材料性能學復習題

材料性能學復習題適用于材料成型與控制工程專業(yè)填空題1、σe表示材料的彈性極限；σp表示材料的比例極限；σs表示材料的屈服強度；σb表示材料的抗拉強度。2、斷口的三要素是纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇。微孔聚集型斷裂的微觀特征是韌窩；解理斷裂的微觀特征主要有解理臺階和河流狀或舌狀把戲；沿晶斷裂的微觀特征為晶粒狀斷口和冰糖塊狀斷口。3、應力狀態(tài)系數(shù)α值越大，表示應力狀態(tài)越軟，材料越容易產(chǎn)生塑性變形和延性斷裂。為測量脆性材料的塑性，常選用應力狀態(tài)系數(shù)α值大的實驗方法，如壓縮等。4、在扭轉實驗中，塑性材料的斷裂面與試樣軸線垂直，斷口平齊，這是由切應力造成的切斷；脆性材料的斷裂面與試樣軸線450角，這是由正應力造成的正斷。與靜拉伸試樣的宏觀斷口特征相反。5、材料截面上缺口的存在，使得缺口根部產(chǎn)生應力集中和雙〔三〕向應力，試樣的屈服強度升高，塑性降低。6、低溫脆性常發(fā)生在具有體心立方或密排六方結構的金屬及合金中，而在面心立方結構的金屬及合金中很少發(fā)現(xiàn)。7、在平面應變斷裂韌性KIC測試過程中，對試樣的尺寸為，其中B、a、〔W-a〕分別是三點彎曲試樣的厚度、裂紋長度和韌帶長度，σs是材料的屈服強度；這樣要求是為了保證裂紋尖端處于平面應變和小范圍屈服狀態(tài)；平面應變狀態(tài)下的斷裂韌性KIC小于平面應力狀態(tài)下的斷裂韌性KC。8、按斷裂壽命和應力水平，疲勞可分為高周疲勞和低周疲勞；疲勞斷口的典型特征是疲勞條紋〔貝紋線〕。9、對材料的磨損，按機理可分為粘著磨損，磨粒磨損，疲勞磨損、腐蝕磨損、沖蝕磨損和微動磨損等形式。10、材料的拉伸力學性能，包括屈服強度、抗拉強度和實際斷裂強度等強度指標和延伸率和斷面收縮率等塑性指標。12、彈性滯后環(huán)是由于材料的加載線和卸載線不重合而產(chǎn)生的。對機床的底座等構件，為保證機器的平穩(wěn)運轉，材料的彈性滯后環(huán)越大越好；而對彈簧片、鐘表等材料，要求材料的彈性滯后環(huán)越小越好。13、材料的斷裂按斷裂機理分可分為微孔聚集型斷裂，解理斷裂和沿晶斷裂；按斷裂前塑性變形大小分可分為延性斷裂和脆性斷裂14、在扭轉實驗中，塑性材料的斷裂面與試樣軸線垂直；脆性材料的斷裂面與試樣軸線成450角。15、根據(jù)外加應力的類型及其與裂紋擴展面的取向關系，裂紋擴展的根本方式有_張開型(Ⅰ型)裂紋擴展__、滑開型(Ⅱ型)裂紋擴展和撕開型(Ⅲ型)裂紋擴展_三類。16、根據(jù)構件的受力狀態(tài)，環(huán)境敏感斷裂可分為應力腐蝕開裂，腐蝕疲勞，腐蝕磨損和微動磨損等四類17、材料的韌性是表征材料在外力作用下，從變形到斷裂全過程中吸收塑性變形功和斷裂功的能力。根據(jù)試樣形狀和加載速率，材料的韌性可分為光滑試樣的靜力韌性、缺口試樣的沖擊韌性和裂紋試樣的斷裂韌性。18、應力強度因子反映了裂紋尖端區(qū)域應力場的強度，它綜合反映了_外加應力_和裂紋位置、_長度_對裂紋尖端應力場強度的影響。19、對于材料的靜拉伸實驗，在整個拉伸過程中的變形分為彈性變形、塑性變形和__斷裂_三個階段，塑性變形又可分為_屈服____、均勻塑性變形和__不均勻集中塑性變形_三個階段。20、材料塑性的評價，在工程上一般以光滑圓柱試樣的拉伸伸長率和_斷面收縮率_作為塑性性能指標。常用的伸長率指標有_最大應力下非比例伸長率_、最大應力下總伸長率和最常用的_斷后伸長率_三種。21、金屬彈性變形是一種“可逆性變形”，它是金屬晶格中原子自平衡位置產(chǎn)生“可逆位移”的反映。22、彈性模量即等于彈性應力，即彈性模量是產(chǎn)生“100％”彈性變形所需的應力。23、彈性比功表示金屬材料吸收“彈性變形功”的能力。24、金屬材料常見的塑性變形方式主要為“滑移”和“孿生”。25、滑移面和滑移方向的組合稱為“滑移系”。26、影響屈服強度的外在因素有“溫度”、“應變速率”和“應力狀態(tài)”。27、應變硬化是“位錯增殖”、“運動受阻”所致。28、縮頸是“應變硬化”與“截面減小”共同作用的結果。29、金屬材料斷裂前所產(chǎn)生的塑性變形由“均勻塑性變形”和“集中塑性變形”兩局部構成。30、金屬材料常用的塑性指標為“斷后伸長率”和“斷面收縮率”。31、韌度是度量材料韌性的力學指標，又分為“靜力韌度”、“沖擊韌度”、“斷裂韌度”。32、機件的三種主要失效形式分別為“磨損”、“腐蝕”和“斷裂”。33、斷口特征三要素為“纖維區(qū)”、“放射區(qū)”、“剪切唇”。34、微孔聚集斷裂過程包括“微孔成核”、“長大”、“聚合”，直至斷裂。35、決定材料強度的最根本因素是“原子間結合力”。36、金屬材料在靜載荷下失效的主要形式為“塑性變形”和“斷裂”。37、扭轉試驗測定的主要性能指標有“切變模量”、“扭轉屈服點τs”、“抗扭強度τb”。38、缺口試樣拉伸試驗分為“軸向拉伸”、“偏斜拉伸”。39、壓入法硬度試驗分為“布氏硬度”、“洛氏硬度”和“維氏硬度”。40、洛氏硬度的表示方法為“硬度值”、符號“HR”、和“標尺字母”。41、沖擊載荷與靜載荷的主要區(qū)別是“加載速率不同”。42、金屬材料的韌性指標是“韌脆轉變溫度tk43、裂紋擴展的根本形式為“張開型”、“滑開型”和“撕開型”。44、機件最危險的一種失效形式為“斷裂”，尤其是“脆性斷裂”極易造成平安事故和經(jīng)濟損失。45、裂紋失穩(wěn)擴展脆斷的斷裂K判據(jù)：KI≥KIC46、斷裂G判據(jù)：GI≥GIC。47、斷裂J判據(jù)：JI≥JIC48、變動應力可分為“規(guī)那么周期變動應力”和“無規(guī)那么隨機變動應力”兩種。49、規(guī)那么周期變動應力也稱循環(huán)應力，循環(huán)應力的波形有“正弦波”、“矩形波”和“三角形波”。50、典型疲勞斷口具有三個形貌不同的區(qū)域，分別為“疲勞源”、“疲勞區(qū)”和“瞬斷區(qū)”。51、疲勞斷裂應力判據(jù)：對稱應力循環(huán)下：σ≥σ-1。非對稱應力循環(huán)下：σ≥σr52、疲勞過程是由“裂紋萌生”、“亞穩(wěn)擴展”及最后“失穩(wěn)擴展”所組成的。53、宏觀疲勞裂紋是由微觀裂紋的“形成”、“長大”及“連接”而成的。54、疲勞微觀裂紋都是由不均勻的“局部滑移”和“顯微開裂”引起的。55、疲勞斷裂一般是從機件外表“應力集中處”或“材料缺陷處”開始的，或是從二者結合處發(fā)生的。56、產(chǎn)生應力腐蝕的三個條件為“應力”、“化學介質(zhì)”和“金屬材料”。57、應力腐蝕斷裂最根本的機理是“滑移溶解理論”和“氫脆理論”。58、防止氫脆的三個方面為“環(huán)境因素”、“力學因素”及“材質(zhì)因素”。59、脆性材料沖蝕磨損是“裂紋形成”與“快速擴展”的過程。60、影響沖蝕磨損的主要因素有：“環(huán)境因素”、“粒子性能”、“材料性能”。61、磨損的試驗方法分為“實物試驗”與“實驗室試驗”。62、晶粒與晶界兩者強度相等的溫度稱為“等強溫度”。