材料性能学复习题.doc
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材料性能学考试试题一、选择题1.以下哪个不属于材料性能的根本分类?– A. 机械性能– B. 热性能– C. 化学性能– D. 形态性能2.材料的硬度是指材料抵抗塑性变形的能力。
以下哪个硬度测试方法是通过使用金刚石锥尖对材料进行压痕测试的?– A. 佩氏硬度– B. 洛氏硬度– C. 布氏硬度– D. 维氏硬度3.建筑材料的抗压强度是指材料在受到压缩作用下能够承受的最大应力。
以下哪个单位用于表示抗压强度?– A. N/mm^2– B. kg/m– C. J/m^3– D. m/s^24.以下哪个材料是具有良好导电性能的金属?– A. 钼– B. 铝– C. 铅– D. 锌5.温度是影响材料性能的重要因素之一。
以下哪个材料的耐高温性能最好?– A. 聚乙烯– B. 尼龙– C. 涤纶– D. 聚苯乙烯二、填空题1.弹性模量是材料的______________。
2.___________是材料在固态下由热胀造成的体积膨胀。
3.冶金学中,___________是指固态金属晶粒间的界面。
4.断口形貌是材料断裂过程中形成的_____________。
5.碳化钨是一种_____________。
三、简答题1.请简要介绍一下材料的弹性变形和塑性变形的主要差异。
2.请解释一下什么是材料的韧性。
3.请举例说明材料的热膨胀性。
4.解释一下材料的导热性和导电性的区别。
5.什么是材料的耐腐蚀性?四、论述题1.简述材料性能对于材料选择的重要性,并以两个实际材料为例进行论述。
2.请论述材料的机械性能对于工程工程的影响以及如何优化材料的机械性能。
以上就是材料性能学考试试题的内容。
希望这些题目能够对您的学习和考试有所帮助!如需进一步了解每个问题的答案,请参考专业课程或教材。
绪论二、单项选择题1、下列不是材料力学性能的是()A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能2、属于材料物理性能的是()A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性三、填空题1、材料的性能可分为两大类:一类叫 ___________________ , 反映材料在使用过程中表现岀來的特性,另一类叫__________________ , 反映材料在加工过程屮表现出来的特性。
2、材料在外加载荷(外力)作用下或载荷与环境因素(温度、介质和加载速率)联合作用下所表现的行为,叫做材料_____________________________四、简答题1、材料的性能包括哪些方面?2、什么叫材料的力学性能?常用的金属力学性能有哪些?第一章材料单向静拉伸的力学性能一、名词解释弹性极限:强度:屈服强度:抗拉强度:塑性变形:韧性:二、单项选择题1、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的力一一伸长曲线(拉伸图)可以确定岀金属的()A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性2、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为()A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度3、拉伸实验中,试样所受的力为()A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D A静态力4、常用的塑性判断依据是()A、断后仲长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性5、工程上所用的材料,一般要求其屈强比()A、越大越好B、越小越好C、大些,但不可过大D、小些,但不可过小6、工程上一般规定,塑性材料的§为()A、21%B、25%C、210%D、215%7、形变强化是材料的一种特性,是下列()阶段产牛的现象。
A、弹性变形;B、冲击变形;C、均匀塑性变形;D、屈服变形。
8、在拉伸过程中,在工程应用中非常重要的曲线是()。
A、力一伸长曲线;B、工程应力一应变曲线;C、真应力一真应变曲线。
9、空间飞行器用的材料,既要保证结构的刚度,又要求有较轻的质量,一般情况下使用()的概念來作为衡量材料弹性性能的指标。
绪论1、简答题什么是材料的性能?包括哪些方面?解:材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括C)力学性能(拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲)0 2物理性能(热、光、电、磁)0 3化学性能(老化、腐蚀)。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释:解:弹性变形:材料受载后产生变形,卸载后这部分变形消逝,材料恢复到原来的状态的性质。
塑性变形:微观结构的相邻部分产生永久性位移,并不引起材料破裂的现象。
弹性极限:弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
弹性比功:弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应:材料预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低的现象。
弹性模量:工程上被称为材料的刚度,表征材料对弹性变形的抗力。
实质是产生100% 弹性变形所需的应力。
滞弹性:快速加载或卸载后,材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
