材料性能学习题试题集
材料性能学历年真题及答案整理版
一、名词解释低温脆性：材料随着温度下降，脆性增加，当其低于某一温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象为低温脆性。
疲劳条带：每个应力周期内疲劳裂纹扩展过程中在疲劳断口上留下相互平行的沟槽状花样。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
缺口强化：缺口的存在使得其呈现屈服应力比单向拉伸时高的现象。
50%FATT：冲击试验中采用结晶区面积占整个断口面积 50%时所应的温度表征的韧脆转变温度。
破损安全：构件内部即使存在裂纹也不导致断裂的情况。
应力疲劳：疲劳寿命N>105 的高周疲劳称为低应力疲劳，又称应力疲劳。
韧脆转化温度：在一定的加载方式下，当温度冷却到某一温度或温度范围时，出现韧性断裂向脆性断裂的转变，该温度称为韧脆转化温度。
应力状态软性系数：在各种加载条件下最大切应力与最大当量正应力的比值，通常用α表示。
疲劳强度：通常指规定的应力循环周次下试件不发生疲劳破坏所承受的上限应力值。
内耗：材料在弹性范围内加载时由于一部分变形功被材料吸收，则这部份能量称为内耗。
赛贝克效应：当两种不同的金属或合金联成闭合回路，且两接点处温度不同，则回路中将产生电流，这种现象称为赛贝克效应。
滞弹性: 在快速加载、卸载后，随着时间的延长产生附加弹性应变的现象。
缺口敏感度：常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸的光滑试样的抗拉强度的比值表征材料缺口敏感性的指标，往往又称为缺口强度比。
断裂功：裂纹产生、扩展所消耗的能量。
比强度：:按单位质量计算的材料的强度，其值等于材料强度与其密度之比，是衡量材料轻质高强性能的重要指标。
.缺口效应：构件由于存在缺口（广义缺口）引起外形突变处应力急剧上升，应力分布和塑性变形行为出现变化的现象。
解理断裂：材料在拉应力的作用下原于间结合破坏，沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面”)劈开的断裂过程。
应力集中系数：构件中最大应力与名义应力（或者平均应力）的比值，写为KT。
高周疲劳：在较低的应力水平下经过很高的循环次数后（通常N>105）试件发生的疲劳现象。
《无机材料性能学基础》期末试题2附答案
《无机材料性能学基础》考试题2一、名词解释——每题5分，共20分1. 晶体2. 粘弹性3. 滑移4. 表面活性二、填空题——每空1分，共10分1.金属晶体结构有_ _晶格、__ __晶格和_ _晶格。
2.当物质的温度升高时，表面张力将____ （升高还是降低）。
3.一般来说，当温度高于_____蠕变是非常重要的。
三、判断题（只需判断对错，不需改错或说明理由）——每题1分，共5分1.外加应力越大，材料的蠕变越大；（）2.表面活性剂浓度越大，表面张力降低的越多；（）3.晶须是一种几乎无位错和裂纹的材料，其实际强度接近于理论强度；（）4.研究材料的塑性用的是牛顿模型；（）5.金属晶体中，面心立方晶格比体心立方晶格的致密度大。
（）四、简答及计算题（1~6题是必做题，7、8、9、10任选做2道）——共55分1.请写出下列晶格的滑移向、滑移面和滑移系的数目，并指出由它们组成的材料哪种塑性最好，为什么？——10分（1）体心立方晶格；（2）面心立方晶格；（3）密排六方晶格2. 已知某材料原子中心间距等于0.25nm ，材料中存在一个250μm 的裂缝，请计算其实际抗拉强度与理论抗拉强度的比值是多少？——5分3. 当温度升高时，物质的表面张力如何变化，为什么？——5分4.当图中毛细管半径r 减小50%时，计算液面高度h 将如何变化？——5分5.材料缺陷的概念是什么？缺陷分为哪几种？——5分6.溶胶是热力学不稳定体系，但在一定条件下，为何并不发生聚沉而稳定存在？——5分7.现有化学反应：AgNO 3+KI ⇒AgI+KNO 3（稀溶液），其中AgNO 3过量，请写出生成的溶胶的完整胶团结构——10分8.某土石方工程中要开挖湿土，但湿土中的水分给工程带来了不便，但利用电动现象原理很容易将水收集到一起并抽走，请问用到了什么电动现象，其基本概念是什么？——10分9.请画出开尔文模型的示意图，并说明该模型是用来研究材料的什么力学行为？——10分10.什么是烧结，烧结的动力有哪些？——10分五、 分析题——10分请利用本学期所学相关知识，分析当温度上升时，材料的理论抗拉强度和实际抗拉强度如何变化？说明理由。
材料性能学期末考试试题
材料性能学期末考试试题A一、判断题（1）退火碳钢的力学—伸长曲线是一种最典型的拉伸曲线（2）在单向拉伸过程中，绝大部分固体材料都首先产生弹性变形，除去外力后变形消失而恢复原状，因此所有变形都有可逆的特点。
（3）应力腐蚀宏观短裤形貌中，齐雅雯扩展区常可见黑色或灰黑色的腐蚀产物或氧化现象。
（4）弹性后效是指材料在快速加载或卸载后，随着时间的延长而产生的附件弹性应变的性能（5）屈服强度是一个组织不敏感的力学参量。
（6）材料的塑性变形是微观结构的相邻部分参数临时性位移。
（7）金属材料高温力学性能中的温度高低是以其”约比温度”为标准的，即T/Tm＞0.5为高温状态。
（8）材料的理论断裂强度比实际断裂强度小。
（9）材料基体相结构不同，材料发生塑性变形的难易和断裂的机理不同。
（10）冲蚀磨损是接触面之间纯在着硬质粒子时所产生的一种磨损。
