材料性能學(xué)考卷及答案.doc

題號一二三四五總分總分人分數(shù)一、名詞解釋（每題4分，共12分）低溫脆性：材料隨著溫度下降，脆性增加，當其低于某一溫度時，材料由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，這種現(xiàn)象為低溫脆性。疲勞條帶：每個應(yīng)力周期內(nèi)疲勞裂紋擴展過程中在疲勞斷口上留下的相互平行的溝槽狀花樣。韌性：材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。二、填空題(每空1分，共30分)1、按照兩接觸面運動方式的不同，可以將摩擦分為 滾動摩擦 和 滑動摩擦 ，按照摩擦表面的接觸狀態(tài)分為 干 摩擦、 濕（流體） 摩擦、 邊界 摩擦、 混合 摩擦、其中 干 摩擦通常嚴禁出現(xiàn)。2、材料的韌性溫度儲備通常用 符號表示，取值在 2060 溫度范圍，對于相同的材料而言，韌性溫度儲備越大，材料的工作溫度就越 高 （高、低），材料就越 安全 （安全，不安全）。對于承受沖擊載荷作用的重要機件，韌性溫度儲備取 上限 （上限，下限）。3、材料的缺口越深、越尖銳，材料的缺口敏感性就越 大 （大、小），材料的缺口敏感度就越 小 （大、?。牧系膶θ笨诰驮?敏感 （敏感、不敏感）。 4、低碳鋼的拉伸斷口由 剪切唇 、 纖維區(qū) 、 放射區(qū) 三個區(qū)域組成，該宏觀斷口通常被稱為 杯錐 狀斷口。5、按照應(yīng)力高低和斷裂壽命對疲勞分類，則N105,稱為 高 周疲勞，又稱為 應(yīng)力 疲勞；N為102105，稱 低 周疲勞，又稱為 應(yīng)變 疲勞。我們通常所稱的疲勞指 高周（應(yīng)力） 疲勞。6、溫度升高使鐵磁性的飽和磁化強度 下降 ，使剩余磁感應(yīng)強度 減小 ，使矯頑力 減小 。7、根據(jù)材料被磁化后對磁場所產(chǎn)生的影響，可將材料分為 抗磁性 、 順磁性 、 鐵磁性 3類。三、問答題（共20分）1、 衡量彈性的高低用什么指標，為什么提高材料的彈性極限能夠改善彈性。（4分）衡量彈性高低用彈性比功ae=e2/E。由于彈性比功取決于彈性極限和彈性模量，而材質(zhì)一定，彈性模量保持不變，因此依據(jù)公式可知提高彈性極限可以提高材料的彈性比功，改善材料的彈性。2、 某種斷裂的微觀斷口上觀察到河流裝花樣，能否認定該斷裂一定屬于脆性斷裂，為什么？如何根據(jù)河流狀花樣尋找裂紋的源頭。（4分）不能判定斷裂一定為脆性斷裂。（1分）韌性和脆性斷了依據(jù)斷口的宏觀形貌和變形特征來判定，單純從微觀斷口上的某些特征不能確定斷裂一定屬于脆斷。（2分）逆著河流的方向可以找到裂紋源。3、 說明KI和KIC的異同。對比KIC和KC的區(qū)別，說明KI和KIC中的I的含義。（6分）KIc代表的是材料的斷裂力學(xué)性能指標，是臨界應(yīng)力場強度因子，取決于材料的成分、組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素。KI是力學(xué)參量，表示裂紋尖端應(yīng)力場強度的大小，取決于外加應(yīng)力、尺寸和裂紋類型，與材料無關(guān)。（3分）KIc稱為平面應(yīng)變的斷裂韌性，Kc為平面應(yīng)力的斷裂韌性。對于同一材料而言，KIcKc，平面應(yīng)變狀態(tài)更危險，通常以前者衡量材料的斷裂韌性。KIC中的I代表平面應(yīng)變，KI的I表示I型裂紋。4、 簡述影響金屬導(dǎo)電性的因素。（6分）（1）溫度的影響：金屬電阻隨溫度的升高而增大；（2分）（2）冷塑性變形和應(yīng)力的影響：冷塑性變形使金屬的電子率增大，拉應(yīng)力使電阻率上升，壓應(yīng)力使電阻率下降；（2分）（3）合金化對導(dǎo)電性的影響：一般情況下，形成固溶體和金屬化合物時電阻率增高，多相合金的電阻率與組成相的導(dǎo)電性、相對量及形貌有關(guān)。（2分）四、分析題（共30分）1、 比較布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度測試原理及壓痕特征。并在以上方法中選擇適合測量下列材料硬度的方法和標尺：滲碳層的硬度分布，淬火鋼，灰口鑄鐵，氮化層的硬度，高速鋼刀具，退火的20鋼。（12分）布氏硬度、維氏硬度測試原理基本上一致，以壓頭在試件表面留下的壓痕上承受的平均應(yīng)力表示材料的硬度。洛氏硬度則是以壓痕的深淺表示材料的硬度。（3分）壓痕特點：布氏硬度為球冠；洛氏硬度HRC為圓錐坑，HRB為球冠；維氏硬度為四棱錐坑。（3分）滲碳層的硬度梯度：顯微維氏硬度Hv。（1分）淬火鋼：洛氏硬度HRC。（1分）灰口鑄鐵：布氏硬度HBS。（1分）高速鋼刀具：洛氏硬度HRC。（1分）氮化層硬度：（顯微）維氏硬度Hv。（1分）退火態(tài)20鋼：布氏硬度HBS。（1分）2、 什么是金屬材料的塑性？對于下列材材料的塑性： (1)40CrNiMo調(diào)質(zhì)鋼試樣，(2)20Cr滲碳淬火鋼試樣，(3)W18Cr4v鋼淬火回火試樣，(4)灰鑄鐵試樣，分別選用哪種試險機（液壓萬能材料試驗機、扭轉(zhuǎn)試驗機），采用何種試驗方法測量。（10分）塑性：材料受到外力作用產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。（2分）塑性衡量：(1)40CrNiMo調(diào)質(zhì)鋼：液壓萬能材料試驗機，單向拉伸實驗。（2分）(2)20Cr滲碳淬火鋼：扭轉(zhuǎn)試驗機，扭轉(zhuǎn)實驗。（2分）(3)淬火、回火W18Cr4V鋼：液壓萬能材料試驗機，彎曲實驗。（2分）(4)灰鑄鐵：液壓萬能材料試驗機，壓縮實驗。（2分）3、 奧氏體不銹鋼從1000急冷淬火是順磁性的，但緩冷則表現(xiàn)出鐵磁性，試解釋之。（8分） 呈現(xiàn)不同的磁性能是因為熱處理前后其組織發(fā)生了變化（2分）。鋼的所有組織中，除奧氏體為順磁性外，其他組織均為強鐵磁性組織（2分）。急冷淬火時其組織主要為奧氏體，因此呈現(xiàn)順磁性（2分），緩冷時，則出現(xiàn)了其他的組織，因此呈現(xiàn)鐵磁性（2分）五、證明題（共8分）一入射光以較小的入射角內(nèi)i和折射角r穿過一透明玻璃板。證明透過后的光強系數(shù)為（1-R）2。設(shè)玻璃對光的衰減不變。設(shè)空氣為