内耗:加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功,即有部分变形功倍材料吸收,这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性:在一定条件下,呈现非常大的伸长率(约1000%)而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝:微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答1)材料的弹性模量有那些影响因素?为什么说它是结构不敏感指标?解:0键合方式和原子结构,共价键、金属键、离子键E高,分子键E低原子半径大,E 小,反之亦然。
O2晶体结构,单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性,沿密排面E大,多晶材料为各晶粒的统计平均值;非晶材料各向E同性。
G化学成分,。
4微观组织O5温度,温度升高,E下降O加载条件、负载时间。
对金属、陶瓷类材料的 E 没有影响。
高聚物的E随负载时间延长而降低,发生松弛。
2)金属材料应变硬化的概念和实际意义。
解:材料进入塑性变形阶段后,随着变形量增大,形变应力不断提高的现象称为应变硬化。
材料性能学复习题及答案一、单项选择题1. 材料的弹性模量是指材料在受到外力作用时,应力与应变的比值。
下列哪种材料通常具有较高的弹性模量?A. 橡胶B. 木材C. 钢铁D. 塑料答案:C2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,开始发生永久变形的应力值。
下列哪种情况下材料的屈服强度会降低?A. 提高温度B. 降低温度C. 增加材料的纯度D. 进行热处理答案:A3. 疲劳强度是指材料在反复加载和卸载过程中,能够承受的最大应力而不发生断裂的能力。
下列哪种材料通常具有较好的疲劳强度?A. 纯金属B. 合金C. 复合材料D. 陶瓷材料答案:B二、多项选择题1. 影响材料硬度的因素包括哪些?A. 材料的微观结构B. 材料的化学成分C. 材料的加工工艺D. 材料的表面处理答案:ABCD2. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用时,抵抗裂纹扩展的能力。
下列哪些因素可以提高材料的断裂韧性?A. 增加材料的韧性B. 减少材料的缺陷C. 提高材料的硬度D. 改善材料的微观结构答案:ABD三、判断题1. 材料的塑性是指材料在受到外力作用时,能够发生永久变形而不断裂的性质。
(对)2. 材料的导热系数越高,其导热性能越好。
(对)3. 材料的抗拉强度和屈服强度是相同的概念。
(错)四、简答题1. 简述材料的疲劳破坏过程。
答:材料的疲劳破坏过程通常包括裂纹的萌生、扩展和最终断裂三个阶段。
在反复加载和卸载的过程中,材料内部的微裂纹逐渐扩展,当裂纹扩展到一定程度时,材料的承载能力下降,最终导致断裂。
2. 描述材料的蠕变现象及其影响因素。
答:材料的蠕变现象是指在恒定应力作用下,材料发生持续的塑性变形。
影响蠕变的因素包括应力水平、温度、材料的微观结构和化学成分等。
高应力、高温和材料内部的缺陷都可能加速蠕变过程。
五、计算题1. 已知某材料的弹性模量为200 GPa,当受到100 MPa的应力时,计算其应变值。
答:根据弹性模量的定义,应变值可以通过应力除以弹性模量来计算。
材料性能学考卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种材料的弹性模量最大?A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高?A. 铝合金B. 玻璃纤维C. 碳钢D. 陶瓷3. 下列哪种材料的硬度最大?A. 黄铜B. 不锈钢C. 钨D. 铅4. 下列哪种材料的导热系数最高?A. 铜B. 铝C. 铁D. 硅胶5. 下列哪种材料的比热容最大?A. 水泥B. 橡胶C. 石墨D. 空气6. 下列哪种材料的密度最小?A. 聚乙烯B. 聚氨酯C. 聚氯乙烯D. 聚丙烯7. 下列哪种材料的断裂韧性最高?A. 玛瑙B. 玉石C. 钨钢D. 玻璃8. 下列哪种材料的耐磨性最好?A. 高铬铸铁B. 轴承钢C. 铸铝D. 粉末冶金9. 下列哪种材料的抗腐蚀性最好?A. 镍基合金B. 铜镍合金C. 铬镍合金D. 钛合金10. 下列哪种材料的磁导率最高?A. 铁B. 钴C. 镍D. 铅二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的弹性极限是指材料在受力后,去掉外力仍能恢复原状的______应力。
2. 材料的屈服强度是指材料在受力过程中,产生______变形时的应力。
3. 材料的断裂韧性是指材料抵抗______裂纹扩展的能力。
4. 材料的疲劳极限是指材料在______循环应力作用下,不发生疲劳破坏的最大应力。
5. 材料的导热系数是指在稳态热传导条件下,单位时间内通过单位面积、单位厚度的材料,温度梯度为1K时传递的______。
6. 材料的比热容是指单位质量的材料温度升高1K所需吸收的______。
7. 材料的密度是指单位体积的______。
8. 材料的硬度是指材料抵抗______变形的能力。
9. 材料的耐磨性是指材料在______过程中抵抗磨损的能力。
10. 材料的抗腐蚀性是指材料在______环境中抵抗腐蚀的能力。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简要介绍材料性能学的研究内容。
2. 请解释弹性模量、屈服强度和断裂韧性三个力学性能指标的区别。
材料性能学期末考试试题A一、判断题(1)退火碳钢的力学—伸长曲线是一种最典型的拉伸曲线(2)在单向拉伸过程中,绝大部分固体材料都首先产生弹性变形,除去外力后变形消失而恢复原状,因此所有变形都有可逆的特点。
(3)应力腐蚀宏观短裤形貌中,齐雅雯扩展区常可见黑色或灰黑色的腐蚀产物或氧化现象。