二、选择题（3）在实际应用的材料中，大多数属以下哪些材料？A单晶材料B多晶材料C支晶体材料D非晶材料（4）下列不属于接力断裂的基本微观特征的是？A韧窝B理解台阶C舌状花样D河流花样（5）下面有关断裂韧度的说法，错误的是？A断裂韧度是材料的固有性能，是可以通过实验方法测定的材料常数B断裂韧度表证金属材料抵抗裂纹失稳扩展的能力C断裂韧度随强度的升高而升高D细化晶料的合金元素使断裂韧度提高、（6）当温度低于某一T1温度时，材料有韧性状态变成脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理，这属于材料的什么现象？A疲劳极限 B 解理 C 低温脆性 D 冲击脆化效应（7）根据K判据，裂纹能发生扩展的基本条件为A G1＜G2B K1 ＞K2C K1 ＜K2D 无法判定（8）下面裂纹扩展方式中，以哪种扩展方式最危险A 撕开型B 划开型C 切开型D 张开型（9）固体材料的各种热学性能就其物理本质而言，均与构成材料质点的什么有关？A 热振动B 晶体结构C 微观组织D 化学成分（10）”水滴石穿“属于A 冲蚀磨损B 腐蚀磨损C 粘着磨损D 磨粒磨损三、填空题（1）常见的晶体塑性变形机理为晶体的和（2）从材料断裂前是否发生塑性变形来看，材料的断裂可分为和（3）当情况下，采用K判据来判断材料是否发生裂纹扩展时需要修正。
材料力学性能考试题及答案
07 秋材料力学性能一、填空：（每空1分,总分25分）1.材料硬度的测定方法有、和。
2.在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、和。
3.平均应力越高，疲劳寿命。
4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切应力为,表面处。
5.脆性断裂的两种方式为和。
6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；塑性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；7.外力与裂纹面的取向关系不同，断裂模式不同，张开型中外加拉应力与断裂面，而在滑开型中两者的取向关系则为。
8．蠕变断裂全过程大致由、和三个阶段组成。
9．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。
10．深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。
11．诱发材料脆断的三大因素分别是、和。
二、选择：（每题1分，总分15分）（）1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点a）耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好（）2. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度a)高b)低c) 相等d) 不确定（）3.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为a) 150HBW10／3000／30 b) 150HRA3000／l0／30c) 150HRC30／3000／10 d) 150HBSl0／3000／30（）4.对同一种材料，δ5比δ10a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定（）5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。
a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷（）6.下列哪种材料适合作为机床床身材料a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁（）7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直，因而它是最危险的一种断裂方式。
a) 撕开型 b) 张开型 c) 滑开型 d) 复合型（）8. 下列哪副图是金属材料沿晶断裂的典型断口形貌a) b) c) d)（）9.下列哪种材料中的弹性模量最高a) 氧化铝 b) 钢 c) 铝 d) 铜（）10.韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性材料a)增大缺口半径 b) 增大加载速度c) 升高温度 d) 减小晶粒尺寸（）11．应力腐蚀门槛值正确的符号为a) K ISCC b) ΔK th c) K IC d) CF（）12．σm=0 ， R=-1 表示下列哪种循环应力a) 交变对称循环 b)交变不对称循环c) 脉动循环 d) 波动循环（）13．为提高材料的疲劳寿命可采取如下措施a)引入表面拉应力b) 引入表面压应力c) 引入内部压应力d) 引入内部拉应力（）14．工程上产生疲劳断裂时的应力水平一般都比条件屈服强度a) 高b) 低 c) 一样 d) 不一定（）15．下列曲线中哪种为脆性材料的应力-应变曲线a) b) c) d)三、判断：（每题1 分，总分15分）（）1.材料的力学行为与材料的力学性能是同一概念。
最新《材料性能学》习题试题集
《材料性能学》习题12一、名词术语阐释34在理解的基础上用自己的语言阐释各章讲授涉及到的名词术语。
