南昌大学材料性能学复习题
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。
材料性能学试卷
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
。 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 四个阶段。
8、从对材料的形变及断裂的分析可知，在晶体结构稳定的情况下，控制强度的主要参 数有三个： ， 和 。 、
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
第 3 页 共 5页
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）
6、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些？（6 分）
第 4 页 共 5页
四、计算题（共 12 分）
得分 评阅人
1、若一薄板内有一条长 3 mm 的裂纹，且 a0 2.5 108 mm，试求脆性断裂时的断裂 应力 c 。 （设 m E / 10 2 105 MPa ） （共 6 分）
第 5 页 共 5页
2、有一构件，实际使用应力 σ 为 1.30Gpa，有以下两种钢待选： 甲钢：σys=1.95GPa，KIC=45MPa· m1/2 乙钢：σys=1.56GPa，KIC=75MPa· m1/2 试根据传统设计及断裂力学观点分析哪种钢更安全，并说明原因。 （6 分） (已知: Y=1.5，最大裂纹尺寸为 2mm)
南昌大学材料性能学B部分
疲劳破坏的基本特征是：
（1）它是一种“潜藏”的失效方式，在静载下无论显示脆性与否，在疲劳断裂时都不会产生明显的塑性变形，断裂常常是突发性的，没有预兆。（2分）
（2）疲劳对缺陷(缺门、裂纹及组织)十分敏感；（2分）
（3）疲劳破坏属低应力循环延时断裂；（2分）
3、阐述持久强度的概念及其表示方法。
2.热释电效应：是衡量材料软硬程度的一种力学性能指标，其定义为在给定的载荷下材料对形成表面压痕或划痕的抵抗能力。
3.低温脆性：当试验温度低于某一温度tk时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状。
4.磁致伸缩：铁磁物质磁化时，沿磁化方向发生长度的伸长或缩短的现象。
5、下面图中示出的两种晶体各起什么作用？产生了什么样的光学效应？
答：第一种晶体Nd3＋：YAG为线性光学晶体，由基质和激活离子组成，基质的作用主要是为激活离子（发光中心）提供一个合适的晶格场，使之受激发射，发射基频激光的作用，产生线性光学效应。（2分）
第二种晶体KTP为非线性光学晶体，当基频激光通过时，产生二次非线性光学效应，将频率为ω的入射光变换成频率为2ω的出射光，称为二次谐波发生（SHG）。（2分）
四、问答分析计算题(每题分数单列，共18分)
得分
评阅人
1.分析内外因素对材料拉伸性能的影响。（8分）
考虑的内外因素包括键结构、晶体结构、微观组织结构（晶粒大小、第二相、溶质原子溶度等）、温度及加载方式（加载速率及应力状态等）。
主要分析对强度（屈服强度及抗拉强度）、塑性的影响。如果考生分析了对弹性性能、断裂方式等的影响可以考虑补充给分。
b）该构件在0℃和60℃时的塑性区大小R。
材料性能学复习题及答案
材料性能学复习题及答案一、单项选择题1. 材料的弹性模量是指材料在受到外力作用时，应力与应变的比值。
下列哪种材料通常具有较高的弹性模量？A. 橡胶B. 木材C. 钢铁D. 塑料答案：C2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，开始发生永久变形的应力值。
下列哪种情况下材料的屈服强度会降低？A. 提高温度B. 降低温度C. 增加材料的纯度D. 进行热处理答案：A3. 疲劳强度是指材料在反复加载和卸载过程中，能够承受的最大应力而不发生断裂的能力。
下列哪种材料通常具有较好的疲劳强度？A. 纯金属B. 合金C. 复合材料D. 陶瓷材料答案：B二、多项选择题1. 影响材料硬度的因素包括哪些？A. 材料的微观结构B. 材料的化学成分C. 材料的加工工艺D. 材料的表面处理答案：ABCD2. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用时，抵抗裂纹扩展的能力。
下列哪些因素可以提高材料的断裂韧性？A. 增加材料的韧性B. 减少材料的缺陷C. 提高材料的硬度D. 改善材料的微观结构答案：ABD三、判断题1. 材料的塑性是指材料在受到外力作用时，能够发生永久变形而不断裂的性质。
（对）2. 材料的导热系数越高，其导热性能越好。
（对）3. 材料的抗拉强度和屈服强度是相同的概念。
（错）四、简答题1. 简述材料的疲劳破坏过程。
答：材料的疲劳破坏过程通常包括裂纹的萌生、扩展和最终断裂三个阶段。
在反复加载和卸载的过程中，材料内部的微裂纹逐渐扩展，当裂纹扩展到一定程度时，材料的承载能力下降，最终导致断裂。
2. 描述材料的蠕变现象及其影响因素。
答：材料的蠕变现象是指在恒定应力作用下，材料发生持续的塑性变形。
影响蠕变的因素包括应力水平、温度、材料的微观结构和化学成分等。
高应力、高温和材料内部的缺陷都可能加速蠕变过程。
五、计算题1. 已知某材料的弹性模量为200 GPa，当受到100 MPa的应力时，计算其应变值。
答：根据弹性模量的定义，应变值可以通过应力除以弹性模量来计算。
材料性能学考卷及答案
