材料性能学第四章课后答案全部答案2020免费.docx

材料力学性能学作业答案某校力学性能试验室装有液压万能材料试验机、扭转试验机和疲劳试验机等设备，今欲测定下列材料的塑性：1）40CrNiMo调质钢试样-拉伸2）20Cr渗碳淬火钢试样-弯曲或扭转3）W18Cr4V钢淬火回火试样-压缩或扭转4）灰铸铁试样-弯曲，扭转或压缩万能材料试验机-弯曲扭转试验机-扭转疲劳试验机-拉伸、压缩今有如下工件需测定硬度，试说明选用何种硬度试验为宜。

1)渗碳层的硬度分布显微2）淬火钢洛或维或布3）灰铸铁布4）硬质合金洛或维5）鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体显微6）仪表小黄铜齿轮显微7）龙门刨床导轨肖氏（便携）8）氮化层显微9）火车圆弹簧布氏10）高速钢刀具布氏检验以下材料的冲击韧性，哪些需要开口，哪些不需要开口？W18Cr4v[NO] Cr12MoV[NO] 3Cr2W8V[YES] 40CrNiMo[YES] 30CrMnSi[YES] 20CrMnSiTi[YES] 铸铁［NO］试说明低温脆性的物理本质及其影响因素？答：物理本质：某些金属材料或合金，在试验温度低于某一温度时，由韧性状态变为脆性状态。

影响材料脆韧转变的因素有：?1．晶体结构，对称性低的体心立方以及密排六方金属，合金转变温度高，材料脆性断裂趋势明显，塑性差；?2．化学成分，能够使材料硬度，强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差，材料脆性提高；?3．显微组织，显微组织包含以下几个方面的影响：晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性，韧性。

细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀，晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张，因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大，可以防止裂纹的产生；金相组织；?4．温度的影响：温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程，定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。

5．加载速度的影响：提高加载速度如同降低材料的温度，使得材料塑性变差，脆化温度升高。

1.下列3组试验中，每组第一个测试方法测试的韧脆转化温度较低的是（C ）。

A.拉伸和扭转B.缺口静弯曲和缺口扭转弯曲C,光滑试样拉伸和缺口试样拉伸2.渗氮层应该选择何种硬度方法测试硬度（A ）A.显微维氏硬度；B.洛氏硬度；C.布氏硬度；D.肖氏硬度3.下列不属于解理断裂的基本微观特征的是（A ）A.韧窝B.解理台阶C.河流花样D.舌状花样4.空间飞行器用的材料，要保证结构的刚度又要求有较轻的重量，一般情况下衡量此种材料弹性性能的指标是（D ）A.杨氏模数B.切边模数C.弹性比功D.比弹性模数5.Ki表示I型裂纹，I型裂纹指的是（A）A.张开型B.滑开型C.撕开型D.混合型6.韧度是衡量材料韧性大小的力学指标，韧性是指材料断裂前吸收（A ）的能力。

A.塑性变形功和断裂功B.弹性变形功和断裂功C.弹性变形功和塑性变形功D.塑性变形功12.顺磁矩来源于（B ）。

A.电子受外加磁场产生的抗磁矩B.原子的固有磁矩C.原子自旋磁矩；15.下列因素中对材料弹性模数影响最小的是（C ）。

A.键合方式和原子结构；B.晶体结构；C.微观组织2.下列对于真应力、真应变说法正确的是（B ）A.真应力V工程应力；B.真应力〉工程应力；C.真应变 > 工程应变；3.下列因素对弹性模量E影响最大的是（D ）A.碳钢加入合金元素B.细化晶粒C.钢进行淬火处理D.升高温度5.中、低碳钢光滑试样静拉伸断裂开始于（A）A.表面B.表层一定深度C.心部D.以上都有可能6.在用压入法时，哪种情况会造成硬度值偏大（A ）。

A.过于接近试样端面B.过于接近其它测量点C.淬火钢试样底面氧化皮未清除7.热膨胀与其他性能关系错误的是（C ）。

A.材料热容增大热膨胀系数增大；B.结合能大的材料热膨胀系数小；C.熔点高的材料热膨胀系数高14 .下列说法错误的是（C ）A.金属材料电阻率随温度升高而增大。

B.大多数金属熔化为液态时电阻会降低C.冷塑性变形使金属的电阻增大。

《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。

解：由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。

1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。

若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。

解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。

则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。

1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。

0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。

如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。

共 4 页 第 页1. 通过静载拉伸实验可以测定材料的 弹性极限、屈服极限、 抗拉强度、断裂强度、比例极限等（答对3个即可）强度指标，及 延伸率 、 断面收缩率 等塑性指标。

2.按照断裂中材料的宏观塑性变形程度，断裂可分为脆性断裂和韧性断裂；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径（断裂方式），可分为穿晶断裂和沿晶断裂；按照微观断裂机理，可分为解理断裂和剪切断裂3. 单向拉伸条件下的应力状态系数为 0.5 ；而扭转和单向压缩下的应力状态系数分别为 0.8 和 2.0 。