5二、名词术语分类6对下列名词术语进行分类，并说明分类的依据（可用数字表示该名词术语）：781.屈服强度；2.热膨胀；3.载流子；4.介电常数；5.循环硬9化；10116.矫顽力；7.磁致伸缩；8.Hollomon关系；9.热导率； 10.河流花12样；131411.断面收缩率； 12.磁化曲线； 13.击穿； 14.光子； 15.塑性变形；151616.断裂韧度； 17.蠕变； 18.磁导率； 19.持久强度； 20.吕德斯带；1721.偶极子； 22.Coffin-Manson关系式； 23.贝纹线； 24.加工1819硬化；202125.弹性极限；26.热传导； 27.原子固有磁矩； 28.电偶极矩；222339.循环软化； 30. 疲劳极限； 31.解理刻面； 32.Paris公式；2433.热膨胀系数； 34.解理台阶； 35.伸长率； 36.磁滞回线；25262737.极化； 38.过载持久值； 39.玻尔磁子； 40.马基申定则；282941.驻留滑移带； 42.谐振子； 43.应力-应变曲线； 44.韧窝；45.滞弹性； 46.格留乃森定律； 47.铁磁性； 48.声子；30313249.磁矩； 50. 弹性变形； 51. 压电常数； 52. 最大磁能积333453.脆性疲劳条带； 54.磁致伸缩。
35三、填空3637请填写下列空白：1.在材料力学性能中，涉及裂纹体的性能指标包括__________裂纹尖端应力强度因子______和__________断裂韧度___。
2.凡是影响___载流子浓度_____________和_____载流子迁移率___________的因素，都将影响材料的导电性能。
3.疲劳极限可以分为 ____________________对称应力循环下的疲劳极限___和____________________非对称应力循环下的疲劳极限____两类。
材料的性能习题
材料的性能部分一、填空题1．材料的性能包括（使用性能）和（工艺性能）。
2．材料的使用性能包括（力学性能）、（物理性能）和（化学性能）。
3．拉伸试验可测量材料的（抗拉强度）和（塑性）两种力学性能指标。
4．硬度是指材料（抵抗）其他更硬物体压入自己表面的能力。
5．生产中常用硬度指标的测量来反映力学性能指标，常用硬度指标有（布氏硬度）、和（洛氏硬度）、（维氏硬度）。
6．塑性变形是指载荷卸除后（不能恢复其原来的形状）的变形，而弹性变形是指载荷卸除后（能恢复其原来的形状）的变形。
7．材料的工艺性能包括（铸造性能）、（锻造性能）、（焊接性能）、（切削加工性能）和（热处理性能）。
8．碳素钢是指含碳量小于（2.11）％，并含有少量Si、Mn、S、P杂质元素的（铁碳）合金。
9．碳素钢据碳的质量分数的多少可分为（低碳钢）、（中碳钢）和（高碳钢）。
10．根据含S、P杂质元素的多少，碳素钢可分为(普通钢)、(优质钢 )、(高级优质钢) 。
11．45钢按用途分类，它属（碳素结构钢）钢，按钢中有害杂质S、P含量多少分类，它属(优质)钢。
12．白口铸铁中碳主要以（Fe3C）的形式存在，灰口铸铁中碳主要以（游离状态的石墨）形式存在。
12. 可锻铸铁、球墨铸铁中石墨的形态分别为（团絮）状、（球）状。
13. QT500－5牌号中，QT表示（球墨铸铁），数字500表示（最低抗拉强度500MPa），数字7表示（最低延伸率7% ）。
13. HT250是（灰口）铸铁，250表示（最低抗拉强度250MPa）。
14. 化学热处理，是一种把钢件置放于含有某些(化学介质)的炉子中，加热后使介质分解出渗入工件表层的工艺方法。
常用的化学热处理方法有（渗碳）、（渗氮）、（渗硼）等。
15. 可锻铸铁铸件的生产方法是先（将亚共晶成分的铸铁浇注成白口铸铁），然后再进行（长时间保温的高温可锻化退火）。
16．球墨铸铁采用(镁或稀土合金)作球化剂。
17．灰口铸铁由于片状石墨对主体的割裂作用和应力集中现象，所以灰口铸铁的（塑性）低，且（韧性）很差，但石墨片对灰口铸铁的（抗压强度）影响不大。
《材料性能学》总复习题部分答案
绪论二、单项选择题1、下列不是材料力学性能的是（）A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能2、属于材料物理性能的是（）A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性三、填空题1、材料的性能可分为两大类：一类叫_ _，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫_ _，反映材料在加工过程中表现出来的特性。
2、材料在外加载荷（外力）作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下所表现的行为，叫做材料_ 。
四、简答题1、材料的性能包括哪些方面？2、什么叫材料的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？第一章材料单向静拉伸的力学性能一、名词解释弹性极限：是材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时的应力（或达到最大弹性变形所需要的应力）。
强度:是材料对塑性变形和断裂的抗力。
屈服强度：材料发生屈服或发生微量塑性变形时的应力。
抗拉强度：拉伸实验时，试样拉断过程中最大实验力所对应的应力。
塑性变形：是材料在外力作用下发生的不可逆永久变形但不破坏的能力。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
二、单项选择题1、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（）A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性2、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为（）A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度3、拉伸实验中，试样所受的力为（）A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力4、常用的塑性判断依据是（）A、断后伸长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性5、工程上所用的材料，一般要求其屈强比（C ）A、越大越好B、越小越好C、大些，但不可过大D、小些，但不可过小6、工程上一般规定，塑性材料的δ为（）A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%7、形变强化是材料的一种特性，是下列（ C ）阶段产生的现象。