63、金屬在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢的產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為“蠕變”。64、金屬的蠕變變形主要是通過“位錯滑移”、“原子擴散”等機理進行的。二、判斷題：1、構件的剛度Q與材料的彈性模量E成正比，而與構件的橫截面積A成反比?！病痢?、對機床的底座等構件，為保證機器的平穩(wěn)運轉，材料的彈性滯后環(huán)越大越好；而對彈簧片、鐘表等材料，要求材料的彈性滯后環(huán)越小越好?！病獭?、Bauschinger效應是指經(jīng)過預先加載變形，然后再反向加載變形時材料的彈性極限升高的現(xiàn)象?！病痢?、鑒于彎曲試驗的特點，彎曲試驗常用于鑄鐵、硬質(zhì)合金等韌性材料的性能測試?！病痢?、在韌性材料的沖擊試樣斷口上，裂紋會在距缺口一定距離的試樣內(nèi)部萌生，而不是在缺口根部。〔√〕6、利用雙原子模型計算出的材料理論斷裂強度比實際值高出1~3個數(shù)量級，這是因為該計算模型不正確。〔×〕。7、材料的低周疲勞行為，常通過S-N曲線來表示?！病痢?、奧氏體不銹鋼在硝酸鹽溶液溶液中容易發(fā)生應力腐蝕開裂。〔×〕9、晶粒與晶界兩者強度相等的溫度，稱為等強溫度?！病獭?0、應力松弛是指高溫服役的零件或材料在應力保持不變的條件下，其中的應變自行降低的現(xiàn)象?！病痢?1、磨損包括三個階段，這三個階段中均能觀察到摩擦現(xiàn)象，最后發(fā)生疲勞韌脆性斷裂?！病痢?2、應力狀態(tài)軟性系數(shù)越大，最大切應力分量越大，表示應力狀態(tài)越軟，材料越易于產(chǎn)生塑性變形；反之，應力狀態(tài)軟性系數(shù)越小，表示應力狀態(tài)越硬，那么材料越容易產(chǎn)生脆性斷裂?！病獭?3、斷裂δ判據(jù)是裂紋開始擴展的斷裂判據(jù)，而不是裂紋失穩(wěn)擴展的斷裂判據(jù)，顯然，按這種判據(jù)設計構件是偏于保守的?！病獭?4、測量陶瓷、鑄鐵的沖擊吸收功時，一般采用夏比U型缺口試樣，很少采用X型及無缺口沖擊試樣?！病痢?5、應力腐蝕斷裂速度遠大于沒有應力時的腐蝕速度，又遠小于單純力學因素引起的斷裂速度?！病獭?6、工程設計和材料選用中一般以工程應力、工程應變?yōu)橐罁?jù)；但在材料科學研究中，真應力與真應變具有更重要的意義?！病獭?7、同一材料用不同的硬度測定方法所測得的硬度值是不相同的，且完全不可以互相轉換?！病痢?8、缺口使塑性材料得到“強化”，因此，可以把“缺口強化”看作是強化材料的一種手段，提高材料的屈服強度?！病痢?9、接觸疲勞過程是在純滾動的條件下產(chǎn)生的材料局部破壞，也經(jīng)歷了裂紋形成與擴展兩個階段?！病痢?0、疲勞強度屬于強度類力學性能指標，是屬于高溫拉伸的力學性能指標。〔×〕1.由內(nèi)力引起的內(nèi)力集度稱為應力。〔×〕2.當應變?yōu)橐粋€單位時，彈性模量即等于彈性應力，即彈性模量是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應力。〔√〕3.工程上彈性模量被稱為材料的剛度，表征金屬材料對彈性變形的抗力，其值越大，那么在相同應力條件下產(chǎn)生的彈性變形就越大?！病痢?.彈性比功表示金屬材料吸收彈性變形功的能力?！病獭?.滑移面和滑移方向的組合稱為滑移系，滑移系越少金屬的塑性越好?！病痢?.高的屈服強度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能?！病痢?.固溶強化的效果是溶質(zhì)原子與位錯交互作用及溶質(zhì)濃度的函數(shù)，因而它不受單相固溶合金〔或多項合金中的基體相〕中溶質(zhì)量所限制?！病痢?.隨著繞過質(zhì)點的位錯數(shù)量增加，留下的位錯環(huán)增多，相當于質(zhì)點的間距減小，流變應力就增大?！病獭?.層錯能低的材料應變硬度程度小?！病痢?0.磨損、腐蝕和斷裂是機件的三種主要失效形式，其中以腐蝕的危害最大?！病痢?1.韌性斷裂用肉眼或放大鏡觀察時斷口呈氧化色，顆粒狀?！病痢?2.脆性斷裂的斷裂面一般與正應力垂直，斷口平齊而光亮，長呈放射狀或結晶狀?！病獭?3.決定材料強度的最根本因素是原子間接合力，原子間結合力越高，那么彈性模量、熔點就越小?！病痢?4.脆性金屬材料在拉伸時產(chǎn)生垂直于載荷軸線的正斷，塑性變形量幾乎為零?！病獭?5.脆性金屬材料在壓縮時除產(chǎn)生一定的壓縮變形外，常沿與軸線呈45°方向產(chǎn)生斷裂具有切斷特征。〔√〕16.彎曲試驗主要測定非脆性或低塑性材料的抗彎強度?！病痢?7.可根據(jù)斷口宏觀特征，來判斷承受扭矩而斷裂的機件性能?！病獭?8.缺口截面上的應力分布是均勻的?！病痢?9.硬度是表征金屬材料軟硬程度的一種性能?！病獭?0.與降低溫度不同，提高應變速率將使金屬材料的變脆傾向增大?！病痢?1.低溫脆性是材料屈服強度隨溫度降低急劇下降的結果?！病痢?2.體心立方金屬及其合金存在低溫脆性?！病獭?3.無論第二相分布于晶界上還是獨立在基體中，當其尺寸增大時均使材料韌性下降，韌脆轉變溫度升高?！病獭?4.細化晶粒的合金元素因提高強度和塑性使斷裂韌度KIC下降。〔×〕25.剩余奧氏體是一種韌性第二相，分布于馬氏體中，可以松弛裂紋尖端的應力峰，增大裂紋擴展的阻力，提高斷裂韌度KIC?！病獭?6.一般大多數(shù)結構鋼的斷裂韌度KIC都隨溫度降低而升高?！病痢?7.金屬材料的抗拉強度越大，其疲勞極限也越大?！病獭?8.宏觀疲勞裂紋是由微觀裂紋的形成、長大及連接而成的。〔√〕29.材料的疲勞強度僅與材料成分、組織結構及夾雜物有關，而不受載荷條件、工作環(huán)境及外表處理條件的影響。〔×〕30.應力腐蝕斷裂并是金屬在應力作用下的機械破壞與在化學介質(zhì)作用下的腐蝕性破壞的疊加所造成的?！病痢?1.氫蝕斷裂的宏觀斷口形貌呈氧化色，顆粒狀?！病獭?2.含碳量較低且硫、磷含量較高的鋼，氫脆敏感性低?！病痢?3.在磨損過程中，磨屑的形成也是一個變形和斷裂的過程?！病獭?4.馬氏體耐磨性最好，鐵素體因硬度高，耐磨性最差?！病痢?5.在相同硬度下，下貝氏體比回火馬氏體具有更高的耐磨性?！病獭?6.隨著實驗溫度升高，金屬的斷裂由常溫下常見的沿晶斷裂過渡到傳晶斷裂。〔×〕37.蠕變斷裂的微觀斷口特征，主要為冰糖狀把戲的傳晶斷裂形貌。〔×〕38.晶粒大小對金屬材料高溫力學性能的影響很大?！病獭?9.聚合物的性能主要取決于其巨型分子的組成與結構?！病獭?0.三種狀態(tài)下的聚合物的變形能力不同，彈性模量幾乎相同。〔×〕41.再高彈態(tài)時聚合物的變形量很大，且?guī)缀跖c溫度無關?！病獭?2.聚合物的疲勞強度高于金屬。〔×〕43.對機床的底座等構件，為保證機器的平穩(wěn)運轉，材料的彈性滯后環(huán)越大越好；而對彈簧片、鐘表等材料，要求材料的彈性滯后環(huán)越小越好?！病獭?4.