材料性能习题

第一章习题

一、名词解释

弹性极限，弹性模数，弹性比功，规定非比例伸长应力，屈服强度，规定残余伸长应力，应变硬化指数，断后伸长率，断面收缩率，韧性断裂，脆性断裂，剪切断裂，解理断裂，理论断裂强度，静力韧度。

二、判断题 正确用√，错误用×

1.材料的弹性模数越大，其弹性越好。（ ）

2.金属材料的显微组织对其弹性模数的影响较小。（ ） 3.材料的理论断裂强度愈高，其抗拉强度也愈高。（ ） 4.材料在韧性断裂过程中都要产生明显的宏观塑性变形。（ ） 5.微孔聚集型断裂不是金属材料韧性断裂的普遍方式。（ ）

三、填空题

1.在σ=Eε，τ=Gγ中，E和G分别表示（ ）模量和（ ）模量，它们都是表征材料对（ ）变形的抗力，其值越大，在相同应力下产生的（ ）就越小。

2.材料拉伸屈服时，所对应的应力值称为（ ），用（ ）表示，试样发生屈服而力首次下降前的最大应力值称为（ ），屈服伸长对应的水平或曲折线段称为（ ）或（ ）。

3.低碳钢试棒静拉伸断裂后，断口一般为杯锥状，由（ ）、（ ）和（ ）3个区域组成，称为断口特征（ ）。

4.材料发生韧性断裂时，裂纹的扩展过程一般（ ），要消耗大量的（＿）变形功，断口往往呈（＿）、（＿）。而脆性断裂多为突然发生的（＿）断裂过程，具有很大的（ ）性，宏观上断口（ ），常呈放射状或（＿）状。

5.应变硬化指数n反映材料抵抗继续塑性变形的能力，n=1时，表示材料为完全理想的（ ），n=0时表示材料没有（ ）能力，大多数金属的n值在（ ）之间。

四、问答题

1.材料的弹性模数主要取决于什么因素？通过热处理是否可以大幅度提高钢铁材料的弹性模数？ 2.举出3种提高金属材料屈服强度的方法，并说明其使材料强化的理由。 4.屈服强度在工程技术上有何用途？ 5.金属材料的应变硬化有何实际意义？

6.试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？ 7.材料的韧性断裂和脆性断裂在断裂特点及微观断裂机理方面有何不同？ 8.何为拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口形态的因素有哪些？ 9.断裂强度σc和抗拉强度σb的意义有何区别？

10.说明材料的理论断裂强度和实际断裂强度存在巨大差别的原因。

第二、三、四章 一 、名词解释

应力状态软性系数，低温脆性，韧脆转变温度，韧脆温度储备，低应力脆断，应力场强度因子，断裂韧度。

二、判断题 正确用√，错误用×

1.扭转试验过程中，当表层产生塑变后，切应变沿试样半径方向仍保持线性关系。（ ） 2.扭转试验过程中，当表层产生塑变后，切应力沿试样半径方向也保持线性关系。（ ） 3.弯曲试验常用来测定那些硬度高难加工的脆性材料的断裂强度。（ ） 4.压缩试验主要用来测定塑性材料的力学性能。（ ） 5.金属材料都有明显的低温脆性。（ ）

6.材料的晶粒越粗大，其断裂韧度也一定越低。（ ） 7.材料的抗拉强度愈高其断裂韧度也愈高。（ ） 8.有裂纹的构件，无论裂纹大小都是不安全的。（ ）

三、填空题

1.扭转试验一般采用（ ）试样在（ ）试验机上进行，扭转时试样表面在与试样轴线呈（ ）方向上承受最大正应力，与试样轴线平行或垂直方向上承受最大（ ）。

2.弯曲试验时，用（ ）试样或（ ）试样在（ ）试验机上进行，加载方式一般有（ ）种。 3.压缩试验是将试样施加（ ）应力，在其变形和断裂过程中测定材料的（ ）和（ ）等力学性能指标的试验方法。

4.布氏硬度实验，是通过测量试样表面残留压痕的（ ），求出压痕的（ ），来计算硬度值的；而洛氏硬度是通过测量试样表面压痕（ ）来计算硬度值的。

5.当冲击试验温度低于TK时，材料由（ ）状态转变为（ ）状态，冲击吸收功明显（ ），断裂机理由微孔聚集变为（ ），断口特征由纤维状变为（ ），这就是（ ）脆性。

6.中、低强度钢的大型机件常常在工作应力并（ ）高，甚至远（ ）于屈服极限的情况下发生（ ）断裂现象，这就是所谓的（ ）脆断。

7.裂纹体受力时，只要其（ ）≥ＫⅠc，就会发生（ ）断裂，反之，即使存在裂纹也不会发生（ ），这种情况称为（ ）安全。

四、问答题

1. 缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响？如何理解塑性材料的“缺口强化”现象？

2. 试比较布氏硬度与维氏硬度试验原理的异同。并比较布氏、洛氏和维氏硬度试验的优缺点和应用范围。

3. 今有如下工件需测定硬度；试说明选用何种硬度试验法为宜？

⑴渗碳层的硬度分布；⑵淬火钢；⑶灰铸铁；⑷硬质合金；⑸鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体；⑹仪表小黄铜齿轮；⑺龙门刨床导轨；⑻氮化层；⑼火车圆弹簧；（10）高速钢刀具。 4. 试说明低温脆性的物理本质及其影响因素。 5. 评价材料韧脆转变温度的方法有哪些，各如何评价？ 6.. 说明KⅠ和KⅠc的异同。

7. 试述K判据的意义和用途。 8．简述塑性区修正的意义、方法和条件。 9．试述低应力脆断的原因和预防措施。

第五、六章 一 、名词解释

疲劳，平均应力，应力比，疲劳强度，疲劳缺口敏感度，疲劳门槛值，粘着磨损，磨粒磨损， 接触疲劳。

二、判断题 正确用√，错误用×

1.金属材料的疲劳强度与其布氏硬度值成正比。（ ） 2.材料或零件的表面缺陷会显著降低其疲劳强度。（ ）

3.材料的疲劳门槛值愈大，其抵抗疲劳裂纹扩展的能力就愈强。（ ） 4.疲劳断裂的应力水平往往高于材料的抗拉强度。（ ） 5.一般说来，材料硬度越高，其耐磨性越好。（ ） 6.磨损量一般与摩擦距离成正比。（ ）

7.磨损的过程就是粘着点不断形成又不断被破坏并剥落的过程。（ ）

三、填空题

1.疲劳破坏是（＿）应力引起的（ ）断裂，其断裂应力水平往往低于材料的（＿）强度，甚至低于（＿）强度。

2.典型疲劳断口具有（ ）个特征区，即（ ）区、疲劳裂纹（ ）区和（ ）区。

3.磨粒磨损又称为（＿），是摩擦副的一方表面上存在（＿）细微凸起，或在接触面间存在（＿）时产生的磨损。

四、问答题

1.试述疲劳宏观断口和微观断口的特征及其形成的过程或模型。

2.疲劳失效过程可分为哪几个阶段?简述各阶段的机制及提高材料疲劳抗力的主要方法。 3.试述σ

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和△Kth的异同及其受各种强化方法影响的异同;

4.磨损主要有几种类型? 举例说明它们产生的条件,磨损过程及表面损伤形貌。 5.哪些因素影响材料的粘着磨损? 可采取哪些措施提高材料抗粘着磨损能力?

6.请从金属接触疲劳的三种破坏机理、特征及产生的力学条件比较其与普通机械疲劳的异同。

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