应力状态系数越大，材料越容易产生 (塑性) 断裂。

为测量脆性材料的塑性，长采用压缩的试验方法4.在扭转试验中，塑性材料的断裂面与试样轴线 垂直 ；脆性材料的断裂面与试样轴线 成450角。

5. 低温脆性常发生在具有 体心立方或密排六方 结构的金属及合金中，而在 面心立方 结构的金属及合金中很少发现。

6. 材料截面上缺口的存在，使得缺口根部产生 应力集中 和 双（三）向应力或应力状态改变 ，试样的屈服强度 不变，塑性 降低 。

7.根据磨损面损伤和破坏形式（磨损机理），磨损可分为4类：粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损和麻点疲劳磨损（接触疲劳）8.典型的疲劳断口有3个特征区：疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。

疲劳裂纹扩展区最典型的特征是贝纹线9. 在典型金属与陶瓷材料的蠕变曲线上，蠕变过程常由 减速蠕变 ，恒速蠕变 和 加速蠕变 三个阶段组成。

10.根据材料磁化后对磁场所产生的影响，可以把材料分为3类：抗磁性材料、顺磁性材料和铁磁性材料11.一般情况下，温度升高，金属材料的屈服强度下降；应变速率越大，金属材料的屈服应力越高。

12.温度对金属材料的力学性能影响很大，在高温下材料易发生沿晶断裂。

13. 拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的断后伸长率会越小14.宏观断口一般呈杯锥装，由纤维区、放射区和剪切唇3个区域组成。

材料强度越高，塑性降低，则放射区比例增大。

4-1名词解释基本表视图实表相关子查询连接查询嵌套查询交互式SQL 嵌入式SQL 游标答：基本表：实际存储在数据库中的表，称为基本表。

视图：是从基本表或其他视图中导出的表，它本身不独立存储在数据库中，也就是数据库中只存放视图的定义而不存放视图的数据。

实表：是对基本表的别称。

相关子查询：SELECT语句嵌套时，子查询中查询条件依赖于外层查询中的值，因此子查询要反复求值供外层查询使用。

这种子查询称为相关子查询。

连接查询：查询时要从多个基本表中提取数据，此时把多个基本表写在同一层的FROM 子句中，这种查询形式称为连接查询。

嵌套查询：查询时要从多个基本表中提取数据，此时把多个基本表分别放在不同层次上的FROM子句中，这种查询形式称为嵌套查询。

交互式SQL：在终端交互方式使用的SQL语言。

嵌入式SQL：嵌入在高级语言的程序中使用的SQL语言。

游标：游标是与某一查询相联系的符号名。

游标有游标关系和游标指针两层含义。

在游标打开时，游标(指针)指向查询结果的第一个记录之前。

4-2 对于教务管理数据库的三个基本表S(SNO,SNAME, SEX, AGE,SDEPT)SC(SNO,CNO,GRADE)C(CNO,CNAME,CDEPT,TNAME)试用SQL的查询语句表达下列查询：⑴检索LIU老师所授课程的课程号和课程名。

⑴SELECT CNO,CNAMEFROM CWHERE TNAME=’LIU’;⑵检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓名。

⑵SELECT SNO,SNAMEFROM SWHERE AGE>23 AND SEX=’M’;⑶检索学号为200915146的学生所学课程的课程名和任课教师名。

⑶SELECT CNAME，TNAMEFROM SC,CWHERE O=O AND SNO=’200915146’⑷检索至少选修LIU老师所授课程中一门课程的女学生姓名。

⑷SELECT SNAME (连接查询方式)FROM S,SC,CWHERE S.SNO=SC.SNO AND O=O AND SEX=’F’ AND T NAME=’LIU’;或：SELECT SNAME (嵌套查询方式)FROM SWHERE SEX=’F’AND S NO IN(SELECT SNOFROM SCWHERE CNO IN (SELECT CNOFROM CWHERE TNAME=’LIU’))⑸检索W ANG同学不学的课程的课程号。

材料性能学_南昌大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.低碳钢在整个拉伸过程中的变形可分为（）、（）、（）和（）四个阶段答案:弹性变形_均匀塑性变形_屈服变形_不均匀集中塑性变形2.格里菲斯裂纹理论仅适用于脆性材料，如玻璃、无机晶体、超高强度钢等。

答案:正确3.薄板反向弯曲成型是利用了材料的（）来实现的。

答案:包申格效应4.形状记忆合金是利用材料的（）来实现的。

答案:伪弹性5.弹簧常用作减振或储能元件，主要是利用其高的（）。

答案:弹性比功6.（）是防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材的依据。

答案:屈服强度7.冲击功可表示材料的变脆倾向，真正反映材料的韧脆程度。

答案:错误8.微孔聚集型断裂是韧性断裂的普遍方式。

答案:正确9.为了区分材料的脆性断裂和韧性断裂，一般规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于（）者为脆性断裂。