鑒于彎曲試驗的特點，彎曲試驗常用于鑄鐵、硬質(zhì)合金等韌性材料的性能測試?！病痢?5.奧氏體不銹鋼在硝酸鹽溶液溶液中容易發(fā)生應力腐蝕開裂?！病痢?6.晶粒與晶界兩者強度相等的溫度，稱為等強溫度?！病獭?7.材料的硬度與抗拉強度之間為嚴格的線性關系?！病痢?8.裂紋擴展方向與疲勞條帶的方向垂直?！病獭?9.金屬只有在特定介質(zhì)中才能發(fā)生腐蝕疲勞。〔×〕50.適量的微裂紋存在于陶瓷材料中將提高熱震損傷性?！病獭尺x擇題：1、拉伸試樣的直徑一定，標距越長那么測出的斷面收縮率會〔C〕。A、越高；B、越低；C、不變；D、無規(guī)律可循2、材料的彈性比功，可通過〔B〕來得到提高。A、提高抗拉強度、降低彈性模量；B、提高彈性極限、降低彈性模量；C、降低彈性極限、降低彈性模量；D、降低彈性極限、提高彈性模3、單向壓縮條件下的應力狀態(tài)系數(shù)為〔D〕。A、0.5；B、1.0；C、0.8；D、2.04、從化學鍵的角度看，一價鍵材料的硬度變化規(guī)律是〔A〕。A)離子鍵＞金屬鍵＞氫鍵；B、離子鍵＞氫鍵＞金屬鍵；C、氫鍵＞金屬鍵＞離子鍵；D、金屬鍵＞離子鍵＞氫鍵5、HRC是〔D〕的一種表示方法。A、維氏硬度；B、努氏硬度；C、肖氏硬度；D、洛氏硬度6、在缺口試樣的沖擊實驗中，缺口試樣的厚度越大，試樣的沖擊韌性越〔C〕、韌脆轉變溫度越〔〕。A、大、高；B、小、低；c、小、高；D、大、低7、I型〔張開型〕裂紋的外加應力與裂紋面〔B〕；而II型〔滑開型〕裂紋的外加應力與裂紋面〔〕。A、平行、垂直；B、垂直、平行；C、成450角、垂直；D、平行、成450角8、平面應變條件下裂紋尖端的塑性區(qū)尺寸〔B〕平面應力下的塑性區(qū)。A、大于；B、小于；C、等于；D、不一定9、對稱循環(huán)應力的應力比R為〔C〕。A、0；B1；C、-1；D、∞10、KISCC表示材料的〔C〕。A、斷裂韌性；B、沖擊韌性；C、應力腐蝕破裂門檻值；D、應力場強度因子11、黃銅容易在〔C〕溶液中發(fā)生應力腐蝕開裂。A、熱堿溶液；B、氯化物溶液；C、氨水溶液；D、硝酸鹽溶液12、蠕變是指材料在〔B〕的長期作用下發(fā)生的塑性變形現(xiàn)象。A、恒應變；B、恒應力；C、恒加載速率；D、恒定頻率13、Tt表示給定溫度T下，恰好使材料經(jīng)過規(guī)定的時間t發(fā)生斷裂的〔B〕。A、蠕變極限；B、持久強度；C、高溫強度；D、抗拉強度14、與干摩擦相比，參加潤滑劑后摩擦副間的摩擦系數(shù)將會〔B〕。A、增大B、減小C、不變D、不一定15、形變強化是材料的一種特性，是以下〔C〕階段產(chǎn)生的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、沖擊變形；C、均勻塑性變形；D、屈服變形。16、缺口引起的應力集中程度通常用應力集中系數(shù)表示，應力集中系數(shù)定義為缺口凈截面上的〔A〕與平均應力之比。A、最大應力；B、最小應力；C、屈服強度；D、抗拉強度。17、因相對運動而產(chǎn)生的磨損分為三個階段：〔A〕、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。A、磨合階段；B、疲勞磨損階段；C、輕微磨損階段；D、不穩(wěn)定磨損階段。18、在拉伸過程中，在工程應用中非常重要的曲線是〔B〕。A、力—伸長曲線；B、工程應力—應變曲線；C、真應力—真應變曲線。19、韌度是衡量材料韌性大小的力學性能指標，是指材料斷裂前吸收〔A〕的能力。A、塑性變形功和斷裂功；B、彈性變形功和斷裂功；C、彈性變形功和塑性變形功；D、塑性變形功。20、蠕變是材料的高溫力學性能，是緩慢產(chǎn)生〔B〕直至斷裂的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、塑性變形；C、磨損；D、疲勞。21、缺口試樣中的缺口包括的范圍非常廣泛，以下〔C〕可以稱為缺口。A、材料均勻組織；B、光滑試樣；C、內(nèi)部裂紋；D、化學成分不均勻。22、最容易產(chǎn)生脆性斷裂的裂紋是〔A〕裂紋。A、張開；B、外表；C、內(nèi)部不均勻；D、閉合。23、空間飛行器用的材料，既要保證結構的剛度，又要求有較輕的質(zhì)量，一般情況下使用〔C〕的概念來作為衡量材料彈性性能的指標。A、楊氏模數(shù)；B、切變模數(shù)；C、彈性比功；D、比彈性模數(shù)。24、KⅠ的腳標表示I型裂紋，I型裂紋表示〔A〕裂紋。A、張開型；B、滑開型；C、撕開型；D、組合型。25、拉伸試樣的直徑一定，標距越長那么測出的抗拉強度會〔C〕。A越高；B越低；C不變；D無規(guī)律可循26、與維氏硬度值可以互相比擬的是〔A〕。A布氏硬度；B洛氏硬度；C莫氏硬度；D肖氏硬度27、扭轉加載的應力狀態(tài)系數(shù)〔A〕單向拉伸的應力狀態(tài)系數(shù)。A大于；B小于；C等于；D無關系28、雙原子模型計算出的材料理論斷裂強度比實際值高出1~3個數(shù)量級，是因為〔C〕。A模型不正確；B近似計算太粗太多；C實際材料有缺陷；D實際材料無缺陷29、平面應變條件下裂紋尖端的塑性區(qū)尺寸〔B〕平面應力下的塑性區(qū)。A大于；B小于；C等于；D不一定30、在研究低周疲勞中，常通過控制〔B〕的方式進行。A應力；B應變；C時間；D頻率31、⊿Kth表示材料的〔B〕。A斷裂韌性；B疲勞裂紋擴展門檻值；C應力腐蝕破裂門檻值；D應力場強度因子32、奧氏體不銹鋼在〔B〕溶液中容易發(fā)生應力腐蝕開裂。A熱堿溶液；B氯化物溶液；C氨水溶液；D硝酸鹽溶液33、細晶強化是非常好的強化方法，但不適用于〔A〕。A高溫；B中溫；C常溫；D低溫1、蠕變過程可以用蠕變曲線來描述，按照蠕變速率的變化，可將蠕變過程分為三個階段：〔C〕、恒速階段和加速階段。A、磨合階段；B、疲勞磨損階段；C、減速階段；D、不穩(wěn)定階段。2、不對稱循環(huán)疲勞強度、耐久強度、疲勞裂紋擴展門檻值、接觸疲勞強度都屬于〔C〕產(chǎn)生的力學性能。A、接觸載荷；B、沖擊載荷；C、交變載荷；D、化學載荷。3、生產(chǎn)上為了降低機械噪聲，對有些機件應選用〔A〕高的材料制造，以保證機器穩(wěn)定運轉。A、循環(huán)韌性；B、沖擊韌性；C、彈性比功；D、比彈性模數(shù)。4、拉伸斷口一般成杯錐狀，由纖維區(qū)、放射區(qū)和〔A〕三個區(qū)域組成。A、剪切唇；B、瞬斷區(qū)；C、韌斷區(qū)；D、脆斷區(qū)。5、根據(jù)剝落裂紋起始位置及形態(tài)的差異，接觸疲勞破壞分為點蝕、淺層剝落和〔B〕三類。A、麻點剝落；B、深層剝落；C、針狀剝落；D、外表剝落。6、應力狀態(tài)軟性系數(shù)表示最大切應力和最大正應力的比值，單向壓縮時軟性系數(shù)〔ν=0.25〕的值是〔D〕。A、0.8；B、0.5；C、1；D、2。7、韌度是衡量材料韌性大小的力學性能指標，是指材料斷裂前吸收〔A〕和斷裂功的能力。A、塑性變形功；B、彈性變形功；C、彈性變形功和塑性變形功；D、沖擊變形功8、金屬具有應變硬化能力，表述應變硬化行為的Hollomon公式，目前得到比擬廣泛的應用，它是針對真實應力-應變曲線上的〔C〕階段。