A、弹性变形；B、冲击变形；C、均匀塑性变形；D、屈服变形。
《材料性能学》习题试题集
《材料性能学》习题一、名词术语阐释在理解的基础上用自己的语言阐释各章讲授涉及到的名词术语。
二、名词术语分类对下列名词术语进行分类，并说明分类的依据（可用数字表示该名词术语）：1.屈服强度；2.热膨胀；3.载流子；4.介电常数；5.循环硬化；6.矫顽力；7.磁致伸缩；8.Hollomon关系；9.热导率；10.河流花样；11.断面收缩率；12.磁化曲线；13.击穿；14.光子；15.塑性变形；16.断裂韧度；17.蠕变；18.磁导率；19.持久强度；20.吕德斯带；21.偶极子；22.Coffin-Manson关系式；23.贝纹线；24.加工硬化；25.弹性极限；26.热传导；27.原子固有磁矩；28.电偶极矩；39.循环软化；30. 疲劳极限；31.解理刻面；32.Paris公式；33.热膨胀系数；34.解理台阶；35.伸长率；36.磁滞回线；37.极化；38.过载持久值；39.玻尔磁子；40.马基申定则；41.驻留滑移带；42.谐振子；43.应力-应变曲线；44.韧窝；45.滞弹性；46.格留乃森定律；47.铁磁性；48.声子；49.磁矩；50. 弹性变形；51. 压电常数；52. 最大磁能积53.脆性疲劳条带；54.磁致伸缩。
三、填空请填写下列空白：1.在材料力学性能中，涉及裂纹体的性能指标包括__________裂纹尖端应力强度因子______和__________断裂韧度___。
2.凡是影响___载流子浓度_____________和_____载流子迁移率___________的因素，都将影响材料的导电性能。
3.疲劳极限可以分为____________________对称应力循环下的疲劳极限___和____________________非对称应力循环下的疲劳极限____两类。
4.影响介质绝对折射率的材料性能参数包括______介质的介电常数_______和____介质的磁导率_________。
【高等教育】材料性能学练习题及参考答案2
KIc Y ac
104 (200 0) ac ac 0.27m
Nc
Nc dN
0
ac
c a0
da Y
a
2.49106
三 名词解释（本题包括 4 小题，每小题 3 分，共 12 分） 1. 低应力脆断 2. 粘着磨损 3. 蠕变 4. 压电效应 5. 腐蚀疲劳 6.化学老化 1. 中、低强度钢的大型机件常常在工作应力并不高，甚至远低于屈服极限的情况下，发生脆性断裂 现象，这就是所谓的低应力脆断。 2. 粘着磨损又称咬合磨损。是因两种材料表面某些接触点局部压应力超过该处材料屈服强度发生粘 合并拽开而产生的一种表面损伤磨损，多发生在摩擦副相对滑动速度小，接触面氧化膜脆弱，润滑 条件差，以及接触应力大的滑动摩擦条件下。 3. 材料在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。 4. 这种没有电场作用，由机械应力的作用而使电介质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象． 5. 金属在交变应力(循环应力或脉动应力)和腐蚀环境介质的共同作用下产生的脆性断裂为腐蚀疲 劳。 6. 化学老化是一种不可逆的化学反应，是高分子材料分子结构变化的结果。 四 说明下列力学性能指标的意义（本题包括 5 小题，每小题 3 分，共 15 分） 1. σ-1 2. AKV 1. 当循环应力低到某临界值 σ-1 时，疲劳曲线成为水平线，表明在此应力作用下试样可经历无限次 循环而不发生断裂(σ≤σ-1, N→∞)；当循环应力大于 σ-1 时，则试样仅经历有限次循环就会疲劳断裂， 故将 σ-1 定义为材料的疲劳强度 2. V 型缺口试样的冲击功 AK 五 简答题（本题包括 3 小题，每小题 6 分，共 18 分） 1. 可采用哪些技术措施提高材料的断裂韧性？ ⑴ 提高冶金质量 ⑵ 控制钢的成分和组织 ⑶ 热处理 临界区淬火 形变热处理
材料力学性能题库
材料力学性能试题库一、名词解释1.包申格效应：：2.应力场强度因子KI3.过载损伤：4.磨损：5.蠕变：6.屈强比：7.接触疲劳：：8.裂纹扩展能量释放率GI9.疲劳寿命：10.静态粘弹性：(高分子方向选做)11.蠕变极限：(金属、焊接方向选做)12.J积分：13.耐磨性：14.da/dN：15.应力腐蚀：（金属、焊接方向选做）16.粘弹性：（高分子方向选做）17.COD：18.应力松弛：19.氢脆：（金属、焊接方向选做）20.玻璃化温度：（高分子方向选做）21.应变硬化：：22.应力场强度因子KI23.冲击强度：24.粘流温度：（高分子方向选做）25.松弛稳定性：（金属、焊接方向）二、填空题1．典型的金属宏观断口的特征三要素包括、和剪切唇三个区域组成。
2.弹性变形的主要特点为变形小、和。
3.压入法硬度试验中常用的方法有布氏硬度试验，和。
4.单向拉伸、单向压缩以及扭转试验中应力状态软性系数最大的是。
5.含裂纹的金属机件（或构件），根据外加应力与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展有型裂纹扩展、撕开型裂纹扩展、滑开型裂纹扩展三种基本形式。