(4)弹性后效是指材料在快速加载或卸载后,随着时间的延长而产生的附件弹性应变的性能(5)屈服强度是一个组织不敏感的力学参量。
(6)材料的塑性变形是微观结构的相邻部分参数临时性位移。
(7)金属材料高温力学性能中的温度高低是以其”约比温度”为标准的,即T/Tm>0.5为高温状态。
(8)材料的理论断裂强度比实际断裂强度小。
(9)材料基体相结构不同,材料发生塑性变形的难易和断裂的机理不同。
(10)冲蚀磨损是接触面之间纯在着硬质粒子时所产生的一种磨损。
二、选择题(3)在实际应用的材料中,大多数属以下哪些材料?A单晶材料B多晶材料C支晶体材料D非晶材料(4)下列不属于接力断裂的基本微观特征的是?A韧窝B理解台阶C舌状花样D河流花样(5)下面有关断裂韧度的说法,错误的是?A断裂韧度是材料的固有性能,是可以通过实验方法测定的材料常数B断裂韧度表证金属材料抵抗裂纹失稳扩展的能力C断裂韧度随强度的升高而升高D细化晶料的合金元素使断裂韧度提高、(6)当温度低于某一T1温度时,材料有韧性状态变成脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理,这属于材料的什么现象?A疲劳极限 B 解理 C 低温脆性 D 冲击脆化效应(7)根据K判据,裂纹能发生扩展的基本条件为A G1<G2B K1 >K2C K1 <K2D 无法判定(8)下面裂纹扩展方式中,以哪种扩展方式最危险A 撕开型B 划开型C 切开型D 张开型(9)固体材料的各种热学性能就其物理本质而言,均与构成材料质点的什么有关?A 热振动B 晶体结构C 微观组织D 化学成分(10)”水滴石穿“属于A 冲蚀磨损B 腐蚀磨损C 粘着磨损D 磨粒磨损三、填空题(1)常见的晶体塑性变形机理为晶体的和(2)从材料断裂前是否发生塑性变形来看,材料的断裂可分为和(3)当情况下,采用K判据来判断材料是否发生裂纹扩展时需要修正。
材料性能期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料的弹性模量是指材料在弹性范围内,应力与应变的比值,其单位是:A. MPaB. GPaC. N/m²D. Pa2. 材料的硬度通常用来描述材料的:A. 韧性B. 强度C. 耐久性D. 抗划伤能力3. 材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时,体积或长度的相对变化率,其单位是:A. °C⁻¹B. K⁻¹C. °F⁻¹D. 1/°C4. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,开始发生永久变形的应力值,通常用下列哪个单位表示:A. MPaB. GPaC. N/m²D. Pa5. 材料的疲劳强度是指材料在循环载荷作用下,发生疲劳破坏的应力值,通常与下列哪个因素无关:A. 材料的微观结构B. 载荷的频率C. 材料的密度D. 环境温度二、填空题(每空2分,共20分)6. 材料的________是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力值而不发生断裂。
7. 材料的________是指材料在受到外力作用时,能够承受的最小应力值而不发生永久变形。
8. 材料的________是指材料在受到外力作用时,能够承受的最小应力值而不发生塑性变形。
9. 材料的________是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力值而不发生永久变形。
10. 材料的________是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力值而不发生塑性变形。
三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述材料的疲劳破坏机理。
12. 解释什么是材料的蠕变现象,并简述其影响因素。
13. 描述材料的断裂韧性及其在工程应用中的重要性。
四、计算题(每题15分,共30分)14. 某材料的弹性模量为200 GPa,当其受到100 MPa的应力作用时,计算其应变值。
15. 假设有一块材料的屈服强度为300 MPa,若在循环载荷作用下,该材料的疲劳强度降低到200 MPa,计算其疲劳强度降低的百分比。
材料性能学期末考试历年真题及答案.doc第⼀套⼀、名词解释(每题4分,共12分)低温脆性疲劳条带韧性⼆、填空题(每空1分,共30分)1、按照两接触⾯运动⽅式的不同,可以将摩擦分为和,按照摩擦表⾯的接触状态分为摩擦、摩擦、摩擦、摩擦、其中摩擦通常严禁出现。
2、材料的韧性温度储备通常⽤符号表⽰,取值在温度范围,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、低),材料就越(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,下限)。
3、材料的缺⼝越深、越尖锐,材料的缺⼝敏感性就越(⼤、⼩),材料的缺⼝敏感度就越(⼤、⼩),材料的对缺⼝就越(敏感、不敏感)。
低碳钢的拉伸断⼝由、、三个区域组成,该宏观断⼝通常被称为状断⼝。
5、按照应⼒⾼低和断裂寿命对疲劳分类,则N>105,称为周疲劳,⼜称为疲劳;N为102~105,称为周疲劳,⼜称为疲劳。
我们通常所称的疲劳指疲劳。
6、温度升⾼使铁磁性的饱和磁化强度,使剩余磁感应强度,使矫顽⼒。
7、根据材料被磁化后对磁场所产⽣的影响,可将材料分为、、3类。
三、问答题(共20分)1、衡量弹性的⾼低⽤什么指标,为什么提⾼材料的弹性极限能够改善弹性。
2、某种断裂的微观断⼝上观察到河流装花样,能否认定该断裂⼀定属于脆性断裂,为什么?如何根据河流状花样寻找裂纹的源头。
(4分)3、说明K和K的异同。
对⽐K和K的区别,说明K和K中的I的含义。
I IC IC C I IC4、简述影响⾦属导电性的因素。