答案:5%10.剪切唇表面光滑，与拉伸轴呈（）度角，属于切断型断裂，微观为韧性断裂特征。

答案:4511.（）是单向静拉伸曲线上应力的最大值，表征最大均匀塑性变形抗力指标。

答案:抗拉强度12.音叉在真空中做弹性振动，但是由于（）的作用，振幅逐渐衰减，最后停止。

答案:内耗13.拉拔的钢棒经辊压校直是利用了材料的（）来实现的。

答案:包申格效应14.包申格效应与金属材料中（）运动所受的阻力变化有关。

答案:位错15.合金的形状记忆效应是一种特殊的热-机械行为，是热弹性马氏体相变产生的低温相-马氏体在加热时向高温相-（）进行可逆转变的结果。

答案:奥氏体16.材料的粘弹性在（）中表现得比较突出。

答案:高分子材料17.当对粘弹性体施加恒定应变，则应力将随时间而（），弹性模量也随时间而降低，这个现象称为弛豫。

答案:减小18.为提高材料的弹性比功，可以提高弹性极限，或者降低（）。

答案:弹性模数19.σp0.01表示规定非比例伸长率为（）时的应力。

答案:0.01%20.对于服役条件不允许产生塑性变形的机件，设计时应按（）为选择材料的依据。

精品 第3节 复合材料1．下列关于复合材料的说法正确的是( )A ．合金就是复合材料B ．复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种C ．复合材料按基体分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料D ．复合材料是两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的解析：选D 。

合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质。

复合材料是将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料。

A 、B 错，D 正确。

树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，C 项错。

2．下列关于材料的说法中，正确的是( )A ．玻璃是由Na 2SiO 3、CaSiO 3和SiO 2熔合而成的晶体B ．高温结构陶瓷具有耐高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度小、耐磨损、密度大的特点C ．氧化铝陶瓷的熔点低、硬度小D ．镁铝合金的强度高、密度小，可用于飞机制造业解析：选D 。

玻璃属于玻璃态物质，不是晶体，它没有固定的熔点，A 错误；B 中高温结构陶瓷硬度大、密度小，B 错误；氧化铝陶瓷是高温结构陶瓷，熔点高，故C 错误；镁铝合金硬度大、质轻，因此可用于飞机制造业，故D 对。

3．下列说法正确的是( )A ．所有复合材料都由基体和增强体两部分组成B ．增强体在复合材料中起黏结作用C ．基体在复合材料中起骨架作有D ．复合材料按基体分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和夹层增强复合材料解析：选A 。

因为复合材料都由基体和增强体两部分组成，所以其化学成分至少有两种，A 项对；增强体在复合材料中起骨架作用，B 项错；基体在复合材料中起黏结作用，C 项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体分类的，而夹层增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，D 项错。

4．下列哪些产品或材料属于复合材料( )①生物陶瓷 ②采用碳纤维增强复合材料制作的钓鱼竿③航天飞机隔热陶瓷瓦 ④飞机机身A ．①B ．②C ．①②③D ．②③④解析：选D 。

第四章 材料化学热力学1. Cs 熔体的标准吉布斯自由能（单位为J ）与温度T （单位为K ）的关系为 ΔG o m, Cs =2100-6.95T, 求Cs 的熔点。

解：根据热力学定律，当ΔG<0时，反应可以自发进行，因此ΔG ＝0时对应的平衡反应（即Cs 由固相转变为液相的反应）的温度即为Cs 的熔点。

由ΔG o m, Cs =2100-6.95T ＝0，可得T ＝302K ，所以Cs 的熔点为302K 。

2. 通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物的还原剂。

3. 答：根据埃灵罕姆图，ΔG o -T 曲线越在下方，氧化物的ΔG o 负值越大，其稳定性就越高。

所以在给定的温度下，位于下方的ΔG o -T 曲线所对应的元素可使位于上方曲线的金属氧化物还原。

由埃灵罕姆图还可知，CO 生成线的斜率为负，随着温度升高，ΔG o 越负，CO 稳定性越高。

而金属氧化物的生成线的斜率都为正，随着温度升高，ΔG o 越正，氧化物稳定性越低。

所以，碳在高温下可以用作金属氧化物的还原剂。

4. 3.（a ）对任何反应，请说明ΔG 和ΔG o 为0的意义；（b ）对于“如果反应的ΔG o 是正值，则反应不会如反应式所写的那样向右进行”的说法，谈谈你的观点5. 答：（a ）对于任何反应，ΔG （吉布斯自由能变化）是描述一个化学反应的驱动力，即可据此判断反应发生的可能性。

根据热力学第二定律可知，“在任何自发变化过程中，自由能总是减少的”。

所以，ΔG 为0说明反应过程处于平衡状态。

而ΔG o 为标准吉布斯自由能变，即物质处于标准状态时（（指定温度（273.15 K ）和压力（101.325KPa ））的生成自由能。

（b ）已知ΔG o =－RTLn K ，若ΔG o 为正值，则Ln K 必需为负值，则K <1，表明反应进行的程度很小。

4. 在埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，但是反应 的斜率为0，反应 的斜率为负，请解释原因。