6.机件正常运行的磨损过程一般分为、稳定磨损阶段、剧烈磨损三个阶段。
7.解理裂纹的河流花样特征中，“河流”的流向与裂纹扩展方向，按“河流”流向的方向去寻找裂纹源。
8.金属材料中常见的塑性变形方式主要为和。
9.冲击试验中，标准试样一般有两种，分别是和。
10.常用的金属断裂韧度包括、ICG、和COD四种。
11.按磨损机理进行分类，磨损类型有黏着磨损、、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。
12.疲劳过程包括：、及最后失稳扩展三个阶段。
13.金属材料常用的塑性指标为和。
14.氢脆是由于和的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象。
15.50HRC表示硬度，此测试方法中压头是。
16.金属材料的缺口敏感性指标用和的比值表示。
17.当测出后，还可以借助公式间接换算出KIC 以代替大试样的KIC，然后再按K判据即解决工程中中、低强度钢大型件的断裂问题。
材料力学性能学练习习题及答案
答：高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。加载速率一定时， 随温度的升高，高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化，其强度和 模数降低；而在温度一定时，玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低，加载 时间的加长，同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化，其强度和模数降 低。时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。 四、计算题：
cos cos
（ 1） [001]方向与[111]滑移方向的夹角 λ：
cos
12 12 12
2 2 2 12 12 12 2 2 2
0 1 0 1 1 1 1 1 111 3
[001]方向与 (110) 面法线方向夹角 υ：
0 1 0 1 1 1 1 1 111 3
cos cos 70
1 1 28.6MPa 2 3
在 (111)面上的 [101] 方向的分切应力应为 28.6Mpa。 [001]方向与 [110] 滑移方向的夹角 λ：
cos
12 12 12
1．金属单晶体的塑性变形方式。 答滑移和孪生 2．什么是滑移系？产生晶面滑移的条件是什么？写出面心立方金属在室温下所 有可能的滑移系。 答：滑移系是一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。产生晶面滑移 的条件是在这个面上的滑移方向的分切应力大于其临界分切应力。 3．试述Zn、 α -Fe、Cu等几种金属塑性不同的原因。 答：Zn、α -Fe、Cu这三种晶体的晶体结构分别是密排六方、体心立方和面心立 方结构。 密排六方结构的滑移系少，塑性变形困难，所以 Zn的塑性差。 面心立方结构滑移系多，滑移系容易开动，所以对面心立方结构的金属Cu塑性 好。 体心立方结构虽然滑移系多，但滑移面密排程度低于 fcc，滑移方向个数少，较 难开动，所以塑性低于面心立方结构材料，但优于密排六方结构晶体，所以α -Fe的塑性较 Cu差，优于Zn。 4.孪晶和滑移的变形机制有何不同? 答：主要的不同1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变， 形成镜面对称关系。2）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍，而孪生过 程中的位移量为孪生方向的原子间距的分数倍。3）滑移是全位错运动的结果而 孪生是分位错运动的结果。 5.什么是应变硬化？有何实际意义？ 答：随着应变量的增加，让材料继续变形需要更大的应力，这种现象称为应变 硬化。随变形量的增加，材料的强度、硬度升高而塑性、韧性下降的
材料性能学试卷
9、解理断裂是一种穿晶断裂，它的断口微观特征是 和 。
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二、名词解释（每空 4 分，共 24 分）
得分 评阅人
1、柯普定律
2、压电性
3、电介质
4、低应力脆断
5、粘着磨损
6、蠕变
三、简答题（共 44 分）
得分 评阅人
1、影响材料热容的因素有哪些？（5 分）
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2、试说明材料产生铁磁性的条件。 （6 分）
。 时受外加磁场作用所产生的抗磁矩。 和 和 和 。 。 。
6、格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程 愈 ，热导率也就愈 。
7、在低碳钢的单向静拉伸试验中，整个拉伸过程中的变形可分 为 、 、 以及 四知，在晶体结构稳定的情况下，控制强度的主要参 数有三个： ， 和 。 、
南昌大学 2009～2010 学年第二学期期末考试试卷
试卷编号： 课程编号： H57010003 课程名称： 适用班级：2007 级光伏方向 姓名： 学院：
题号 题分 得分
( C )卷 闭卷
材料性能学 学号：
考试形式： 班级： 考试日期：
材料学院
一 20 二 24 三 44
专业：
四 12 五 六 七 八
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3、金属、半导体的电阻随温度的升高如何变化？说明原因。 （10 分）