(6分)四、分析题(共30分)1、⽐较布⽒硬度、洛⽒硬度、维⽒硬度测试原理及压痕特征。
并在以上⽅法中选择适合测量下列材料硬度的⽅法和标尺:渗碳层的硬度分布,淬⽕钢,灰⼝铸铁,氮化层的硬度,⾼速钢⼑具,退⽕的20钢。
(12分)2、什么是⾦属材料的塑性?对于下列材材料的塑性:(1)40CrNiMo调质钢试样,(2)20Cr渗碳淬⽕钢试样,(3)W18Cr4v钢淬⽕回⽕试样,(4)灰铸铁试样,分别选⽤哪种试险机(液压万能材料试验机、扭转试验机),采⽤何种试验⽅法测量。
1金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?金属的弹性模量主要取决于原子间距和原子间作用力,也即金属原子本性,晶格类型。
而材料的成分和组织对它影响不大,所以说它是一个对组织不敏感性能指标。
改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度,抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。
2决定金属屈服强度的因素有哪些?①金属本性和晶格类型,晶格阻力—派纳力,位错运动交互作用力越强,屈服强度越高;②晶粒大小和亚结构,晶粒减小,屈服强度增加;③溶质元素,加入溶质元素将产生晶格畸变,与位错应力场交互运动,提高屈服强度;④第二相,不可逆变形第二相将增加流变应力,提高屈服强度,可你变形第二相将产生界面能,提高屈服强度;⑤温度,派纳力属于短程力,对温度十分敏感,温度升高,屈服强度降低⑥应变速率,应变速率大,强度增加;⑦应力状态,切应力分量越大,越有利塑性变形,屈服强度降低。
3韧性断裂和脆性断裂的区别。
为什么脆性断裂更加危险。
韧性断裂:断裂前产生明显宏观塑性变形,断裂面一般平行于最大切应力与主应力成45度角,断口成纤维状,灰暗色。
断口三要素:纤维区,放射区,剪切唇,这三个区域的比例关系与材料韧度有关,塑性越好,放射线越粗大,塑性越差,放射线变细甚至消失。
脆性断裂:断裂前基本上不发生塑性变形的突然断裂。
断裂面与正应力垂直,断口平齐而光滑,呈放射状或结晶状。
(脆性断裂也产生微量塑性变形,断面收缩率一般小于5%)4对金属材料韧脆转变的影响因素。
①材料成分,凡加入合金元素引起滑移系减少,孪生,位错钉扎的都增加脆性,若合金中形成粗大第二相也增加脆性;②杂质,聚集在晶界上的杂质会降低材料的塑性,发生脆断;③bcc金属具有低温脆断现象,同时在低温下,塑性变形一孪生为主,易于产生裂纹,低温脆性大;④晶粒大小,晶粒小,晶界多,不易产生裂纹,也不易扩展,细化晶粒将提高抗脆性能;⑤应力状态,减少切应力和正应力的比值都将增加金属的脆性;⑥加载速度,加载速度大,金属会发生韧脆转变。
材料性能学考卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种材料的弹性模量最大?A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高?A. 铝合金B. 玻璃C. 高强度钢D. 纤维素3. 下列哪种材料的硬度最大?A. 黄金B. 铅C. 钨D. 铝A. 弹性B. 塑性C. 粘性D. 耐磨性5. 下列哪种材料的导电性最好?A. 铜B. 铁C. 铅D. 硅6. 下列哪种材料的比热容最大?A. 水泥B. 橡胶C. 铝D. 钨7. 下列哪种材料的密度最小?A. 聚乙烯B. 钢铁C. 铜D. 铅A. 导热性B. 热膨胀系数C. 弹性模量D. 抗压强度9. 下列哪种材料的耐腐蚀性最好?A. 铝B. 铁C. 铜镍合金D. 钢铁A. 耐候性B. 耐腐蚀性C. 热稳定性D. 抗压强度二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的性能主要包括______性能、______性能和______性能。
2. ______是指材料在受力过程中,产生变形后去掉外力仍能恢复原状的性质。
3. 材料的______是指材料在断裂前能承受的最大应力。
4. ______是指材料抵抗局部变形的能力,如压痕、刮擦等。
5. 材料的______是指材料在高温或低温环境下保持性能稳定的能力。
6. ______是指材料在受到腐蚀介质作用时,抵抗腐蚀破坏的能力。
7. 材料的______是指材料在受到冲击载荷作用时,吸收能量并产生变形而不破坏的能力。
8. ______是指材料在受到重复应力或循环应力作用时,抵抗疲劳破坏的能力。
9. 材料的______是指材料在受到电磁场作用时,产生电流的能力。
10. ______是指材料在单位长度、面积或体积内,质量的大小。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料力学性能的定义及其主要内容。
2. 简述材料物理性能的定义及其主要内容。
3. 简述材料环境性能的定义及其主要内容。
四、论述题(每题15分,共30分)1. 论述影响材料性能的主要因素。
第一篇材料的力学性能第一章材料的弹性变形一、名词解释1、弹性变形:外力去除后,变形消失而恢复原状的变形。
P42弹性模量:表示材料对弹性变形的抗力,即材料在弹性变形范兩内,产生单位弹性应变的需应力。
P103、比例极限:是保证材料的弹性变形按正比例关系变化的最大应力。
P154、弹性极限:是材料只发生弹性变形所能承受的最大应力。
P155、弹性比功:是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
P156、包格申效应:是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变小于4%), 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。
P207、内耗:在加载变形过程中,被材料吸收的功称为内耗。
P21二、填空题1、金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗(变形)和(断裂)的能力。