材料性能学考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料的弹性模量最大？A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 玻璃纤维C. 碳钢D. 陶瓷3. 下列哪种材料的硬度最大？A. 黄铜B. 不锈钢C. 钨D. 铅4. 下列哪种材料的导热系数最高？A. 铜B. 铝C. 铁D. 硅胶5. 下列哪种材料的比热容最大？A. 水泥B. 橡胶C. 石墨D. 空气6. 下列哪种材料的密度最小？A. 聚乙烯B. 聚氨酯C. 聚氯乙烯D. 聚丙烯7. 下列哪种材料的断裂韧性最高？A. 玛瑙B. 玉石C. 钨钢D. 玻璃8. 下列哪种材料的耐磨性最好？A. 高铬铸铁B. 轴承钢C. 铸铝D. 粉末冶金9. 下列哪种材料的抗腐蚀性最好？A. 镍基合金B. 铜镍合金C. 铬镍合金D. 钛合金10. 下列哪种材料的磁导率最高？A. 铁B. 钴C. 镍D. 铅二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性极限是指材料在受力后，去掉外力仍能恢复原状的______应力。
2. 材料的屈服强度是指材料在受力过程中，产生______变形时的应力。
3. 材料的断裂韧性是指材料抵抗______裂纹扩展的能力。
4. 材料的疲劳极限是指材料在______循环应力作用下，不发生疲劳破坏的最大应力。
5. 材料的导热系数是指在稳态热传导条件下，单位时间内通过单位面积、单位厚度的材料，温度梯度为1K时传递的______。
6. 材料的比热容是指单位质量的材料温度升高1K所需吸收的______。
7. 材料的密度是指单位体积的______。
8. 材料的硬度是指材料抵抗______变形的能力。
9. 材料的耐磨性是指材料在______过程中抵抗磨损的能力。
10. 材料的抗腐蚀性是指材料在______环境中抵抗腐蚀的能力。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简要介绍材料性能学的研究内容。
2. 请解释弹性模量、屈服强度和断裂韧性三个力学性能指标的区别。
南昌大学工程材料学学期期末考试试题(A)及详解答案
工程材料学学期期末考试试题(A)及详解答案共5 页第1 页5. 杠杆定律只适用于两相区。
( )6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。
( )7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。
( )8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。
( )9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。
( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。
（ ） 四、简答题（每小题5分,共20分）1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。
并指出在室温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？图12．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。
（每小题2分,共10分）材料牌号应用零件热处理工艺HT250 弹簧调质+氮化Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火）65Mn 冷冲模淬火+中温回火38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分，现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分）①求该钢的含碳量；②计算该钢组织中各相组分的相对百分含量；10．硅（Si），锰（Mn）；磷（P），硫（S）。
11．回火索氏体（或S回），索氏体（或S）。
12．20CrMnT，T10。
13．强化铁素体；提高淬透性。
14．灰口铸铁；最低抗拉强度300MPa，珠光体。
15．硬铝合金，α+β型钛合金三、判断题：(每小题1分,共10分)1．×， 2．√， 3．×， 4．×， 5．√， 6．×， 7．√， 8．×， 9．√， 10．×。
材料性能学复习题
材料性能学复习题材料性能学复习题适用于材料成型与控制工程专业一、填空题1、σe表示材料的弹性极限；σp表示材料的比例极限；σs表示材料的屈服强度；σb表示材料的抗拉强度。
2、断口的三要素是纤维区、放射区和剪切唇。
微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝；解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流状或舌状花样；沿晶断裂的微观特征为晶粒状断口和冰糖块状断口。
3、应力状态系数α值越大，表示应力状态越软，材料越容易产生塑性变形和延性断裂。
为测量脆性材料的塑性，常选用应力状态系数α值大的实验方法，如压缩等。
4、在扭转实验中，塑性材料的断裂面与试样轴线垂直，断口平齐，这是由切应力造成的切断；脆性材料的断裂面与试样轴线450角，这是由正应力造成的正断。
与静拉伸试样的宏观断口特征相反。
5、材料截面上缺口的存在，使得缺口根部产生应力集中和双（三）向应力，试样的屈服强度升高，塑性降低。
6、低温脆性常发生在具有体心立方或密排六方结构的金属及合金中，而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。
7、在平面应变断裂韧性K IC测试过程中，对试样的尺寸为，其中B、a、（W-a）分别是三点弯曲试样的厚度、裂纹长度和韧带长度，σs是材料的屈服强度；这样要求是为了保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态；平面应变状态下的断裂韧性KIC 小于平面应力状态下的断裂韧性KC。