A、彈性；B、屈服；C、均勻塑性變形；D、斷裂。9、因相對運動而產(chǎn)生的磨損分為三個階段：〔A〕、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。A、磨合階段；B、疲勞磨損階段；C、跑合階段；D、不穩(wěn)定磨損階段10、應力松弛是材料的高溫力學性能，是在規(guī)定的溫度和初始應力條件下，金屬材料中的〔C〕隨時間增加而減小的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、塑性變形；C、應力；D、屈服強度。11、形變強化是材料的一種特性，是以下〔C〕階段產(chǎn)生的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、沖擊變形；C、均勻塑性變形；D、屈服變形。12、缺口引起的應力集中程度通常用應力集中系數(shù)表示，應力集中系數(shù)定義為缺口凈截面上的〔A〕與平均應力之比。A、最大應力；B、最小應力；C、屈服強度；D、抗拉強度。13、因相對運動而產(chǎn)生的磨損分為三個階段：〔A〕、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。A、磨合階段；B、疲勞磨損階段；C、輕微磨損階段；D、不穩(wěn)定磨損階段。14、在拉伸過程中，在工程應用中非常重要的曲線是〔B〕。A、力—伸長曲線；B、工程應力—應變曲線；C、真應力—真應變曲線。15、韌度是衡量材料韌性大小的力學性能指標，是指材料斷裂前吸收〔A〕的能力。A、塑性變形功和斷裂功；B、彈性變形功和斷裂功；C、彈性變形功和塑性變形功；D、塑性變形功。16、蠕變是材料的高溫力學性能，是緩慢產(chǎn)生〔B〕直至斷裂的現(xiàn)象。A、彈性變形；B、塑性變形；C、磨損；D、疲勞。17、缺口試樣中的缺口包括的范圍非常廣泛，以下〔C〕可以稱為缺口。A、材料均勻組織；B、光滑試樣；C、內(nèi)部裂紋；D、化學成分不均勻。18、最容易產(chǎn)生脆性斷裂的裂紋是〔A〕裂紋。A、張開；B、外表；C、內(nèi)部不均勻；D、閉合。19、空間飛行器用的材料，既要保證結構的剛度，又要求有較輕的質(zhì)量，一般情況下使用〔C〕的概念來作為衡量材料彈性性能的指標。A、楊氏模數(shù)；B、切變模數(shù)；C、彈性比功；D、比彈性模數(shù)。20、KⅠ的腳標表示I型裂紋，I型裂紋表示〔A〕裂紋。A、張開型；B、滑開型；C、撕開型；D、組合型。21.以下哪項不是陶瓷材料的優(yōu)點〔D〕A耐高溫B耐腐蝕C耐磨損D塑性好22.對于脆性材料，其抗壓強度一般比抗拉強度〔A〕A高B低C相等D不確定23.今欲用沖床從某薄鋼板上沖剪出一定直徑的孔，在確定需多大沖剪力時應采用材料的力學性能指標為〔C〕A抗壓性能B彎曲性能C抗剪切性能D疲勞性能24.工程中測定材料的硬度最常用〔B〕A刻劃法B壓入法C回跳法D不確定25.細晶強化是非常好的強化方法，但不適用于〔A〕A高溫B中溫C常溫D低溫26.機床底座常用鑄鐵制造的主要原因是〔C〕A價格低，內(nèi)耗小，模量小B價格低，內(nèi)耗小，模量高C價格低，內(nèi)耗大，模量大D價格高，內(nèi)耗大，模量高27.應力狀態(tài)柔度系數(shù)越小時，材料容易會發(fā)生〔B〕A韌性斷裂B脆性斷裂C塑性變形D最大正應力增大29.裂紋體變形的最危險形式是〔A〕A張開型B滑開型C撕開型D混合型30.韌性材料在什么樣的條件下可能變成脆性材料〔B〕A增大缺口半徑B增大加載速度C升高溫度D減小晶粒尺寸31．腐蝕疲勞正確的簡稱為〔B〕ASCCBCFCAEDHE32．高強度材料的切口敏感度比低強度材料的切口敏感度〔A〕A高B低C相等D無法確定33．為提高材料的疲勞壽命可采取如下措施〔B〕A引入外表拉應力B引入外表壓應力C引入內(nèi)部壓應力D引入內(nèi)部拉應力34．工程上產(chǎn)生疲勞斷裂時的應力水平一般都比條件屈服強度〔B〕A高B低C一樣D不一定36、以下不是金屬力學性能的是〔D〕A、強度B、硬度C、韌性D、壓力加工性能37、根據(jù)拉伸實驗過程中拉伸實驗力和伸長量關系，畫出的力——伸長曲線〔拉伸圖〕可以確定出金屬的〔B〕A、強度和硬度B、強度和塑性C、強度和韌性D、塑性和韌性38、試樣拉斷前所承受的最大標稱拉應力為〔D〕A、抗壓強度B、屈服強度C、疲勞強度D、抗拉強度39、拉伸實驗中，試樣所受的力為〔D〕A、沖擊B、屢次沖擊C、交變載荷D、靜態(tài)力40、屬于材料物理性能的是〔C〕A、強度B、硬度C、熱膨脹性D、耐腐蝕性40、常用的塑性判斷依據(jù)是〔A〕A、斷后伸長率和斷面收縮率B、塑性和韌性C、斷面收縮率和塑性D、斷后伸長率和塑性42、工程上所用的材料，一般要求其屈強比〔C〕A、越大越好B、越小越好C、大些，但不可過大D、小些，但不可過小43、工程上一般規(guī)定，塑性材料的δ為〔B〕A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%44、適于測試硬質(zhì)合金、外表淬火剛及薄片金屬的硬度的測試方法是〔B〕A、布氏硬度B、洛氏硬度C、維氏硬度D、以上方法都可以45、不宜用于成品與外表薄層硬度測試方法〔A〕A、布氏硬度B、洛氏硬度C、維氏硬度D、以上方法都不宜46、用金剛石圓錐體作為壓頭可以用來測試〔B〕A、布氏硬度B、洛氏硬度C、維氏硬度D、以上都可以47、金屬的韌性通常隨加載速度提高、溫度降低、應力集中程度加劇而〔B〕A、變好B、變差C、無影響D、難以判斷48、判斷韌性的依據(jù)是〔C〕A、強度和塑性B、沖擊韌度和塑性C、沖擊韌度和多沖抗力D、沖擊韌度和強度49、金屬疲勞的判斷依據(jù)是〔D〕A、強度B、塑性C、抗拉強度D、疲勞強度50、材料的沖擊韌度越大，其韌性就〔D〕A、越好B、越差C、無影響D、難以確定51.通常用來評價材料的塑性上下的指標是〔A〕A比例極限B抗拉強度C延伸率D楊氏模量52.在測量材料的硬度實驗方法中，〔C〕是直接測量壓痕深度并以壓痕深淺表示材料的硬度A布氏硬度B洛氏硬度C維氏硬度D肖氏硬度53.以下關于斷裂的根本術語中，哪一種是指斷裂的緣由和斷裂面的取向〔B〕A解理斷裂、沿晶斷裂和延性斷裂B正斷和切斷C穿晶斷裂和沿晶斷裂D韌性斷裂和脆性斷裂54.金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破壞的能力叫〔B〕A強度B硬度C塑性D彈性55、金屬的彈性變形是晶格中〔A〕A、原子自平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反響。B、原子自平衡位置產(chǎn)生不可逆位移的反響。C、原子自非平衡位置產(chǎn)生可逆位移的反響。D、原子自非平衡位置產(chǎn)生不可逆位移的反響。56、在沒當原子間相互平衡力受外力作用而受到破壞時，原子的位置必須作相應調(diào)整，即產(chǎn)生位移，以期外力、引力和〔C〕三者到達新的平衡。