4、说明下列力学性能符号的名称和意义（8 分） （1） KV （2） 1 （3）HRC （4） 1/10000
500
100MPa
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5、论述大多数无机非金属材料在常温下不能产生塑性形变的原因。 （9 分）
九
十
总分 100
材料性能试题集
《材料性能》试题集一、名词解释力学性能部分：弹性极限，弹性模数，弹性比功，滞弹性，粘弹性，包申格效应，内耗，应变硬化指数，超塑性，韧性断裂，脆性断裂，剪切断裂，解理断裂，韧窝，河流花样，银纹，解理台阶，理论断裂强度，真实断裂强度，静力韧度，应力状态软性系数，缺口效应，缺口强化，缺口敏感性，低温脆性，韧脆转变温度，低应力脆断，应力场强度因子，断裂韧度，疲劳，疲劳寿命，平均应力，应力幅，应力比，贝纹线，疲劳条带（辉纹），疲劳强度，过载持久值，过载损伤界，疲劳缺口敏感度，应力强度因子幅，疲劳门槛值，粘着磨损，磨粒磨损，接触疲劳，蠕变，蠕变极限，持久强度，松弛稳定性。
物、化性能部分：热容，比热容，热导率，顺磁性，抗磁性，铁磁性，磁化，磁化强度，磁导率，磁感应强度，自发磁化，磁致伸缩，磁畴，磁化曲线，技术磁化，矫顽力，电导率，超导电性，超导临界磁场，超导临界转变温度，临界电流密度，极化，极化强度，介电常数，介质损耗，抗电强度，电击穿，热击穿，相对折射率，色散，散射，压电效应，压电常数，自发极化，热释电效应，热释电系数，铁电性，铁电畴，电滞回线，电极电位，平衡电极电位，标准电极电位，电极的极化，化学极化，浓度极化，极化曲线，钝化，老化，化学老化，物理老化。
二、判断题正确用√，错误用×，按题号写在答卷上力学性能部分：1.材料的弹性模数越大，其弹性越好。
（）2.粘弹性的特征是应变对应力的响应是瞬时完成的。
（）3.金属材料的显微组织对其弹性模数的影响较小。
（）4.带缺口试样拉伸时的缺口强化可以作为强化材料的手段。
（）5.体心立方金属及其合金存在低温脆性，面心立方金属及其合金不存在低温脆性。
（）6.材料的理论断裂强度愈高，其抗拉强度也愈高。
（）7.材料在韧性断裂过程中都要产生明显的宏观塑性变形。
（）8.微孔聚集型断裂不是金属材料韧性断裂的普遍方式。
（）9.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。
材料力学性能试题集
判断1.由内力引起的内力集度称为应力。
（×）2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。
（√）3.工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。
（×）4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
（√）5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。
（×）6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。
（×）7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。
（×）8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。
（√）9.层错能低的材料应变硬度程度小。
（×）10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。
（×）11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。
（×）12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。
（√）13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。
（×）14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。
（√）15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。
（√）16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。
（×）17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。
（√）18.缺口截面上的应力分布是均匀的。
（×）19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。
（√）20.于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。
（×）21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。
材料力学性能考试题.doc
材料力学性能考试题一、名词解释Ak：冲击吸收功，表示冲击试样变形及断裂消耗的功。
KIC：断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
K I :应力场强度因子，表不裂纹尖端应力场的强弱。
AKth：疲劳裂纹扩展门槛值，表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能。
NSR：静拉伸缺口敏感度，金属材料的缺口敏感性指标，缺口试样的抗拉强度o bn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度。
b的比值。