8、按断裂寿命和应力水平，疲劳可分为高周疲劳和低周疲劳；疲劳断口的典型特征是疲劳条纹（贝纹线）。
9、对材料的磨损，按机理可分为粘着磨损，磨粒磨损，疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损和微动磨损等形式。
10、材料的拉伸力学性能，包括屈服强度、抗拉强度和实际断裂强度等强度指标和延伸率和断面收缩率等塑性指标。
12、弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。
对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹簧片、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。
13、材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂，解理断裂和沿晶断裂；按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂14、在扭转实验中，塑性材料的断裂面与试样轴线垂直；脆性材料的断裂面与试样轴线成450角。
材料性能学-期末试卷A
。
7、与金属材料磨损比较，低模量、大变形的橡胶材料特有的磨损形式为。
8、改进塑料光泽的方法包括和两个方面。
9、决定材料导电性的本质因素为和。
10、高分子材料的力学松弛包括、、
和力学损耗。
二．名词解释题(每题3分，共15分)
得分
评阅人
1、弹性与塑性
2、韧性断裂与脆性断裂
得分
评阅人
1、试画出结晶高分子材料的拉伸应力-应变曲线，简要说明结晶高分子材料拉伸过程中试样的变化过程；在应力-应变曲线上标出下列力学性能指标并说明各自的物理意义：①比例极限σP；②弹性极限σe；③屈服点σs；④抗拉强度σb
5、影响高分子材料介电性能的主要因素有哪些？
四．计算题(每题10分，共20分)
得分
评阅人
1、已知某材料的弹性模量E=1.6×1011Pa，表面能γ=10 J/m2，晶格常数a0=2.5×10-8cm。（1）试求该材料的理论强度σm；（2）若该材料在8×107Pa的拉伸应力下工作，试求其临界裂纹长度。
2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。
一、填空题(每空1分，共20分)
得分
评阅人
1、材料的非理想弹性行为大致可分为、、
和。
2、铁磁性物质磁化时的两个特征为：和。
3、材料的断裂过程大都包括与两个阶段。
4、金属、陶瓷和高分子材料的热膨胀系数大小顺序为。
5、作为减振或储能元件的弹簧材料应该具有较高的；作为轮胎的橡胶材料希望其具有最小的。
南昌大学2009～2010学年第二学期期末考试试卷
试卷编号：( A )卷
课程编号：H57010003课程名称：材料性能学考试形式：闭卷
材料性能期末考试题及答案
材料性能期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，其单位是：A. MPaB. GPaC. N/m²D. Pa2. 材料的硬度通常用来描述材料的：A. 韧性B. 强度C. 耐久性D. 抗划伤能力3. 材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时，体积或长度的相对变化率，其单位是：A. °C⁻¹B. K⁻¹C. °F⁻¹D. 1/°C4. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，开始发生永久变形的应力值，通常用下列哪个单位表示：A. MPaB. GPaC. N/m²D. Pa5. 材料的疲劳强度是指材料在循环载荷作用下，发生疲劳破坏的应力值，通常与下列哪个因素无关：A. 材料的微观结构B. 载荷的频率C. 材料的密度D. 环境温度二、填空题（每空2分，共20分）6. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力值而不发生断裂。
7. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最小应力值而不发生永久变形。
8. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最小应力值而不发生塑性变形。
9. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力值而不发生永久变形。
10. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力值而不发生塑性变形。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述材料的疲劳破坏机理。
12. 解释什么是材料的蠕变现象，并简述其影响因素。
13. 描述材料的断裂韧性及其在工程应用中的重要性。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 某材料的弹性模量为200 GPa，当其受到100 MPa的应力作用时，计算其应变值。
15. 假设有一块材料的屈服强度为300 MPa，若在循环载荷作用下，该材料的疲劳强度降低到200 MPa，计算其疲劳强度降低的百分比。
材料性能学_南昌大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