A、作用力B、平衡力C、斥力D、張力57、金屬的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標。溫度、加載速率等外在因素對其影響也(A)。A、不大B、不確定C、很大58、金屬產(chǎn)生滯彈性的原因可能與〔A〕有關。A、晶體中點缺陷的移動B、晶體中線缺陷的移動C、晶體中點陣滑移D、晶體晶界缺陷59、根據(jù)應力-應變曲線的特征，可將屈服分為〔ｃ〕三種?！玻薄撤蔷鶆蚯玻病尘鶆蚯玻场尺B續(xù)屈服〔４〕間隔屈服A、〔１〕〔３〕〔４〕B〔１〕〔２〕〔４〕C、〔１〕〔２〕〔３〕D、〔２〕〔３〕〔４〕60、影響屈服強度的內(nèi)因〔Ｄ〕(1)基體金屬的本性及晶格類型(2)溶質(zhì)原子(3)晶粒大小和亞結構(4)第二相A、〔１〕〔３〕〔４〕B、〔１〕〔２〕〔４〕C、〔２〕〔３〕〔４〕D、〔１〕〔２〕〔３〕〔４〕61、影響屈服強度的外因〔A〕(1)溫度(2)應變速率增大(3)應力狀態(tài)A、〔１〕〔２〕〔３〕B、〔１〕〔３〕C、〔１〕〔２〕D、〔２〕〔３〕62、應變硬化指數(shù)n：反映〔B〕A、金屬材料抵抗均勻脆性變形的能力。B、金屬材料抵抗均勻塑性變形的能力。C、金屬材料抵抗不均勻塑性變形的能力。D、金屬材料抵抗不均勻脆性變形的能力。63、應變硬化指數(shù)n的意義〔C〕(1)n較大，抗偶然過載能力較強；平安性相對較好；(2)反映了金屬材料抵抗、阻止繼續(xù)塑性變形的能力，表征金屬材料應變硬化的性能指標；(3)應變硬化是強化金屬材料的重要手段之一，特別是對不能熱處理強化的材料；(4)提高強度，降低塑性，改善低碳鋼的切削加工性能。A、〔１〕〔２〕〔３〕B、〔１〕〔２〕〔4〕C、〔１〕〔２〕〔３〕〔4〕D、〔2〕〔3〕〔4〕64、影響塑性的因素〔A〕(1)細化晶粒，塑性提高(2)軟的第二相塑性提高；固溶、硬的第二相等，塑性降低。(3)溫度提高，塑性提高A、〔１〕〔２〕〔３〕B、〔１〕〔２〕C、〔１〕〔3〕D、〔２〕〔３〕65、韌性斷裂的斷裂特點〔B〕①斷裂前發(fā)生明顯宏觀塑性變形ψ>5%，斷裂面一般平行于最大切應力，并與主應力成45°，斷口呈纖維狀，暗灰色；②斷裂時的名義應力高于屈服強度；③裂紋擴展慢，消耗大量塑性變形能。A、〔１〕〔２〕B、〔１〕〔２〕〔３〕C、〔１〕〔３〕D、〔２〕〔３〕66、脆性斷裂的斷裂特點〔B〕①斷裂前不發(fā)生明顯塑性變形ψ<5%，斷裂面一般與正應力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結晶狀；②斷裂時材料承受的工作應力往往低于屈服強度—低應力斷裂；③裂紋擴展快速、突然。A、〔１〕〔２〕B、〔１〕〔２〕〔３〕C、〔１〕〔３〕D、〔２〕〔３〕67、解理裂紋擴展的條件：〔B〕〔1〕存在拉應力；〔2〕外表能γs較低；〔3〕裂紋長度大于臨界尺寸。A、〔１〕〔２〕B、〔１〕〔２〕〔３〕C、〔１〕〔３〕D、〔２〕〔３〕68、應力狀態(tài)軟性系數(shù)〔C〕單向拉伸：α=〔〕扭轉：α=〔〕單向壓縮：α=〔〕A、0.50.71.0B、0.50.81.0C、0.50.82.0D、0.80.82.069、脆性金屬材料在拉伸時產(chǎn)生正斷，塑性變形幾乎為零，而在壓縮時除能產(chǎn)生一定的塑性變形外，常沿與軸線〔D〕°方向產(chǎn)生切斷。A、30；B、35；C、40；D、4570、為防止壓縮時試件失穩(wěn)，試件的高度和直徑之比應取〔B〕A、0.5~2.0B、1.5~2.0C、1.5~2.5D、1.0~2.071、扭轉試驗具有如下特點:〔A〕〔1〕.扭轉的應力狀態(tài)軟性系數(shù)0.8，比拉伸時的大，易于顯示金屬的塑性行為。〔2〕.試樣扭轉時，塑性變形均勻，沒有縮頸現(xiàn)象。能精確地反映出高塑性材料，直至斷裂前的變形能力和強度。〔3〕.外表切應力最大，能較敏感地反映出金屬外表缺陷及外表硬化層的性能?！?〕.不僅適用于脆性也適用于塑性金屬材料。A、〔１〕〔２〕〔３〕〔4〕B、〔１〕〔２〕〔３〕C、〔１〕〔３〕〔4〕D、〔２〕〔３〕〔4〕72、缺口使塑性材料強度〔〕，塑性〔〕，這是缺口的第二個效應?！睠〕A、提高提高B、提高不變C、提高降低D、不變降低73、沖擊載荷與靜載的主要差異：〔B〕A、應力大小不同B、加載速率不同C、應力方向不同D、加載方向不同74、如果在一定加載條件及溫度下：材料產(chǎn)生正斷，那么斷裂應力變化不大，隨應變率的增加塑性〔〕；如果材料產(chǎn)生切斷，那么斷裂應力隨著應變率提高顯著〔〕，塑性的變化〔〕〔B〕A、增大增加變大B、減小增加變大C、減小增加變小D、減小減小變大75、新標準沖擊吸收能量K的表示方法：KV2的意義(D)A、U型缺口試樣在2mm擺錘刀刃下的沖擊吸收能量，表示為KV2；B、V型缺口試樣在2m擺錘刀刃下的沖擊吸收能量，表示為KV2；C、V型缺口試樣在2cm擺錘刀刃下的沖擊吸收能量，表示為KV2；D、V型缺口試樣在2mm擺錘刀刃下的沖擊吸收能量，表示為KV2；76、斷裂是工程上最危險的換效形式。不是其特點的是：〔B〕A、突然性或不可預見性；B、有一定的塑性C、低于屈服力，發(fā)生斷裂；D、由宏觀裂擴展引起。77、不是裂紋擴展的根本形式的是〔D〕A、張開型B、滑開型C、撕開型D、撕張型78、斷裂判據(jù)正確地〔A〕A、 KI<KIC有裂紋，但不會擴展〔破損平安〕B、 KI<KIC臨界狀態(tài)C、 KI=KIC發(fā)生裂紋擴展，直至斷裂D、 KI＞KIC有裂紋，但不會擴展〔破損平安〕79、疲勞現(xiàn)象及特點錯誤的〔C〕A、疲勞是低應力循環(huán)延時斷裂，即具有壽命的斷裂;B、疲勞是潛在的突發(fā)性脆性斷裂;C、疲勞對缺陷〔缺口、裂紋及組織缺陷〕不敏感;D、疲勞斷口能清楚顯示裂紋的萌生、擴展和斷裂。80、疲勞宏觀斷口特征，不是斷口區(qū)域：〔C〕疲勞源B、疲勞區(qū)C、滑開區(qū)D、瞬斷區(qū)四、名詞解釋：1、包申格效應：材料預先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定剩余應力〔彈性極限或屈服強度〕增加；反向加載，規(guī)定剩余應力降低的現(xiàn)象。2、滯彈性：快速加載或卸載后，材料隨時間的延長而產(chǎn)生的附加彈性應變的性能。3、剛度：在彈性變形范圍內(nèi)，構件抵抗變形的能力。4、彈性不完整性：彈性變形時加載線與卸載線不重合、應變落后于應力的現(xiàn)象。5、形變強化：材料發(fā)生屈服應變后，屈服應力隨屈服應變增加而增大的現(xiàn)象。6、等強溫度：晶粒與晶界強度相等的溫度。7、摩擦：兩個相互接觸的物體在外力作用下發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢，接觸面上具有阻止相對運動或相對運動趨勢的作用，這種現(xiàn)象稱為摩擦。8、規(guī)定非比例伸長應力與彈性極限1)規(guī)定非比例伸長應力，即試驗時非比例伸長到達原始標距長度規(guī)定的百分比時的應力，表示此應力的符號附以角注說明。