材料性能與測試-習(xí)題集復(fù)習(xí)課程

1、材料性能與測試-習(xí)題精品資料材料性能與測試習(xí)題緒論1、簡答題什么是材料的性能？包括哪些方面？提示材料的性能定量地反映了材料在給定外界條件下的行為；第一章單向靜載下力學(xué)性能1、名詞解釋：彈性變形 塑性變形 彈性極限 彈性比功 包申格效應(yīng) 彈性模量 滯彈性內(nèi)耗 韌性超塑性韌窩2、簡答1）材料的彈性模量有那些影響因素？為什么說它是結(jié)構(gòu)不敏感指標(biāo)？2）金屬材料應(yīng)變硬化的概念和實(shí)際意義。3）高分子材料的塑性變形機(jī)理。4）拉伸斷裂包括幾種類型？什么是拉伸斷口三要素？如何具體分析實(shí)際構(gòu)件 的斷裂提示：參考課件的具體分析實(shí)例簡單作答?3、計(jì)算：1）已知鋼的楊氏模量為210GPa,問直徑2.5mm,長度120m

2、m的線材承受450N載荷時變形量是多少？若采用同樣長度的鋁材來承受同樣的載荷，并且變 形量要求也相同，問鋁絲直徑應(yīng)為多少？（EAi=70GPa）若用W（E=388 GPa）、鋼化玻璃（E=345MPa）和尼龍線（E=2.83GPa）呢？2）一個拉伸試樣，標(biāo)距50mm,直徑13mm,實(shí)驗(yàn)后將試樣對接起來后測量 標(biāo)距81mm，伸長率多少？若縮頸處最小直徑 6.9mm,斷面收縮率是多少？第二章其它靜載下力學(xué)性能1、名詞解釋：應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) 剪切彈性模量 抗彎強(qiáng)度缺口敏感度 硬度2、簡答1）簡述硬度測試的類型、原理和優(yōu)缺點(diǎn)？至少回答三種2）簡述扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、彎曲實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)？滲碳淬火鋼、陶瓷玻璃試樣研究其

3、力學(xué) 性能常用的方法是什么？3）有下述材料需要測量硬度，試說明選用何種硬度實(shí)驗(yàn)方法？為什么？a. 滲碳層的硬度分布，b.淬火鋼，c.灰口鑄鐵，d.硬質(zhì)合金，e.儀表小黃 銅齒輪，f.高速工具鋼，g.雙相鋼中的鐵素體和馬氏體，h. Ni基高溫合金，i. Al合金中的析出強(qiáng)化相，j. 5噸重的大型鑄件，k.野外礦物第三章沖擊韌性和低溫脆性1、名詞解釋：沖擊韌度沖擊吸收功低溫脆性韌脆轉(zhuǎn)變溫度遲屈服2、簡答1) 缺口沖擊韌性實(shí)驗(yàn)?zāi)茉u定哪些材料的低溫脆性？哪些材料不能用此方法檢 驗(yàn)和評定？提示：低中強(qiáng)度的體心立方金屬、Zn等對溫度敏感的材料，高強(qiáng) 度鋼、鋁合金以及面心立方金屬、陶瓷材料等不能 2) 影響

4、材料低溫脆性的因素有哪些？3、計(jì)算：某低碳鋼的擺錘系列沖擊實(shí)驗(yàn)列于下表，溫度CC)沖擊功(J)溫度(C)沖擊功(J)6075104040750203570-2052560-501試計(jì)算：a. 繪制沖擊功一溫度關(guān)系曲線；b. 試確定韌脆轉(zhuǎn)變溫度；c. 要為汽車減震器選擇一種鋼，它在10C時所需的最小沖擊功為10J，問此 種鋼適合此項(xiàng)應(yīng)用么？第四章斷裂韌性1、名詞解釋：應(yīng)力場強(qiáng)度因子斷裂韌度低應(yīng)力脆斷2、簡答a. 格里菲斯公式計(jì)算的斷裂強(qiáng)度和理論斷裂強(qiáng)度差異？奧羅萬修正計(jì)算適用 范圍？b. KI和KIC的異同？c. 斷裂韌性的影響因素有哪些？如何提高材料的斷裂韌性？3、計(jì)算：a. 有一材料，模量E

5、 = 200GPa,單位面積的表面能 Y= 8 J/m2,試計(jì)算在 70MPa的拉應(yīng)力作用下，該裂紋的臨界裂紋長度？若該材料裂紋尖端的變形塑 性功Y= 400 J/m2,該裂紋的臨界裂紋長度又為多少？利用格里菲斯公式和奧 羅萬修正公式計(jì)算b. 已知aFe的(100)晶面是解理面，其表面能是 2 J/m2,楊氏模量E = 200 GPa,晶格常數(shù)a0= 0.25nm，試計(jì)算其理論斷裂強(qiáng)度？c. 馬氏體時效鋼的屈服強(qiáng)度是 2100MPa,斷裂韌度66MPam1/2，用這種材料 制造飛機(jī)起落架，最大設(shè)計(jì)應(yīng)力為屈服強(qiáng)度的 70%，若可檢測到的裂紋長度為 2.5m m,試計(jì)算其應(yīng)力強(qiáng)度因子，判斷材料的使

6、用安全性。提示：假設(shè)存在的是小的邊緣裂紋，采用有限寬板單邊直裂紋模型，2b>>a;若存在的是穿透裂紋，則應(yīng)用無限大板穿透裂紋模型計(jì)算第五章疲勞性能1、名詞解釋：循環(huán)應(yīng)力貝紋線疲勞條帶疲勞強(qiáng)度過載持久值熱疲勞2、簡答a. 比較金屬材料、陶瓷材料、高分子材料和復(fù)合材料疲勞斷裂的特點(diǎn)？b. 疲勞斷口宏觀斷口和微觀斷口分別有什么特征？c. 列出至少四條提高金屬疲勞性能的措施3、計(jì)算：a. 某材料的應(yīng)力幅和失效循環(huán)周次如下：應(yīng)力幅(MPa)失效循環(huán)周次(104)5001400735010275100250> 1000225> 1000試?yán)L制S-N曲線，并確定疲勞極限；如設(shè)計(jì)要求最