材料性能学_南昌大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.低碳钢在整个拉伸过程中的变形可分为（）、（）、（）和（）四个阶段答案:弹性变形_均匀塑性变形_屈服变形_不均匀集中塑性变形2.格里菲斯裂纹理论仅适用于脆性材料，如玻璃、无机晶体、超高强度钢等。
答案:正确3.薄板反向弯曲成型是利用了材料的（）来实现的。
答案:包申格效应4.形状记忆合金是利用材料的（）来实现的。
答案:伪弹性5.弹簧常用作减振或储能元件，主要是利用其高的（）。
答案:弹性比功6.（）是防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材的依据。
答案:屈服强度7.冲击功可表示材料的变脆倾向，真正反映材料的韧脆程度。
答案:错误8.微孔聚集型断裂是韧性断裂的普遍方式。
答案:正确9.为了区分材料的脆性断裂和韧性断裂，一般规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于（）者为脆性断裂。
答案:5%10.剪切唇表面光滑，与拉伸轴呈（）度角，属于切断型断裂，微观为韧性断裂特征。
答案:4511.（）是单向静拉伸曲线上应力的最大值，表征最大均匀塑性变形抗力指标。
答案:抗拉强度12.音叉在真空中做弹性振动，但是由于（）的作用，振幅逐渐衰减，最后停止。
答案:内耗13.拉拔的钢棒经辊压校直是利用了材料的（）来实现的。
答案:包申格效应14.包申格效应与金属材料中（）运动所受的阻力变化有关。
答案:位错15.合金的形状记忆效应是一种特殊的热-机械行为，是热弹性马氏体相变产生的低温相-马氏体在加热时向高温相-（）进行可逆转变的结果。
答案:奥氏体16.材料的粘弹性在（）中表现得比较突出。
答案:高分子材料17.当对粘弹性体施加恒定应变，则应力将随时间而（），弹性模量也随时间而降低，这个现象称为弛豫。
答案:减小18.为提高材料的弹性比功，可以提高弹性极限，或者降低（）。
答案:弹性模数19.σp0.01表示规定非比例伸长率为（）时的应力。
答案:0.01%20.对于服役条件不允许产生塑性变形的机件，设计时应按（）为选择材料的依据。
材料性能学考卷及答案
材料性能学考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料的弹性模量最大？A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 玻璃C. 高强度钢D. 纤维素3. 下列哪种材料的硬度最大？A. 黄金B. 铅C. 钨D. 铝A. 弹性B. 塑性C. 粘性D. 耐磨性5. 下列哪种材料的导电性最好？A. 铜B. 铁C. 铅D. 硅6. 下列哪种材料的比热容最大？A. 水泥B. 橡胶C. 铝D. 钨7. 下列哪种材料的密度最小？A. 聚乙烯B. 钢铁C. 铜D. 铅A. 导热性B. 热膨胀系数C. 弹性模量D. 抗压强度9. 下列哪种材料的耐腐蚀性最好？A. 铝B. 铁C. 铜镍合金D. 钢铁A. 耐候性B. 耐腐蚀性C. 热稳定性D. 抗压强度二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的性能主要包括______性能、______性能和______性能。
2. ______是指材料在受力过程中，产生变形后去掉外力仍能恢复原状的性质。
3. 材料的______是指材料在断裂前能承受的最大应力。
4. ______是指材料抵抗局部变形的能力，如压痕、刮擦等。
5. 材料的______是指材料在高温或低温环境下保持性能稳定的能力。
6. ______是指材料在受到腐蚀介质作用时，抵抗腐蚀破坏的能力。
7. 材料的______是指材料在受到冲击载荷作用时，吸收能量并产生变形而不破坏的能力。
8. ______是指材料在受到重复应力或循环应力作用时，抵抗疲劳破坏的能力。
9. 材料的______是指材料在受到电磁场作用时，产生电流的能力。
10. ______是指材料在单位长度、面积或体积内，质量的大小。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料力学性能的定义及其主要内容。
2. 简述材料物理性能的定义及其主要内容。
3. 简述材料环境性能的定义及其主要内容。
四、论述题（每题15分，共30分）1. 论述影响材料性能的主要因素。
材料性能学课后复习及标准答案解析
本学期材料性能学作业及答案第一次作业 P36-37第一章1名词解释4、决定金属屈服强度的因素有哪些？答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。
外在因素：温度、应变速率和应力状态。
10、将某材料制成长50mm，直径5mm的圆柱形拉伸试样，当进行拉伸试验时塑性变形阶段的外力F与长度增量ΔL的关系为：F/N 6000 8000 10000 12000 14000ΔL 1 2.5 4.5 7.5 11.5求该材料的硬化系数K及应变硬化指数n。
解：已知：L0=50mm，r=2.5mm，F与ΔL如上表所示，由公式（工程应力）σ=F/A0,（工程应变）ε=ΔL/L0,A0=πr2,可计算得：A0=19.6350mm2σ1= 305.5768，ε1=0.0200，σ2=407.4357 ，ε2=0.0500，σ3= 509.2946，ε3=0.0900，σ4= 611.1536，ε4=0.1500，σ5= 713.0125，ε5=0.2300，又由公式（真应变）e=ln(L/L0)=ln(1+ε)，（真应力）S=σ（1+ε），计算得：e1=0.0199，S1=311.6883，e2=0.0489，S2=427.8075，e3=0.0864，S3=555.1311，e4=0.1402，S4=702.8266，e5=0.2076，S5=877.0053，又由公式S=Ke n，即lgS=lgK+nlge，可计算出K=1.2379×103，n=0.3521。