2)彈性極限是材料由彈性變形過渡到彈—塑性變形時的應力，應力超過彈性極限以后材料便開始產(chǎn)生塑性變形。9、低溫脆性：當試驗溫度低于某一溫度時，材料由韌性狀態(tài)轉變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。10、韌脆轉變溫度：材料在某一溫度t下由韌變脆，沖擊功明顯下降。該溫度即韌脆轉變溫度。11、韌性斷裂與裂紋尖端張開位移韌性斷裂是材料斷裂前及斷裂過程中產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂過程。裂紋體受載后，在裂紋尖端沿垂直裂紋方向所產(chǎn)生的位移，稱為裂紋尖端張開位移。12、變動載荷與疲勞強度變動載荷是指載荷大小，甚至方向隨時間變化的裁荷。疲勞強度為在指定疲勞壽命下，材料能承受的上限循環(huán)應力，疲勞強度是保證機件疲勞壽命的重要材料性能指標。13、靜力韌度與疲勞裂紋擴展速率通常將靜拉伸的σ-ε曲線下包圍的面積減去試樣斷裂前吸收的彈性能定義為靜力韌度，它是派生的力學性能指標。疲勞裂紋擴展速率指的是疲勞裂紋亞穩(wěn)擴展階段的速率．該階段是疲勞過程第Ⅱ階段，是材料整個疲勞壽命的主要組成局部。14、解理刻面：大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面15、缺口效應：由于缺口的存在，在靜載荷作用下，缺口截面上的應力狀態(tài)將發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的缺口效應16、缺口敏感度：金屬材料的缺口敏感性指標用缺口試樣的抗拉強度與等截面尺寸光滑試樣的抗拉輕度比值表示，稱為缺口敏感度，記為NSR17、布氏硬度值：布氏硬度值〔HBW〕就是實驗力F除以壓痕球形外表積A所得的商，F(xiàn)以N為單位時，其計算公式為HBW=0.102F/A18、沖擊韌度：U形缺口沖擊吸收功除以沖擊試樣缺口底部截面積所得之商，稱為沖擊韌度，αku=Aku/S〔J/cm2〕,反響了材料抵抗沖擊載荷的能力,用表示。19、沖擊吸收功：缺口試樣沖擊彎曲試驗中，擺錘沖斷試樣失去的位能為mgH1-mgH2。此即為試樣變形和斷裂所消耗的功，稱為沖擊吸收功，以表示，單位為J。20、張開型裂紋〔I型〕裂紋：拉應力垂直作用于裂紋擴展面，裂紋沿作用力方向張開，沿裂紋面擴展的裂紋。21、低應力脆斷：高強度、超高強度鋼的機件，中低強度鋼的大型、重型機件在屈服應力以下發(fā)生的斷裂。22、應力場強度因子：在裂紋尖端區(qū)域各點的應力分量除了決定于位置外，尚與強度因子有關，對于某一確定的點，其應力分量由確定，越大，那么應力場各點應力分量也越大，這樣就可以表示應力場的強弱程度，稱為應力場強度因子?！癐”表示I型裂紋。23裂紋擴展能量釋放率GI：I型裂紋擴展單位面積時系統(tǒng)釋放勢能的數(shù)值。24裂紋擴展G判據(jù)：，當ＧＩ滿足上述條件時裂紋失穩(wěn)擴展斷裂。25疲勞源：疲勞裂紋萌生的策源地，一般在機件外表常和缺口，裂紋，刀痕，蝕坑相連26疲勞貝紋線：是疲勞區(qū)的最大特征，一般認為它是由載荷變動引起的，是裂紋前沿線留下的弧狀臺階痕跡。27疲勞條帶：疲勞裂紋擴展的第二階段的斷口特征是具有略程彎曲并相互平行的溝槽把戲，稱為疲勞條帶〔疲勞輝紋，疲勞條紋〕28駐留滑移帶：用電解拋光的方法很難將已產(chǎn)生的外表循環(huán)滑移帶去除，當對式樣重新循環(huán)加載時，那么循環(huán)滑移帶又會在原處再現(xiàn)，這種永留或再現(xiàn)的循環(huán)滑移帶稱為駐留滑移帶。29疲勞壽命：試樣在交變循環(huán)應力或應變作用下直至發(fā)生破壞前所經(jīng)受應力或應變的循環(huán)次數(shù)30應力腐蝕：金屬在拉應力和特定的化學介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應力脆斷現(xiàn)象。31氫致延滯斷裂：由于氫的作用而產(chǎn)生的延滯斷裂現(xiàn)象稱為氫致延滯斷裂32磨損：機件外表相互接觸并產(chǎn)生相對運動，外表逐漸有微小顆粒別離出來形成磨屑，使外表材料逐漸損失、造成外表損傷的現(xiàn)象。33接觸疲勞：兩接觸面做滾動或滾動加滑動摩擦時，在交變接觸壓應力長期作用下，材料外表因疲勞損傷，導致局部區(qū)域產(chǎn)生小片金屬剝落而使材料損失的現(xiàn)象。34蠕變：在長時間的恒溫、恒載荷作用下緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象五、簡答題：1、簡述洛氏硬度試驗方法的優(yōu)缺點。答：洛氏硬度試驗的優(yōu)點是：〔1〕因有硬質(zhì)、軟質(zhì)兩種壓頭，故適于各種不同硬質(zhì)材料的檢驗，不存在壓頭變形問題。〔2〕因為硬度值可從硬度機的表盤上直接讀出，故測定洛氏硬度更為簡便迅速，工效高?！?〕對試件外表造成的損傷較小，可用于成品零件的質(zhì)量檢驗?！?〕因加有預載荷，可以消除外表輕微的不平度對試驗結果的影響。洛氏硬度的缺點是：〔1〕洛氏硬度存在人為的定義，使得不同標尺的洛氏硬度值無法相互比擬，不象布氏硬度可以從小到大統(tǒng)一起來?！?〕由于壓痕小，所以洛氏硬度對材料組織的不均勻性很敏感，測試結果比擬分散，重復性差，因而不適用具有粗大組成相(如灰鑄鐵中的石墨片)或不均勻組織材料的硬度測定。2、與純機械疲勞相比，腐蝕疲勞有何特點？答：與純機械疲勞相比，在水介質(zhì)中的腐蝕疲勞具有以下的特點：(1)在腐蝕疲勞的S~N曲線上，沒有像大氣疲勞那樣具有水平線段，即不存在無限壽命的疲勞極限值。即使交變應力很低，只要循環(huán)次數(shù)足夠大，材料總會發(fā)生斷裂。(2)腐蝕疲勞極限與靜強度之間沒有直接的關系。(3)在大氣環(huán)境中，當加載頻率小于1000Hz時，頻率對疲勞極限根本上無影響。但腐蝕疲勞對加載頻率十分敏感，頻率越低，疲勞強度與壽命也越低。(4)腐蝕疲勞條件下裂紋極易萌生，故裂紋擴展是疲勞壽命的主要組成局部。而大氣環(huán)境下，光滑試樣的裂紋萌生是疲勞壽命的主要局部。3、與常溫下力學性能相比，金屬材料在高溫下的力學行為有哪些特點？答：與常溫下力學性能相比，金屬材料在高溫下的力學行為有如下的特點：〔1〕材料在高溫下將發(fā)生蠕變現(xiàn)象。即在應力恒定的情況下，材料在應力的持續(xù)作用下不斷地發(fā)生變形?！?〕材料在高溫下的強度與載荷作用的時間有關了。載荷作用的時間越長，引起一定變形速率或變形量的形變抗力及斷裂抗力越低?！?〕材料在高溫下工作時，不僅強度降低，而且塑性也降低。應變速率越低，載荷作用時間越長，塑性降低得越顯著。因而在高溫下材料的斷裂，常為沿晶斷裂?！?〕在恒定應變條件下，在高溫下工作的材料還會應力松弛現(xiàn)象，即材料內(nèi)部的應力隨時間而降低的現(xiàn)象。4、控制摩擦磨損的方法有哪些？