7、少疲勞壽命105次，則許用的最大循環(huán)應(yīng)力是多少？b. 某壓力容器受到升壓降壓交變應(yīng)力 cr= 120MPa作用，計(jì)算得知該容器允 許的臨界裂紋長度2ac= 125mm，檢查發(fā)現(xiàn)該容器有一長度 2a= 42mm的周向 穿透裂紋，假設(shè)疲勞裂紋擴(kuò)展符合 Paris公式，假設(shè)疲勞擴(kuò)展系數(shù)C = 2X1010, n= 3,試計(jì)算該容器的疲勞壽命和循環(huán)10萬次后的疲勞裂紋長度是多少？ 第六章磨損性能1、名詞解釋：磨損接觸疲勞2、簡答a. 簡述常見的磨損類型和特點(diǎn)？如何提高材料的耐磨粒磨損抗力？b. 試從提高材料疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞、耐磨性觀點(diǎn)出發(fā)，分析化學(xué)熱處理時 應(yīng)注意的事項(xiàng)。c. 簡述非金屬材料陶瓷、高

8、分子材料的磨損特點(diǎn)？第七章高溫性能1、名詞解釋：蠕變?nèi)渥儤O限持久強(qiáng)度應(yīng)力松弛2、簡答a. 列出至少四個提高金屬蠕變性能的措施b. 高溫蠕變變形的機(jī)理有哪幾種？3、計(jì)算：穩(wěn)態(tài)蠕變(即蠕變第二階段)的本構(gòu)方程&=A J exp(-Q/RT)，某耐熱鋼538C 下的蠕變系數(shù)A = 1.16X1O24, n = 8,激活能Q= 100kcal/mol, R為摩爾氣體常 數(shù)8.31J/molK，試計(jì)算該鋼在500E時應(yīng)力150MPa下的蠕變速率； 第八章耐腐蝕性能1、名詞解釋：電化學(xué)腐蝕縫隙腐蝕電偶腐蝕鈍化2、簡答a. 為什么說材料的腐蝕是一個自發(fā)過程？b. 原電池和腐蝕原電池的區(qū)別是什么？c.

9、 應(yīng)力腐蝕斷裂的條件和特征是什么？d. 簡述材料氧化腐蝕的測量方法和儀器。e. 列出至少四種防止金屬材料腐蝕的措施 第九章電性能1、名詞解釋：電介質(zhì)、極化強(qiáng)度、鐵電體、壓電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)、熱電效應(yīng)2、填空題a. 從極化的質(zhì)點(diǎn)類型看，電介質(zhì)的總極化一般包括三部分： 、;從是否消耗能量的角度看，電介質(zhì)的極化分為 和 類，其中 彈性的、瞬時完成的極化，不消耗能量；而的完成需要一定的時間，是非彈性的，消耗一定的能量。b. 電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生損耗的形式主要有 和種；當(dāng)外界條件一定時，介質(zhì)損耗只與tg有關(guān)，而tg僅由決定，稱為c. 電介質(zhì)材料在電場強(qiáng)度超過某一臨界值時會發(fā)生介質(zhì)的擊穿，通常擊穿類型可

10、分為、類。d. 鐵電體具有、和 大特征。e. 測量電阻常用的方法有 、 和 一。f. 金屬的熱電現(xiàn)象包括 、和三個基本熱電效應(yīng)。3、簡答題：a. 簡述電介質(zhì)、壓電體、熱釋電體、鐵電體之間的關(guān)系。b. 為什么金屬的電阻隨溫度升高而增大，半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高減小？c. 表征超導(dǎo)體性能的三個主要指標(biāo)是什么？目前氧化物高溫超導(dǎo)體應(yīng)用的主 要弱點(diǎn)是什么？e. 般來說金屬的電導(dǎo)率要高于陶瓷和聚合物，請舉例說明這個規(guī)律并不絕 對正確。第十章磁性能1、名詞解釋：磁化強(qiáng)度矯頑力飽和磁化強(qiáng)度磁導(dǎo)率和磁化率剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度磁疇趨膚效 應(yīng)2、簡答:a. 物質(zhì)的磁性可分為幾類？各自的特點(diǎn)和區(qū)別？b. 說明沖擊法測量材料

11、磁性能的原理.c. 簡述常用的磁性材料分類及其主要特點(diǎn)。d. 什么是自發(fā)磁化？鐵磁體形成的條件是什么？有人說“鐵磁性金屬沒有抗磁 性”，對么？為什么？e. 哪些磁性能參數(shù)是組織敏感的？哪些是不敏感的？f. 交變磁化下能量損耗包括哪些？g. 電子行業(yè)用的坡莫合金線圈一般是繞起來以后再退火，為什么不在繞之前 退火？提示：加工對磁性的影響3、計(jì)算：a. 鐵原子具有2.2波爾磁子，試求鐵的飽和磁化強(qiáng)度 Ms。（鐵的相對原子質(zhì) 量 55.9,密度 7.87）b. 在外場H = 5 XlO5A/m下，某材料磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.63T,試計(jì)算該材料的磁化率和磁導(dǎo)率？屬于哪一類磁性？若外場為200A/m下某材料的磁化強(qiáng)度 M=1.2X106A/m,試計(jì)算此材料的磁導(dǎo)率、磁化率和磁感應(yīng)強(qiáng)度？