11、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。
为什么脆性断裂最危险？答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。
韧性断裂：是断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂特征：断裂面一般平行于最大切应力与主应力成45度角。
南昌大学材料科学基础2019年期末复习题-14页精选文档
南昌大学材料科学基础2019年期末复习题-14页精选文档单项选择题：第1章原子结构与键合1.高分子材料中的C-H化学键属于。
（A）氢键（B）离子键（C）共价键2.属于物理键的是。
（A）共价键（B）范德华力（C）离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
（A）共价键（B）离子键（C）金属键第2章固体结构4.面心立方晶体的致密度为。
（A）100% （B）68% （C）74%5.体心立方晶体的致密度为。
（A）100% （B）68% （C）74%6.密排六方晶体的致密度为。
（A）100% （B）68% （C）74%7.以下不具有多晶型性的金属是。
（A）铜（B）锰（C）铁8.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。
（A）fcc （B）bcc （C）hcp9.以下元素中一般与过渡金属容易形成间隙相的元素是。
（A）氢（B）碳（C）硼10.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A）氮（B）碳（C）硼11.面心立方晶体的孪晶面是。
（A）{112} （B）{110} （C）{111}12.以下属于正常价化合物的是。
（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C第3章晶体缺陷13.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为。
（A）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷14.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。
（A）肖脱基缺陷（B）Frank缺陷（C）堆垛层错15.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？（A）垂直（B）平行（C）交叉16.的位错线与滑移矢量必然相互平行。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错17.能进行攀移的位错必然是。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错18.以下材料中只存在晶界、不存在相界的是（A）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合金19.在硅、镉等晶体中可观察到这种主要的位错增殖机制。
（A）交滑移增殖（B）弗兰克-里德源（C）攀移增殖20.小角度晶界两端晶粒的位向差通常小于度。
南昌大学 材料性能学A部分
第 2 页 共 6页
低。缺口会降低材料的塑性变形能力。
2． 简述疲劳裂纹萌生的过程和机理。 疲劳裂纹的萌生是由于材料内部不均匀的局部滑移和显微开裂引起的（3 分），主要 方式有表面滑移带开裂、 第二相、 夹杂物或其界面开裂， 晶界或亚晶界开裂等 （3 分） 。
些特点 ？
对于 3 号钢材， s 1300MPa 1200MPa ，而
800 /1300 0.61 0.6 ，因此，裂纹尖 s
端应力场强度因子 K I
a
1 0.056 ( / s )
2
65.6MPa m1/ 2 69.8MPa m1/ 2 。
三、 问答题(每题 6 分，共 42 分)
得分 评阅人
1． 简述缺口对材料的受力状态及材料拉伸性能的影响？ 对受力状态的影响(3 分) 1）缺口第一效应：缺口造成应力应变集中 2）缺口第二效应：缺口改变缺口前方的应力状态，使平板中材料所受的应力由原来 的单向拉伸改变为两向或三向拉伸。 3）缺口第三效应：在有缺口条件下，由于出现了三向应力，材料的屈服应力比单向 拉伸时要高，即产生了所谓缺口“强化”现象。 对材料拉伸性能的影响： （3 分） 有缺口时，塑性材料的强度极限因塑性变形受约束而有一定程度的增加；对脆性 材料或低塑性材料，缺口试样拉伸常常是直接由弹性状态过渡到断裂，很难通过缺口 前方的微量塑性变形使应力重新分布。所以，脆性材料缺口试样的强度比光滑试样要
对于 5 号钢材， s 1500MPa 1200MPa ，而 端应力场强度因子 KI
800 /1400 0.53 0.6 ，因此，裂纹尖 s
a 63.4MPa m1/ 2 46.5MPa m1/ 2 。
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 。
第 1 页 共 5页
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）
第 2 页 共 5页
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
第 5 页 共 5页
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
第 3 页 共 5页
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
南昌大学材料性能学复习题