答：對材料的摩擦磨損，其控制方法如下：〔1〕潤滑劑的使用：在相對運動的摩擦接觸面之間參加潤滑劑，使兩接觸外表之間形成潤滑膜，變干摩擦為潤滑劑內(nèi)局部子間的內(nèi)摩擦，從而到達減少摩擦外表摩擦、降低材料磨損的目的?！?〕摩擦材料的選擇：根據(jù)摩擦的具體工況(載荷、速度、溫度、介質(zhì)等)，選擇合理的摩擦副材料〔減摩、摩阻、耐磨〕，也可到達降低材料摩擦磨損的目的?！?〕材料的外表改性和強化：利用各種物理的、化學的或機械的工藝手段如機械加工強化處理、外表熱處理、擴散處理和外表覆蓋處理，使材料外表獲得特殊的成分、組織結構與性能，以提高材料的耐磨性能。5、影響材料低溫脆性的因素有哪些？解：○1晶體結構，體心立方存在低溫脆性，面心立方及其合金一般不存在低溫脆性。○2化學成分，間隙溶質(zhì)原子含量增加，韌脆轉變溫度提高。○3顯微組織，細化晶粒課是材料韌性增加。金相組織也有影響，低強度水平時，組織不同的剛，索氏體最正確?！?溫度，在某一范圍內(nèi)碳鋼和某些合金可能出現(xiàn)藍脆?！?加載速率，提高加載速率韌脆轉變溫度提高?！?試樣形狀和尺寸，缺口曲率半徑越小，韌脆轉變溫度越高。6、解釋形變強化的概念，并闡述其工程意義。答：拉伸試驗中，材料完成屈服應變后，隨應變的增加發(fā)生的應力增大的現(xiàn)象，稱為形變強化。材料的形變強化規(guī)律，可用Hollomon公式S=Kεn描述。形變強化是金屬材料最重要的性質(zhì)之一，其工程意義在于：1〕形變強化可使材料或零件具有抵抗偶然過載的能力，阻止塑性變形的繼續(xù)開展，保證材料平安。2〕形變強化是工程上強化材料的重要手段，尤其對于不能進行熱處理強化的材料，形變強化成為提高其強度的非常重要的手段。3〕形變強化性能可以保證某些冷成形如冷拔線材和深沖成形等工藝的順利進行。7、簡述布氏硬度試驗方法的原理、計算方法和優(yōu)缺點。答：a)測試原理：用一定的壓力P將直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入試樣外表，保持規(guī)定的時間后卸除壓力，于是在試件外表留下壓痕〔壓痕的直徑和深度分別為d和h〕。布氏硬度用單位壓痕外表積A上所承受的平均壓力表示。b)計算方法：c)優(yōu)缺點：優(yōu)點：1)分散性小，重復性好，能反映材料的綜合平均性能。2)可估算材料的抗拉強度。缺點：1)不能測試薄件或外表硬化層的硬度。2)試驗過程中，常需要更換壓頭和實驗載荷，消耗人力和時間。8、解釋平面應力和平面應變狀態(tài)，并用應力應變參數(shù)表述這兩種狀態(tài)。答：對薄板，由于板材較薄，在厚度方向上可以自由變形，即0z。這種只在兩個方向上存在應力的狀態(tài)稱為平面應力。對厚板，由于厚度方向變形的約束作用，使得ｚ方向不產(chǎn)生應變，即0z，這種狀態(tài)稱為平面應變。9、什么是低溫脆性？并闡述低溫脆性的物理本質(zhì)。答：材料因溫度的降低由韌性斷裂轉變?yōu)榇嘈詳嗔眩瑳_擊吸收功明顯下降，斷裂機理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫?，斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y晶狀的現(xiàn)象，稱為低溫脆性或冷脆。低溫脆性是材料屈服強度隨溫度的下降而急劇增加、但材料的斷裂強度σf卻隨溫度變化較小的結果。10、某一高強鋼在化學介質(zhì)和外加載荷的共同作用下，常發(fā)生低應力脆斷。試從斷口和電化學的角度，闡述如何區(qū)分鋼的應力腐蝕與氫致延滯斷裂。答：a)斷口特征：斷裂源位置宏觀特征微觀特征二次裂紋應力腐蝕破裂在外表上顏色較暗有腐蝕產(chǎn)物較多氫脆在外表下斷口光亮無腐蝕產(chǎn)物很少11、簡述缺口的兩個效應，并畫出厚板缺口拉伸時彈性狀態(tài)下的應力分布圖。12、簡述氫脆的類型及其特征。13、簡述韌性斷裂和脆性斷裂，并畫出典型宏觀韌性斷口示意圖，并標注各區(qū)名稱。答：韌性斷裂：①明顯宏觀塑性變形；②裂紋擴展過程較慢；③斷口常呈暗灰色、纖維狀。④塑性較好的金屬材料及高分子材料易發(fā)生韌斷。脆性斷裂：①無明顯宏觀塑性變形；②突然發(fā)生，快速斷裂；③斷口宏觀上比擬齊平光亮，常呈放射狀或結晶狀。④淬火鋼、灰鑄鐵、玻璃等易發(fā)生脆斷。14、描述典型疲勞斷口的特征，畫出典型疲勞斷口示意圖，并標注各區(qū)名稱。答：典型疲勞斷口具有3個特征區(qū)：疲勞源、疲勞裂紋擴展區(qū)、瞬斷區(qū)。15、簡述缺口的三個效應是什么?答：(1)缺口造成應力應變集中，這是缺口的第一個效應。(2)缺口改變了缺口前方的應力狀態(tài)，使平板中材料所受的應力由原來的單向拉伸改變?yōu)閮上蚧蛉蚶?，這是缺口的第二個效應。(3)缺口使塑性材料強度增高，塑性降低，這是缺口的第三個效應。16、應力腐蝕斷裂的定義和腐蝕斷裂形態(tài)是什么。答：應力腐蝕斷裂是指金屬材料在拉應力和特定介質(zhì)的共同作用下所引起的斷裂。金屬發(fā)生應力腐蝕時，僅在局部區(qū)域出現(xiàn)從表及里的裂紋．裂紋的共同特點是在主干裂紋延伸的同時，還有假設干分支同時開展．裂紋的走向宏觀上與拉應力方向垂直．微觀斷裂機理一般為沿晶斷裂，也可能為穿晶解理斷裂或二者的混合．斷裂外表可見到“泥狀把戲”的腐蝕產(chǎn)物及腐蝕坑。六、計算題：1、利用Hollomon公式S=Kεn，推導應力-應變曲線上應力到達最大值時開始產(chǎn)生頸縮的條件。解：應力－應變曲線上的應力到達最大值時開始頸縮。在應力－應變曲線的最高點處有：,其中P和S分別是試樣截面積為A時的載荷和真應力。由于頸縮開始前試樣的變形是均勻分布的，所以有試樣的體積不變，即lA=常數(shù)，或Adl+ldA=0。并考慮到應變的定義，可得：由dP=0可得：所以這就是頸縮判據(jù)。說明頸縮開始于應變強化速率dS/dε與真應力相等的時刻。由Hollomon公式S=Kεn和應變強化指數(shù)n的定義得出：將頸縮條件代入上式，得：n=εb〔1分〕說明在頸縮開始時的真應變在數(shù)值上與應變強化指數(shù)n相等。2、某構件中存在長度為2a0的中心穿透裂紋，構件材料的斷裂韌性為、疲勞裂紋擴展的門檻值為。假設該構件在最大應力為σ的脈動應力下工作，且。試用疲勞裂紋擴展速率的表達式，推導該構件的剩余疲勞壽命Nc。解：對具有中心穿透裂紋的構件，。由于構件在最大應力為σ的脈動應力下工作，所以；且由于，故可以利用Paris公式計算構件的剩余壽命。中心裂紋的初始長度為a0；而最終裂紋長度可根據(jù)求得：，即根據(jù)Paris公式，而，那么有：所以：對上式進行積分，當m=2時，有：當m≠2時，有：3、對質(zhì)點均勻分布的兩相合金，如質(zhì)點間距為λ，試用無限大板中心貫穿裂紋〔裂紋長度為2a〕延長線上的應力場強度分布公式、胡克定律ε=σ/E、最大均勻真應變εb和應變強化指數(shù)n，推導材料斷裂韌性KIC的表達式。