P22、低碳钢拉伸试验的过程可以分为(弹性变形)、(塑性变形)和(断裂)三个阶段。
P2三、选择题1、表示金属材料刚度的性能指标是(B )。
P10A比例极限B弹性模量C弹性比功2、弹簧作为广泛应用的减振或储能元件,应具有较高的(C )<> P16A塑性B弹性模量C弹性比功D硬度3、下列材料中(C )最适宜制作弹簧。
A 08 钢B 45 钢C 60Si:Mn C T12 钢4、下列因素中,对金属材料弹性模量影响最小的因素是(D )。
A化学成分B键合方式C晶体结构D晶粒大小四、问答题影响金属材料弹性模量的因素有哪些?为什么说它是组织不敬感参数?答:影响金属材料弹性模量的因素有:键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、温度及加载方式和速度。
弹性模量是组织不敬感参数,材料的晶粒大小和热处理对弹性模量的影响很小。
因为它是原子间结合力的反映和度量。
P11第二章材料的塑性变形一、名词解释1、塑性变形:材料在外力的作用于下,产生的不能恢复的永久变形。
P242、塑性:材料在外力作用下,能产生永久变形而不断裂的能力。
P523、屈服强度:表征材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。
材料性能学总复习资料第一章 作业11.掌握以下物理概念:强度、屈服强度、抗拉强度、塑性、弹性、延伸率、断面收缩率、弹性模量、比例极限、弹性极限、弹性比功、包申格效应、弹性后效、弹性滞后环强度:指的是构件抵抗破坏的能力。
屈服强度:材料屈服时对应的应力值也就是材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力,这一应力值称为材料的屈服强度。
抗拉强度:材料最大均匀塑性变形的抗力。
塑性:是指在外力作用下,材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
弹性:材料受载后产生一定的变形,而卸载后这部分变形消逝,材料恢复到原来的状态的性质称为材料的弹性。
延伸率:材料拉伸后的截面面积变化量与原始截面面积的比值。
断面收缩率:材料拉断后,缩颈处横截面积的最大减缩量与原始截面面积的百分比。
弹性模量:弹性模数是产生100%弹性变形所需的应力。
比例极限:是保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力。
弹性极限:是材料由弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力。
弹性比功:又称为弹性必能,是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
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。
弹性后效:又称滞弹性,是指材料在快速加载或卸载后,随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
弹性滞后环:在非理想弹性的情况下,由于应力和应变不同步,是加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线,这个封闭回线称为弹性滞后环。
2、衡量弹性的高低用什么指标,为什么提高材料的弹性极限能够改善弹性? 衡量弹性的高低通常用弹性比功来衡量E a e e 22σ=,所以提高弹性极限可以提高弹性比功。
3、材料的弹性模数主要取决哪些因素?凡是影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模数。
主要有:键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度及加载方式和速度。
4、一直径2.5mm ,长度为200.0mm 的杆,在2000N 的载荷作用下,直径缩至2.2mm ,试求(1)杆的最终长度;(2)在该载荷作用下的真实应力和真实应变;(3)在该载荷作用下的工程应力和工程应变。
材料性能学复习(总15页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《材料性能学》复习第一章 材料单向静拉伸的力学性能一、力-伸长曲线(拉伸图) 1、曲线上变形三阶段 (1)、弹性变形(2)、塑性变形 (屈服现象)(3)、不均匀变形(颈缩阶段)及断裂阶段(会画) 2、拉伸图的种类曲线1 为淬火、高温回火后的高碳钢 曲线2 为低合金结构钢 曲线3 为黄铜 曲线4 为陶瓷、玻璃 曲线5 为橡胶类(会画)二、应力一应变曲线(σ-ε曲线)1、应力: 应变:2、 应力-应变曲线(工程应力-应变曲线)0A F =σ0L L ∆=ε3、各种性能指标(1)、强度指标①弹性极限:σe=Fe / S0②比例极限:σp=Fp / S0③屈服极限:σs=Fs / S0 ;屈服强度σ= / S0④强度极限:σb=Fb / S0⑤断裂强度: Sk=Fk / Sk(2)、塑性指标①延伸率:δk=(Lk-L0) / L0 X 100 %②断面收缩率:ψk=( S0- Sk)/ S0 X 100 %4、真应力-真应变曲线(S-e曲线)真应力:其中, F -瞬时载荷, A-瞬时面积真应变:则:两曲线比较0 0ln)LLLdLdee e LL⎰⎰===)1(ψσ-=SAFS=三、弹性变形及其实质(一)、弹性变形的特点•1、可逆性;•2、单值线性关系;•3、弹性变形量较小(ε<~1%)(二)、双原子模型解释弹性变形引力四、弹性的不完整性与内耗(一)、滞弹性(弹性后效)1.正弹性后效 2.反弹性后效3.产生原因4、危害(二)、包申格效应包申格(Bauschinger)效应:是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变小于4%),而后再同向加载规定残余伸长应力(或弹性极限)增加,反向加载,规定残余伸长应力(或弹性极限)降低的现象.