除包申格效应的方法有 和 。

6.单向静拉伸时实验方法的特征是 、 、 必须确定的。 7.过载损伤界越 ，过载损伤区越 ，说明材料的抗过载能力越强。

8. 依据磨粒受的应力大小，磨粒磨损可分为 、

、 三类。

9．解理断口的基本微观特征为 、 和 。 10．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由 、 和 三个区域组成。 11．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为 、 和 。

12.在α值 的试验方法中，正应力分量较大，切应力分量较小，应力状态较硬。一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验；在α值 的试验方法中，应力状态较软，材料易产生塑性变形，适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料；

13.材料的硬度试验应力状态软性系数 ，在这样的应力状态下，几乎所有金属材料都能产生 。

14. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，大体上可以分为

、 和 三大类；在压入法中，根据测量方式不同又分为 、 和 。

15. 国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为 试样 和 试样，所测得的冲击吸收功分别用 、 标记。

16. 根据外加压力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式 有 、 和 。 17. 机件的失效形式主要有 、 、 三种。 18.低碳钢的力伸长曲线包括 、 、 、 、断裂等五个阶段。

19.内耗又称为 ，可用 面积度量。

20.应变硬化指数反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力，在数值上等于测量形成拉伸颈缩时的 。应变硬化指数与金属材料的层错能有关，层错能低者n值 。冷加工状态n值 。晶粒粗大材料n值 。

21. 是材料抵抗无限次应力循环也不疲劳断裂的强度指标。 22. 应力状态软性系数：用试样在变形过程中的测得 和 的比值表示。

23.微孔聚集型断裂是包括微孔 、 直至断裂的过程。

24.缺口试样的 与等截面光滑试样的 的比值。称为“缺口敏感度”。

25.机件在冲击载荷下的断口形式仍为 、 和 。

26.包申格应变是在给定应力下，正向加载和反向加载两 曲线之间的应变差。 27.由于缺口的存在，在 载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化的现象，被称为“缺口效应”。

28. 洛氏硬度是在一定的实验力下，将120o角的 压入工件表面，用所得的 来表示材料硬度值的工艺方法。

28.低温脆性是随 的下降，材料由 转变为 的现象。

29. 缺口敏感性是指材料因存在缺口造成的 状态和 而变脆的倾向。 31. 疲劳破坏形式按应力状态分为 、 、 、及 。按应力高低和断裂寿命分为 和 。 32. 典型的疲劳断口具有 、 、 三个特征区。