血：断面收缩率，是试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的白分比，反映了材料局部变形的能力。
-仁疲劳极限，试样经无限次循环也不发生疲劳断裂，将对应的应力称为。
-K0 0.2：屈服强度，对于无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形（0.2% ）时的应力，作为该钢的屈服强度。
OTt：持久强度极限，材料在规定温度（t）下，达到规定的持续时间（T ）而不发生断裂的最大应力。
ote :蠕变极限，在规定温度（t）下，使试样在规定时间内产生的稳态蠕变速率（E）不超过规定值的最大应力。
016/T :蠕变极限，在规定温度（t）下和规定的试验时间（工）内，使试样产生的蠕变总伸长率（5 ）不超过规定值的最大应力。
E：弹性模量，表征材料对弹性变形的抗力。
OS:屈服点，呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力。
obe：抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。
5：断后伸长率，是试样拉断后标距的长度与原始标距的百分比。
G：切变模量，在弹性范圉内，切应力与切应变之比称为G。
o be：抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。
obb：抗弯强度，指材料抵抗弯曲不断裂的能力。
GI：裂纹扩展力，表征裂纹扩展单位长度所需的力。
op：比例极限，应力与应变成直线关系的最大应力。
oe：弹性极限，山弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。
弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
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《材料性能学》习题一、名词术语阐释在理解的基础上用自己的语言阐释各章讲授涉及到的名词术语。
二、名词术语分类对下列名词术语进行分类，并说明分类的依据（可用数字表示该名词术语）：1.屈服强度；2.热膨胀；3.载流子；4.介电常数；5.循环硬化；6.矫顽力；7.磁致伸缩；关系；9.热导率； 10.河流花样；11.断面收缩率； 12.磁化曲线； 13.击穿； 14.光子； 15.塑性变形；16.断裂韧度； 17.蠕变； 18.磁导率； 19.持久强度； 20.吕德斯带；21.偶极子；关系式； 23.贝纹线； 24.加工硬化；25.弹性极限；26.热传导； 27.原子固有磁矩； 28.电偶极矩；39.循环软化； 30. 疲劳极限； 31.解理刻面；公式；33.热膨胀系数； 34.解理台阶； 35.伸长率； 36.磁滞回线；37.极化； 38.过载持久值； 39.玻尔磁子； 40.马基申定则；41.驻留滑移带； 42.谐振子； 43.应力-应变曲线； 44.韧窝；45.滞弹性； 46.格留乃森定律； 47.铁磁性； 48.声子；49.磁矩； 50. 弹性变形； 51. 压电常数； 52. 最大磁能积53.脆性疲劳条带； 54.磁致伸缩。
三、填空请填写下列空白：1.在材料力学性能中，涉及裂纹体的性能指标包括__________裂纹尖端应力强度因子______和__________断裂韧度___。
2.凡是影响___载流子浓度_____________和_____载流子迁移率___________的因素，都将影响材料的导电性能。
3.疲劳极限可以分为 ____________________对称应力循环下的疲劳极限___和____________________非对称应力循环下的疲劳极限____两类。
4.影响介质绝对折射率的材料性能参数包括______介质的介电常数_______和____介质的磁导率_________。
5.根据铁磁体的磁化曲线，可以表征铁磁性材料的_饱和磁化强度s M ___________、_饱和磁感应强度s B ____________、_起始磁导率____________和___最大磁导率__________。
9.热传导的物理机制包括___电子导热________________、____声子导热_____________和____光子导热________________。
10.研究分析材料的物理性能，涉及的基础物理单元包括 力学_______________、_______热学___________、_______光学__________、_____电学_____________、和______磁学____________。
11.根据电介质的极化形式，可以将其分为___位移极化_____________和___松弛极化_____________两类。
12.固体材料发光的物理机制一种是_____分立中心发光________________，一种是_______复合发光_________________。
13.疲劳裂纹萌生可以分为____表面疲劳裂纹萌生_______________________和___内部疲劳裂纹萌生__________________________。
14.以应力值表征的材料弹性性能指标有 弹性极限_____________和_比例极限_____________。
15. 研究材料性能的影响因素,通常涉及__________、________________和______________。
16.根据铁磁体的磁滞回线，可以表征铁磁性材料的_剩余磁感应强度___________、_矫顽力_________、__磁滞损耗__________和_最大磁能积__________。