测试试卷1.关于固体材料的热容，爱因斯坦模型认为：晶体中每一个原子都是一个独立的振子，原子之间彼此无关，原子以( )的频率振动；德拜模型考虑到晶体中原子的相互作用，认为晶体中对热容的主要贡献是( )，把晶体近似视为连续介质，声频支的振动也近似看作是( )。
低温脆性常发生在具有()结构的金属及合金中，而在( )结构的金属及合金中很少发现。
[参考答案]体心立方或密排六方面心立方2.Griffith微裂纹理论从能量的角度来研究裂纹扩展的条件,这个条件是()。
[参考答案]物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能3.滑移是在__________作用下，在一定滑移系统上进行的。
[参考答案]切应力4.裂纹扩展的基本方式有三种，分别为（）、（）和（），其中以（)裂纹扩展最危险，最容易引起脆性断裂。
[参考答案]张开型滑开型撕开型张开型5.描述材料的蠕变性能的力学性能指标有：（）、（）、（）等。
[参考答案]蠕变极限持久强度松弛稳定性6.屈服是材料由（）向（）过渡的明显标志。
答案：弹性变形弹-塑性变形材料7.磁性的本源是材料内部电子的__________和__________。
晶体中热阻的主要来源是__________间碰撞引起的散射。
8.对介质损耗的主要影响因素是__________和__________。
9.在垂直入射的情况下，光在界面上的反射的多少取决于两种介质的__________。
10.电场周期破坏的来源是：__________、__________ 、__________ 、__________ 等。
11.由于恒压加热物体除温度升高外，还要对外界做功，所以等压热容__________等容热容。
12.BaTiO3电介质在居里点以下存在__________、__________、__________和__________四种极化机制。
13..断口特征三要素是指、和。
金属材料中的塑性变形有两种基本方式____和____。
材料性能学考试试题
第一套一、名词解释（每题4分，共12分）低温脆性疲劳条带韧性二、填空题(每空1分，共30分)1、按照两接触面运动方式的不同，可以将摩擦分为和，按照摩擦表面的接触状态分为摩擦、摩擦、摩擦、摩擦、其中摩擦通常严禁出现。
2、材料的韧性温度储备通常用符号表示，取值在温度范围，对于相同的材料而言，韧性温度储备越大，材料的工作温度就越（高、低），材料就越（安全，不安全）。
对于承受冲击载荷作用的重要机件，韧性温度储备取（上限，下限）。
3、材料的缺口越深、越尖锐，材料的缺口敏感性就越（大、小），材料的缺口敏感度就越（大、小），材料的对缺口就越（敏感、不敏感）。
低碳钢的拉伸断口由、、三个区域组成，该宏观断口通常被称为状断口。
5、按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类，则N>105,称为周疲劳，又称为疲劳；N为102～105，称为周疲劳，又称为疲劳。
我们通常所称的疲劳指疲劳。
6、温度升高使铁磁性的饱和磁化强度，使剩余磁感应强度，使矫顽力。
7、根据材料被磁化后对磁场所产生的影响，可将材料分为、、 3类。
三、问答题（共20分）1、衡量弹性的高低用什么指标，为什么提高材料的弹性极限能够改善弹性。
2、某种断裂的微观断口上观察到河流装花样，能否认定该断裂一定属于脆性断裂，为什么？如何根据河流状花样寻找裂纹的源头。
（4分）3、说明KI 和KIC的异同。
对比KIC和KC的区别，说明KI和KIC中的I的含义。
4、简述影响金属导电性的因素。
（6分）四、分析题（共30分）1、比较布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度测试原理及压痕特征。
并在以上方法中选择适合测量下列材料硬度的方法和标尺：渗碳层的硬度分布，淬火钢，灰口铸铁，氮化层的硬度，高速钢刀具，退火的20钢。
（12分）2、什么是金属材料的塑性？对于下列材材料的塑性： (1)40CrNiMo调质钢试样，(2)20Cr渗碳淬火钢试样，(3)W18Cr4v钢淬火回火试样，(4)灰铸铁试样，分别选用哪种试险机（液压万能材料试验机、扭转试验机），采用何种试验方法测量。
南昌大学_材料工程基础复习
材料工程基础复习一）导热1，热传导：又称导热，指两个相互接触的物体或同一物体的各部分，由于温差而引起的热量传递现象。
（导热是依靠物体微观粒子的热运动而传递热量，其特点是物体各部位不发生宏观相对位移。
） 傅里叶公式：dxdt kq -= k:导热系数（热导率）：单位温度梯度作用下物体内单位时间，单位面积的传热量；一般情况下，固体的k 值较大，液体次之，气体最小。
q:热流密度:单位时间内通过单位面积的热流量。
Q:热流量：单位时间通过面积A 的热量。
单位：sJW 或2，导热热阻：)(kA R k R δδ==或 对流换热热阻：hR 1= 3，导热微分方程：t t2∇=∂∂ατ①导热系数为常数，无内热源：)(222222zt y t x t t ∂∂∂∂∂∂=∂∂ατ :α导温系数（热扩散率）：ckρα=：反映了导热过程中材料的导热能力（k ）与沿途物质储热能力（c ρ）之间的关系。
热扩散系数说明物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力。
②导热系数为常数，无内热源，稳态导热：0222222=∂∂∂∂∂∂zty t x t （拉普拉斯方程） 4，热传导分析计算①通过单层平壁的导热：kt t q δ21-= 由于通过每层的热流密度q 一定，所以可以根据 k t t k x t t δ211-=-公式算出在x处的温度，112.t x t t t +-=δ②通过多层平壁的导热：33221141k k k t t q δδδ++-=，同样根据通过各层的热流密度q 一定算出各个地方的温度值。