原因:包申格(Bauschinger)效应可能与第二类内应力有关;危害:包申格(Bauschinger)效应可弱化材料,因而应予以消除;消除办法五、断裂1、断裂概念2、断裂的类型及断口特征3、韧性断裂与脆性断裂概念韧性断裂的特点;脆性断裂的特点4、穿晶断裂与沿晶断裂剪切断裂;解理断裂;准解理断裂5、断裂强度(1).理论断裂强度(会推导)理论断裂强度和实际强度说(2).断裂强度的裂纹理论( Griffith强度理论)Griffith强度理论此公式说明的问题金属材料γs=γe+γp Griffith强度理论212⎪⎭⎫⎝⎛=aEscπγσ22σγπscEa=21(2⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=aEpecπγγσ2)(2σγγπpecEa+=第二章材料在其他静载下的力学性能主要讲了硬度试验一、布氏硬度(HB)(1)测定原理(2)、优缺点•优点:压痕面积较大,其硬度值能反映材料在较大区域内各组成相的平均性能,试验数据稳定,重复性强。
《材料性能学》题型考点总结复习题由11金属材料工程肖振威一•名词解释。
1.弹性比功:材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。
2.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。
b5E2RGbCAP 3.滞弹性:是材料在加速加载或者卸载后,随时间的延长而产生的附加应变的性能,是应变落后于应力的现象。
4.粘弹性:是指材料在外力的作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。
5.内耗:在非理想弹性变形过程中,一部分被材料所吸收的加载变形功。
6.超塑性:材料在一定条件下呈现非常大的伸长率<约1000%而不发生缩颈和断裂的现象。
7.应力状态软性系数:最大切应力与最大正应力的比值。
8.布氏硬度:单位压痕面积承受的平均应力。
9.洛氏硬度:以测量压痕深度值的大小来表示材料的硬度值。
10.维氏硬度:采用压头为两相对面夹角为136度的金刚石四棱锥体,根据压痕单位面积所承受的载荷来计算硬度值。
p1EanqFDPw11.蓝脆:碳钢和某些合金钢在冲击载荷作用或静载荷作用下,在一定的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。
DXDiTa9E3d12.低应力脆断:高强度钢,超高强度钢的机件,中,低强度钢的大型机件常常在工作应力并不高,甚至远远低于屈服极限的情况下,发生脆性断裂现象。
RTCrpUDGiT13.应力场强度因子:KI反映了裂纹尖端区域应力场的强度,称为应力场强度因子。
14.疲劳:工件在变动载荷和应变长期作用下,因累积损伤而引起的断裂现象。
15.疲劳寿命:机件疲劳失效前的工作时间称为疲劳寿命。
16.疲劳强度:在指定疲劳寿命下,材料能承受的上限循环应力。
17.次载锻炼:材料特别是金属在低于疲劳强度的应力先运转一定周次。
18.磨损:在摩擦作用下物体相对运动时,表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。
19.接触疲劳:两接触材料作滚动或滚动加滑动摩檫时,交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳损伤,局部区域出现小片或小块材料剥落,而使材料磨损的现象。
南昌大学材料性能学复习题测试试卷1.关于固体材料的热容,爱因斯坦模型认为:晶体中每一个原子都是一个独立的振子,原子之间彼此无关,原子以( )的频率振动;德拜模型考虑到晶体中原子的相互作用,认为晶体中对热容的主要贡献是( ),把晶体近似视为连续介质,声频支的振动也近似看作是( )。
低温脆性常发生在具有()结构的金属及合金中,而在( )结构的金属及合金中很少发现。
[参考答案]体心立方或密排六方面心立方2.Griffith微裂纹理论从能量的角度来研究裂纹扩展的条件,这个条件是()。
[参考答案]物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能 3.滑移是在 __________作用下,在一定滑移系统上进行的。
[参考答案]切应力4.裂纹扩展的基本方式有三种,分别为()、()和(),其中以()裂纹扩展最危险,最容易引起脆性断裂。
[参考答案]张开型滑开型撕开型张开型5.描述材料的蠕变性能的力学性能指标有:()、()、()等。
[参考答案]蠕变极限持久强度松弛稳定性6.屈服是材料由()向()过渡的明显标志。
答案:弹性变形弹-塑性变形材料7.磁性的本源是材料内部电子的__________和__________。
晶体中热阻的主要来源是__________间碰撞引起的散射。
8.对介质损耗的主要影响因素是__________和__________。
9.在垂直入射的情况下,光在界面上的反射的多少取决于两种介质的__________。
10.电场周期破坏的来源是: __________、 __________ 、 __________ 、 __________ 等。
11.由于恒压加热物体除温度升高外,还要对外界做功,所以等压热容__________等容热容。
12.BaTiO3电介质在居里点以下存在__________、__________、__________和__________四种极化机制。
材料性能学复习题适用于材料成型与控制工程专业一、填空题1、。
e表示材料的弹性极限;op表示材料的比例极限;o s表示材料的屈服强度;ob表示材料的抗拉强度。
2、断口的三要素是纤维区、放射区和剪切唇。
微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝;解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流状或舌状花样;沿品断裂的微观特征为品粒状断口和冰糖块状断口。