解：材料為含有均布第二相質(zhì)點的兩相合金，質(zhì)點間距為λ，物體受力后裂紋頂端出現(xiàn)一塑性區(qū)，隨著外力增加，塑性區(qū)增大，當塑性區(qū)與裂紋前方的第一個質(zhì)點相遇時，即塑性區(qū)尺寸時，質(zhì)點與基體界面開裂形成孔洞?？锥磁c裂紋之間的材料好似一個小的拉伸試樣。當這個小拉伸試樣斷裂時，裂紋便開始向前擴展，此時的KI因子就是材料的斷裂韌性KIC。裂紋頂端塑性區(qū)內(nèi)的應力為材料的屈服強度。彈性區(qū)內(nèi)的應力分布為。根據(jù)虎克定律在彈性區(qū)與塑性區(qū)的交界處，即點，應變?yōu)閳D1Krafft斷裂模型假定裂紋頂端與孔洞之間的小試樣的斷裂條件與單向拉伸時的斷裂條件相同。當塑性區(qū)內(nèi)的應變到達單向拉伸頸縮時的應變時，即最大的均勻真應變b時，小試樣便出現(xiàn)塑性失穩(wěn)。于是，裂紋擴展的臨界條件就是塑性區(qū)的應變y到達該材料的最大均勻真應變。而=n〔n為應變強化指數(shù)〕。因此，裂紋擴展的臨界條件為：所以，微孔集聚型斷裂的斷裂韌性為：4、有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa，KIc=115MPa*m1/2，探傷發(fā)現(xiàn)有20mm長的橫向穿透裂紋，假設在平均軸向拉應力900MPa下工作，試計算KI及塑性區(qū)寬度R0，并判斷該件是否平安？解：由題意知穿透裂紋受到的應力為σ=900MPa根據(jù)σ/σ0.2的值，確定裂紋斷裂韌度KIC是否要修正因為σ/σ0.2=900/1200=0.75>0.7，所以裂紋斷裂韌度KIC需要修正對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的KI為：〔MPa*m1/2〕塑性區(qū)寬度為：=0.004417937(m)=2.21(mm)比擬K1與KIc：因為K1=168.13〔MPa*m1/2〕KIc=115〔MPa*m1/2〕所以：K1>KIc，裂紋會失穩(wěn)擴展,所以該件不平安。5、有一軸件平行軸向工作應力150MPa，使用中發(fā)現(xiàn)橫向疲勞脆性正斷，斷口分析說明有25mm深度的外表半橢圓疲勞區(qū)，根據(jù)裂紋a/c可以確定φ=1，測試材料的σ0.2=720MPa，試估算材料的斷裂韌度KIC為多少？解：因為σ/σ0.2=150/720=0.208<0.7，所以裂紋斷裂韌度KIC不需要修正對于無限板的中心穿透裂紋，修正后的KI為：KIC=Yσcac1/2對于外表半橢圓裂紋，Y=1.1/φ=1.1所以，KIC=Yσcac1/2=1.1=46.229〔MPa*m1/2〕{平面應變修正公式為：KⅠ=Yσ(a)1/2/[1-0.056(Yσ/σs)2]1/2,R0=1/(2.828π)×(KⅠ/σs)2)}6、有一構件加工時，出現(xiàn)外表半橢圓裂紋[KⅠ=1.1σ(πa)1/2/Φ]，假設a=1mm,a/c=0.3〔Φ2=1.19〕，在1000MPa的應力下工作．對以下材料應選哪一種?σ0.2/MPa130014001500KⅠc/(MPa·m1/2)756055解：σ/σs=1000/1300，1000/1400，1000/1500均大于0.6，所以必需進行塑性區(qū)修正。由KⅠ=1.1σ(πa)1/2/Φ得Y=1.1(π)1/2/Φ所以修正后的KⅠ=1.1σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2〔1〕KⅠ=1.1σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2=1.1×1000×(3.14×0.001)1/2/[1.19-0.212(1000/1300)2]1/2=59.75MPa·m1/2〔2〕KⅠ=1.1σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2=1.1×1000×(3.14×0.001)1/2/[1.19-0.212(1000/1400)2]1/2=59.23MPa·m1/2〔3〕KⅠ=1.1σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2=1.1×1000×(3.14×0.001)1/2/[1.19-0.212(1000/1500)2]1/2=58.91MPa·m1/2將三者列表比擬：σ/MPa1000σ0.2/MPa130014001500KⅠc/(MPa·m1/2)756055KⅠ/(MPa·m1/2)59.7559.2358.91可見應選第一種材料。7、一塊含有長為16mm中心穿透裂紋[KⅠ=σ(πa)1/2]的鋼板，受到350MPa垂直于裂紋平面的應力作用?！?〕如果材料的屈服強度是1400MPa，求塑性區(qū)尺寸和裂紋頂端應力場強度因子值；〔2〕試與第1題相比擬，對應力場強度因子進行塑性修正的意義。解：：a=8mm=0.008m,σ=350MPa,KⅠ=σ(πa)1/2〔1〕σ/σs=350/1400<0.6，KⅠ=σ(πa)1/2=350×(3.14×0.008)1/2=55.5〔MPa·m1/2〕R0=1/(2.828π)×(KⅠ/σs)2=1/(2.828π)(55.5/1400)2=0.00017m=0.17mm〔2〕第1題中σ/σs大于0.6，裂紋尖端不但有彈性變形，而且會有塑性變形，不符合彈性力學理論，如不進行修正，計算所得數(shù)值會與實際不符。8、一塊含有長為16mm中心穿透裂紋[KⅠ=σ(πa)1/2]的鋼板，受到350MPa垂直于裂紋平面的應力作用?！?〕如果材料的屈服強度分別是1400Mpa和385MPa，求裂紋頂端應力場強度因子值；〔2〕試比擬和討論上述兩種情況下，對應力場強度因子進行塑性修正的意義。解：：a=8mm=0.008m,σ=350MPa,KⅠ=σ(πa)1/2〔1〕σ/σs=350/1400<0.6，KⅠ=σ(πa)1/2=350×(3.14×0.008)1/2=55.5〔MPa·m1/2〕σ/σs=350/385>0.6，所以必須進行塑性區(qū)修正，Y=(π)1/2KⅠ=Yσ(a)1/2/[1-0.056(Yσ/σs)2]1/2=σ(πa)1/2/[1-0.056π(σ/σs)2]1/2=350×(3.14×0.008)1/2/[1-0.056π(350/385)2]1/2=60〔MPa·m1/2〕〔2〕比擬列表如下：σ/MPa350σ0.2/MPa140035KⅠ/(MPa·m1/2)55.560σ/σs=350/385>0.6，裂紋尖端不但有彈性變形，而且會有塑性變形，不符合彈性力學理論，如不進行修正，計算所得數(shù)值會與實際不符。9、某材料的γs＝2J/m2，E＝2×105MPa，2.5×10-10m，(1)如存在0.8mm長的的垂直拉應力的橫向穿透裂紋〔可視為無限寬薄板〕，求該材料的裂紋擴展的臨界應力。(2)求這種材料的理論斷裂強度，并結合(1)題，討論理論斷裂強度和實際斷裂強度。解：(1)2＝0.8mm=0.0008m=8×10-4mσc=(Eγs/)1/2=