③复合壁的导热：注意：)(i i i i A k R δ= 一定要加入面积来算热流量Q ，不算热流密度q 。
④通过单层圆筒壁的导热（认为圆筒壁长度远大于直径，简化为沿半径方向的一维导热）：1221ln .21r r kl t t Q π-=1221ln 21r r k t t l Q q l π-== 112211ln ln r r r r t t t t --= 12ln 21r rk R tl π=也可以根据q 一定来计算某点的温度值。
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测试试卷1.关于固体材料的热容，爱因斯坦模型认为：晶体中每一个原子都是一个独立的振子，原子之间彼此无关，原子以( )的频率振动；德拜模型考虑到晶体中原子的相互作用，认为晶体中对热容的主要贡献是( )，把晶体近似视为连续介质，声频支的振动也近似看作是( )。
低温脆性常发生在具有()结构的金属及合金中，而在( )结构的金属及合金中很少发现。
[参考答案]体心立方或密排六方面心立方2.Griffith微裂纹理论从能量的角度来研究裂纹扩展的条件,这个条件是()。
[参考答案]物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能3.滑移是在__________作用下，在一定滑移系统上进行的。
[参考答案]切应力4.裂纹扩展的基本方式有三种，分别为（）、（）和（），其中以（)裂纹扩展最危险，最容易引起脆性断裂。
[参考答案]张开型滑开型撕开型张开型5.描述材料的蠕变性能的力学性能指标有：（）、（）、（）等。
[参考答案]蠕变极限持久强度松弛稳定性6.屈服是材料由（）向（）过渡的明显标志。
答案：弹性变形弹-塑性变形材料7.磁性的本源是材料内部电子的__________和__________。
晶体中热阻的主要来源是__________间碰撞引起的散射。
8.对介质损耗的主要影响因素是__________和__________。
9.在垂直入射的情况下，光在界面上的反射的多少取决于两种介质的__________。
10.电场周期破坏的来源是：__________、__________ 、__________ 、__________ 等。
11.由于恒压加热物体除温度升高外，还要对外界做功，所以等压热容__________等容热容。
12.BaTiO3电介质在居里点以下存在__________、__________、__________和__________四种极化机制。
13..断口特征三要素是指、和。
金属材料中的塑性变形有两种基本方式____和____。
14.解理断裂断口的基本微观特征是__________、__________、__________。
15.一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受4500N的轴向拉力。
如直径拉伸成2.4mm，问：设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，拉伸后的长度为_________；在此拉力下的真应力为_________、真应变为_________；在此拉力下的名义应力为_________、名义应变为_________。
15.介质的极化有两种基本形式____________和_____________。
超导体的两个基本特性是__________和__________。
16.当一根金属导线两端温度不同时，若通以电流，则在导线中除产生焦耳热外，还要产生额外的吸放热现象，这种热电现象称为__________效应。
17.无机材料的热冲击损坏有两种类型：__________和__________。
18.决定乳浊度的主要因素是__________、__________和。
热量是依晶格振动的格波来传递的，格波分为_______和_______两类。
从对材料的形变及断裂的分析可知，在晶体结构稳定的情况下，控制强度的主要参数有三个：_________，_________和_________。
金属材料电导的载流子是_________，而无机非金属材料电导的载流子可以是_________、_________或_________、_________。
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______四个阶段。
电介质的击穿形式有_______，________和________三种形式。
二名词解释试题1满分值：3.0分状态：未答实际得分：分试题:铁磁体:主要特点:在较弱的磁场内,铁磁体也能够获得强的磁化强度,而且在外磁场移去,材料保留强的磁性.原因:强的内部交换作用,材料内部有强的内部交换场,原子的磁矩平行取向,在物质内部形成磁畴粘着磨损: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磨损色散:材料折射率随入射光频率的减小(或波长增加)而减小的性质，称为折射率的色散。
汤姆逊效应:当一根金属导线两端温度不同时，若通以电流，则在导线中除产生焦尔热外，还要产生额外的吸放热现象.这种热电现象硬度:材料表面上不大体积内抵抗变形或破裂的能力，是材料的一种重要力学性能。
缺口敏感度衡量在硬性应力状态(α<0.5)和应力集中条件下材料的脆化倾向，试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值。
内耗在非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，这个封闭回线称为弹性滞后环。
存在弹性滞后环的现象说明加载时材料吸收的变形功大于卸载时材料释放的变形功，有一部分加载变形功被材料所吸收。
这部分在变形过程中被吸收的功称为材料的内耗。