3、应力状态系数a值越大,表示应力状态越软,材料越容易产生犁性变形和延性断裂。
为测量脆性材料的鴉也常选用应力状态系数u值A的实验方法,如压缩等。
4、在扭转实验中,塑性材料的断裂而与试样轴线垂讥,断口平齐,这是由切应力造成的切甌;脆性材料的断裂而与试样轴线45°角,这是山正应力造成的正断。
与静拉伸试样的宏观断口特征相反。
5、材料截面上缺口的存在,使得缺口根部产生应力集中和双(厂)向应力,试样的屈服强度升高,燉性降低。
6、低温脆性常发住在具有体心立方或密排六方结构的金属及合金小,而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。
7、在平面应变断裂韧性6、测试过程中,对试样的尺寸为其小B、a、(W-a)分别是三点弯Illi试样的厚度、裂纹长度和韧带长度,os是材料的屈服强度;这样要求是为了保证裂纹尖端处于平而应变和小范围丿屮;服状态;平而应变状态下的断裂韧性KIC小平而应力状态下的断裂韧性KC。
8、按断裂寿命和应力水平,疲劳町分为高周疲劳和低周疲劳;疲劳断口的典型特征是疲劳条纹(贝纹线)。
9、对材料的磨损,按机理可分为粘着磨损,磨粒磨损,疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损和微动磨损等形式。
10、材料的拉伸力学性能,包括屈服强度、抗拉强度和实际断裂强度等强度指标和延伸率和断面收缩率等犁性指标。
12、弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。
对机床的底座等构件,为保证机器的平稳运转,材料的弹性滞后环越A越好;而对弹簧片、钟表等材料,要求材料的弹性滞后环越尘越好。
13、材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂,解理断裂和沿晶断裂;按断裂前犁性变形人小分可分为延性断裂和脆性断裂14、在扭转实验小,塑性材料的断裂面与试样轴线WL;脆性材料的断裂面与试样轴线成堑角。
15、根据外加应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张开型(I 型)裂纹扩展、滑开型(II型)裂纹扩展和撕开型(III型)裂纹扩展三类。
16、根据构件的受力状态,环境皱感断裂对分为应力腐蚀开裂,腐蚀疲劳,腐蚀磨损和微动磨损等四类17、材料的韧性是表征材料在外力作用下,从变形到断裂全过程中吸收熄性变形功和断裂功的能力。
根据试样形状和加载速率,材料的韧性可分为光滑试样的静力韧性、缺口试样的冲击韧性和裂纹试样的断裂韧性。
18、应力强度因了反映了裂纹尖端区域应力场的强度,它综合反映了外加丿W力和裂纹位置、长度对裂纹尖端应力场强度的影响。
19、对于材料的静拉伸实验,在整个拉伸过程中的变形分为弹性变形、删性变形和断裂—三个阶段,塑性变形乂可分为一屈服__、均匀塑性变形和不均匀集屮塑性变宜三个阶段。
20、材料塑性的评价,在工程上一般以光滑圆柱试样的拉伸伸长率和断面收缩率作为塑性性能指标。
常用的伸长率指标冇最大应力下非比例伸长率、最大应力下总伸长率和最常用的断后伸长率三种。
21、金属弹性变形是-•种“可逆性变形”,它是金屈晶格屮原子H平衡位置产生“可逆位移” 的反映。
22、弹性模量即等于弹性应力,即弹性模量是产生“100%”弹性变形所需的应力。
23、弹性比功表示金属材料吸收“弹性变形功”的能力。
24、金属材料常见的赠性变形方式主要为“滑移”和“弯生”。
25、滑移面和滑移方向的组合称为“滑移系”。
26、影响屈服强度的外在因素有“温度”、“应变速率”和“应力状态”。
27、应变硕化是“位错增殖”、“运动受阻”所致。
28、缩颈是“应变硬化”与“截而减小”共同作用的结來。
29、金属材料断裂前所产生的册性变形由“均匀槊性变形”和“集屮犁性变形”两部分构成。
30、金属材料常用的塑性指标为“断后伸长率”和“断面收缩率”。
31、韧度是度最材料韧性的力学指标,又分为“静力韧度”、“冲击韧度”、“断裂韧度”。
32、机件的三种主要失效形式分别为“磨损”、“腐蚀”和“断裂”。
33、断口特征三要素为“纤维区”、“放射区”、“剪切唇”。
34、微孔聚集断裂过程包扭“微孔成核”、“长人”、“聚合”,直至断裂。
35、决定材料强度的最基木因素是“原了间结合力”。
36、金屈材料在静载荷下失效的主要形式为“塑性变形”和“断裂”。
37、扭转试验测定的主要性能指标有“切变模量”、“扭转屈服点T s”、“抗扭强度T b”。
38、缺口试样拉伸试验分为“轴向拉伸”、“偏斜拉伸”。
39、压入法破度试验分为“布氏硬度”、“洛氏硬度”和“维氏硬度”。
40、洛氏硬度的表示方法为“硬度值”、符',;“HR”、和“标尺字母”。
41、冲击载荷与静载荷的主要区别是“加载速率不同”。
42、金属材料的韧性指标是“韧脆转变温度tk43、裂纹扩展的基本形式为“张开烈”、“滑开犁”和“撕开烈”。
44、机件最危险的一种失效形式为“断裂”,尤其是“脆性断裂”极易造成安全事故和经济损失。
45、裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据:K12K1C46、断裂G判据:Gl^GlCo47、断裂J判据:JINJIC48、变动应力可分为“规则周期变动应力”和“无规则随机变动应力”两种。
49、规则周期变动应力也称循环应力,循环应力的波形有“正弦波”、“矩形波”和“三介形50、典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域,分别为“疲劳源”、“疲劳区”和“瞬断区”。
51、疲劳断裂应力判据:对称应力循坏卜•:。
2。
-1。
非对称应力循环I、•:。
2。
r52、疲劳过程是由“裂纹萌生”、“亚稳扩展”及最后“失稳扩展”所组成的。