17.由格留乃森定律可以导出金属的体积膨胀系数与___热容_________和___体积___________ 之间的关系。
18. 典型的疲劳断口总是由____疲劳源________、_疲劳区___________和_瞬断区__________三部分构成。
19. 金属材料静拉伸宏观断口的三个区域是______纤维区______、___放射区_________和____剪切唇_______。
四、判断题1.若在材料的微观形貌中发现韧窝存在，宏观上即可判定为韧性断裂。
错2.材料的各种硬度值均以载荷-变形的关系来表征。
错3.弹性后效、循环韧性、力学松弛均属于非理想弹性变形的范畴。
对4.通常，低周疲劳用应变-寿命曲线表征，高周疲劳用应力-寿命曲线表征。
对低周疲劳实验一般在横应变幅控制模式下进行，用应变-寿命曲线或塑性应变-寿命曲线而非应力-寿命曲线来表征低周疲劳抗力。
5.材料的断裂韧度与裂纹大小、形状以及外力大小无关。
错6.“自发磁化”是指在“分子场”的作用下相邻原子自旋磁矩同向或反向平行排列。
错7. 所谓复合发光是指将发光离子复合到基体材料中，从而使材料具备发光能力。
错8.区分理想弹性变形和非理想弹性变形的依据是：应变与应力的加载路径是否有关。
错应变对应力的相应是线性的，服从胡克定律；应力和应变同相位，应变是瞬时达到的，与时间无关；应变是应力的单值函数，应变与应力的加载路径无关。
9.韧度是衡量材料断裂前吸收弹性变形功和断裂功大小的性能指标。
错韧度是衡量材料韧性大小的性能指标，韧性是指材料断裂前吸收变形功和断裂功的能力。
10.自发磁化理论可以解释温度对铁磁性的影响、磁晶各向异性和磁致伸缩。
对11.金属材料发生颈缩的判据可以由Hollomon关系式推导得出。
对12.表征压电性能的指标是压电常数和机电耦合系数。
对13.本征半导体的自由电子浓度和空穴浓度相等，而空穴迁移率小，所以本征半导体的导电能力微弱。
错14.相变对材料的热容和热膨胀均有影响。
对15. 应力状态软性系数值越大，材料的硬度值越低。
错16. 韧度一般可分为静力韧度、冲击韧度和断裂韧度三类。
对17. 缺口敏感度是表征材料缺口尖端应力集中状态的性能指标。
错，脆化倾向。
18. 实际屈服强度低于理论屈服强度的原因是材料中存在裂纹。
错19.金属材料的应变硬化指数表征金属抵抗继续塑性变形的能力。
对20. 材料的韧脆转变温度可以通过冲击试验来确定。
对21. 工程上将I型裂纹在平面应变状态下的临界应力强度因子作为断裂韧度是因为I型裂纹在工程实践中最为普遍。
错22. 变动应力下，无论产生循环硬化或循环软化，超过一定周次后都能形成稳定、封闭的滞后回线。
对23. 采用蠕变极限这一性能指标就能表征材料的蠕变性能。
24. 研究材料的热容和热膨胀都应该从晶格热振动入手。
错25. 铁电性是一种特殊的介电性，具有非线性极化的性质，其本质来源于晶体的自发极化。
26. 杂质半导体均靠多数载流子导电，且多子的类型也相同。
错27. 衡量材料介电性的性能指标有介电常数、介电损耗和介电强度。
对28. 介电常数和磁导率随入射光波长的变化越大，材料的色散就越大。
对29. 红宝石呈红色是因为Al2O3中掺入Cr3+离子后不吸收红光所致。
错30.减少材料中的夹杂，提高材料的纯净度，可使断裂韧性提高对五、简答题1.论述晶体热容理论的演进过程。
元素的热容定律——杜隆-铂替定律：元素的定容摩尔热容为25J/（mol•K）;化合物的热容定律——奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素院子热容之和。
爱因斯坦量子热容理论。
德拜理论。
2.阐述“材料性能宏观表征”的含义。
3.分别阐述铁电性和铁磁性概念的内涵，并对二者进行比较分析。
铁磁性：在较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。
磁化率是很大的正数，且M或B与外磁场强度H呈非线性关系变化，如铁、钴、镍等。
铁磁体在温度高于某临界温度后变为顺磁体。
在无外电场作用下可发生自发极化，在晶体内部形成许多电偶极矩平行排列的小区域；在施加外电场时，极化强度p随外电场强度E为非线性增加，介电常数是一个与电场强度有关的变化值；在外电场交变是，极化强度与电场强度的关系曲线具有电滞回线特点，即必须施加反向电厂才能够将计划强度降为零，存在剩极化和矫顽力，该类晶体称为铁电体。
4.论述双原子模型在材料性能微观分析中的运用。
（1）弹性模量的微观分析（2）热膨胀的物理本质5.材料性能的宏观表征中存在哪些“三阶段”现象，对此你有什么解释？退火低碳钢拉伸时的力学响应大致分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。
伪弹性：常规弹性变形阶段、应力诱发马氏体相变阶段、马氏体常规弹性变形阶段。
非晶体热导率-温度关系：中低温温度范围，光子导热的贡献可以忽略，主要为声子热导，温度升高，热容增大，声子热导率上升；600-900K温度区间，随着温度不断升高，热容不再增大，逐渐为一常数，声子热导率亦不再随温度升高而增大，但此时光子热导开始增大，因而热导率开始上扬。
温度高于900K区间在这一阶段，温度升高时，声子热导率变化仍不大，但光子的平均自由程明显增大，光子的热导率随温度的三次方规律急剧增大，因此热导率曲线急剧上扬。
铁磁物质的基本磁化曲线可以大体分为三个阶段。
畴壁可逆迁移区，畴壁不可逆迁移区，磁畴旋转区。
金属电阻率和温度的关系：温度小于2K，电阻率与温度的平房成正比。
温度在2K和德拜温度之间，电阻率和温度的5次方成正比。
温度高于德拜温度，电阻率和温度成正比。
温度对半导体电阻的影响：低温区、饱和区、本征区；6.对比分析三大工程材料的主要力学、物理性能。
六、计算、论证题。