低周疲劳:断裂寿命较短，N=102~105，断裂应力水平较高，往往伴有塑性应变发生，亦称为高应力疲劳或应变疲劳。
电介质柯普定律磁阻效应光生伏特效应磁致伸缩机电耦合系数弛豫滞弹性压电效应热释电效应磁各向异性蠕变光电导三问答题试题1满分值：5.0分状态：未答实际得分：分试题:何谓空间电荷？陶瓷中产生空间电荷的原因有哪些？[参考答案]在电场作用下，不均匀介质的正负间隙离子分别向负正极移动，引起瓷体内各点离子密度变化，即出现电偶极矩，在电极附近积聚的离子电荷就是空间电荷。
实际上，除了介质的不均匀性以外，晶界、相界、晶格畸变、杂质等缺陷区都可成为自由电荷（间隙离子、空位、引入电子等）运动的障碍。
在这些障碍处，自由电荷积聚形成空间电荷，同理，宏观不均匀性，如夹层、气泡等部位也能形成空间电荷。
简述热膨胀的机理可从两方面加以解释。
(1)、从位能曲线的非对称性进行解释；(2)、从引力、斥力曲线加以解释。
影响塑性形变的因素有哪些？[参考答案]晶体结构和键型本征因素：晶粒内部的滑移系统相互交截、晶界处的应力集中、晶粒大小和分布；外来因素：晶界作为点缺陷的源和阱，易于富积杂质，沉淀有第二相。
特别当含有低熔点物质时，多晶材料的高温塑性滑移首先发生在晶界。
（杂质在晶界的弥散、晶界处的第二相、晶界处的气孔)断裂能包括哪些内容？[参考答案]热力学表面能：固体内部新生单位原子面所吸收的能量。
塑性形变能：发生塑变所需的能量。
相变弹性能：晶粒弹性各向异性、第二弥散质点的可逆相变等特性，在一定的温度下，引起体内应变和相应的内应力。
结果在材料内部储存了弹性应变能。
微裂纹形成能：在非立方结构的多晶材料中，由于弹性和热膨胀各向异性，产生失配应变，在晶界处引起内应力。
当应变能大于微裂纹形成所需的表面能，在晶粒边界处形成微裂纹。
克服材料脆性和改善其强度的关键是什么？[参考答案]提高材料的断裂能，便于提高抵抗裂纹扩展的能力；减小材料内部所含裂纹缺陷的尺寸，以减缓裂纹尖端的应力集中效应。
试题:晶体材料屈服强度的理论计算值与实测值之间相关悬殊，请说明误差产生的主要原因。
产生误差原因：（1）理论计算式的推导是建立在势能-原子位移的变化曲线为正弦波形曲线基础上，而晶体的真实势能-原子位移的变化曲线形式尚不清楚。
（2）真实晶体并非完整晶体。
材料的实际强度就是实验测得的临界分剪应力；理论强度则是按完整晶体刚性滑移模型计算的强度。
试解释下列力学性能指标的意义（1）HBS（2）HBW（3）HV（4）HK（5）HS（6）KI（7）KIC（8）tanδ（1）HBS：布氏硬度，压头为淬火钢球（2）HBW：布氏硬度，压头为硬质合金钢球（3）HV：维氏硬度（4）HK：努氏硬度（5）HS：肖氏硬度（6）KI：应力场强度应子（7）KIC：平面应变断裂韧度（8）tanδ：内耗一般陶瓷用品，为什么选择釉的膨胀系数适当地小于坯体的膨胀系数？什么是铁电体？铁电体具有哪些共同特性？将两种不同金属联成回路，如果两接点处温度不同，在回路中会产生哪些热电效应？其基本原理如何？TiO2广泛应用于不透明搪瓷釉。
其中的光散射颗粒是什么？颗粒的什么特性使这些釉获得高度不透明的品质？铁磁性材料中为什么会形成磁畴？四计算题试题1满分值：8.0分状态：未答实际得分：分试题:一透明Al2O3板厚度为1mm，用以测定光的吸收系数。
如果光通过板厚之后，其强度降低了15％，计算吸收散射系数的总和。
（a-A12O3晶体:n＝1.760）[参考答案]T=I/I0=1-15%=85%,x=1mm=0.1 cm根据透光度公式：T=I/I0=(1-R)2e-(β+S)x（2分）则有：85%＝(1－R)2e-(β+S)0.1（2分）如果考虑反射损失，则（2分）R很小，可忽略，即：1－R≈1∴有0.85＝e－(β+S)0.10.85＝e－(β+S)0.1解得：β+S＝－(Ln0.85/0.1)=1.65cm－1试题:一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3（E=380GPa）和5%的玻璃相（E=84GPa），计算上限及下限弹性模数。
[我的答案]五论述题试题1满分值：8.0分状态：未答实际得分：分试题:多晶多相无机材料中裂纹产生和快速扩展的原因是什么？有哪些防止裂纹扩展的措施？[参考答案]裂纹产生的原因（1）由于晶体微观结构中存在缺陷，当受到外力作用时，在这些缺陷处就引起应力集中，导致裂纹成核，例如位错在材料中运动会受到各种阻碍：（2）材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面型纹，-这种表面裂纹最危险，裂纹的扩展常常由表面裂纹开始。
（3）由于热应力而形成裂纹。
大多数陶瓷是多晶多相体，晶粒在材料内部取向不同，不同相的热膨膨系数也不同，这样就会因各方向膨胀(或收缩)不同而在晶界或相界出现应力集中，导致裂纹生成。
（4）由于晶体的各向异性引起，如弹性模量的各向异性导致晶粒间存在一应力，如果该应力超过材料的强度则出现微裂纹。
快速扩展的原因按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸(临界裂纹尺寸)决定材料的断裂强度，一旦裂纹超过临界尺寸，裂纹就迅速扩展而断裂。
因为裂纹扩展的动力，当C增加时，G也变大，而是常数，因此，断裂一旦达到临界尺寸而起始扩展，G就愈来愈大于4γ，直到破坏。
所以对于脆性材料，裂纹的起始扩展就是破坏过程的临界阶段，因为脆性材料基本上没有吸收大量能量的塑性形变。
防止裂纹扩展的措施微晶、高密度与高纯度、预加应力、化学强化、相变增韧、韧性相（如金属粒子）弥散于材料中增韧、纤维增强复合材料等。
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无机非金属材料滑移系统少，不易产生塑性形变，主要原因有：（1）离子键或共价键，具有明显的方向性。