53、宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的“形成”、“长人”及“连接”而成的。
54、疲劳微观裂纹都是由不均匀的“局部滑移”和“显微开裂”引起的。
55、疲劳断裂一般是从机件表而“应力集中处”或“材料缺陷处”开始的,或是从二者结合处发牛的。
56、产生应力腐蚀的三个条件为“丿M力”、“化学介质”和“金属材料”。
57、应力腐蚀断裂最基木的机理是“滑移溶解理论”和“氢脆理论”。
58、防止氢脆的三个方血为“环境因素”、“力学因素”及“材质因素”。
59、脆性材料冲蚀磨损是「'裂纹形成”与“快速扩展”的过程。
60、影响冲蚀磨损的主要因素有:“环境因索”、“粒子性能”、“材料性能”。
6k磨损的试验方法分为“实物试验”与“实验室试验”。
62、晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等强温度”。
63、金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象称为“蠕变”。
64、金属的蠕变变形主要是通过“位错滑移”、“原子扩散”等机理进行的。
二、判断题:1、构件的刚度Q与材料的弹性模量E成正比,而与构件的横截面积A成反比。
(X)2、对机床的底座等构件,为保证机器的平稳运转,材料的弹性滞麻环越人越好;而对弹簧片、钟表等材料,要求材料的弹性滞后环越小越好。
(丁)3、B auschinger效应是指经过预先加载变形,然后再反向加载变形吋材料的弹性极限升高的现彖。
(X)4、鉴于弯曲试验的特点,弯曲试验常用于铸铁、破质合金等韧性材料的性能测试。
(X)5、在韧性材料的冲击试样断口上,裂纹会在距缺II一淀距离的试样内部萌生,而不是在缺口根部。
(丿)6、利用双原子模型计算岀的材料理论断裂强度比实际值高出广3个数量级,这是因为该计算模型不正确。
(X)。
7、材料的低周疲劳行为,常通过S-N曲线來表示。
(X)8、奥氏体不锈钢在硝酸盐溶液溶液中容易发生应力腐蚀开裂。
(X)9、晶粒与晶界两者强度相等的温度,称为等强温度。
(J)10、应力松弛是指高温服役的零件或材料在应力保持不变的条件下,其中的应变自行降低的现彖。
(X)11、磨损包括三个阶段,这三个阶段中均能观察到摩擦现彖,最后发生疲劳韧脆性断裂。
(X )12、应力状态软性系数越人,最人切应力分最越人,表示应力状态越软,材料越易于产生塑性变形;反Z,应力状态软性系数越小,表示应力状态越硬,则材料越容易产生脆性断裂。
13、断裂5判据是裂纹开始扩展的断裂判据,而不是裂纹失稳扩展的断裂判据,显然,按这种判据设计构件是偏于保守的。
(丿)14、测量陶瓷、铸铁的冲击吸收功时,一般采川夏比U型缺口试样,很少采川X型及无缺口冲击试样。
(X)15、应力腐蚀断裂速度远大于没有应力时的腐蚀速度,乂远小于单纯力学因索引起的断裂速度。
3)16、工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据;但在材料科学研究中,真应力与真应变具有更重要的意义。
(J)17、同一材料用不同的硕度测定方法所测得的硕度值是不相同的,且完全不可以互相转换。
(X)18、缺口使塑性材料得到“强化”,因此,町以把“缺口强化”看作是强化材料的一种手段,捉高材料的屈服强度。
(X)19、接触疲劳过程是在纯滚动的条件下产生的材料局部破坏,也经历了裂纹形成与扩展两个阶段。
(X)20、疲劳强度属于强度类力学性能指标,是属于高温拉伸的力学性能指标。
(X)1・由內力引起的内力集度称为应力。
(X )2.当应变为一个单位时,弹性模量即等于弹性应力,即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。
(V )3.工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越人,则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。
(X )4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
(V )5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系,滑移系越少金属的塑性越好。
(X )6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。
(X )7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数,因而它不受单相固溶合金(或多项合金中的基体相)中溶质量所限制。
(X )&随着绕过质点的位错数量增加,阳下的位错坏增多,相当于质点的间距减小,流变应力就增大。
(V )9.层错能低的材料应变硬度程度小。
(X )10•磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式,其小以腐蚀的危害最人。
(X )11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察吋断口呈氧化色,颗粒状。
(X )12.脆性断裂的断裂而一•般与正应力垂直,断口平齐而光亮,长呈放射状或结品状。
(V )13.决定材料强度的最基木因素是原了间接合力,原了间结合力越高,则弹性模量、熔点就越小。
(X )14.脆性金属材料在拉伸时产生垂氏于载荷轴线的正断,鴉性变形最几乎为零。
(V )15.脆性金属材料在压缩时除产住-•定的压缩变形外,常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。
(V )16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。
(X )17.可根据断II宏观特征,来判断承受扭矩而断裂的机件性能。