材料结构与性能试题及答案
高聚物结构与性能的答案
高聚物结构与性能试题参考答案一、名词解释（2.5×12 ＝30分）构型：由化学键决定的原子基团间的空间排列方式分子链柔顺性：高分子链能够改变其构型的性质高斯链：又名高斯线团，是末端距分布符合Gauss分布函数的线团。
熔限：高分子晶体的熔融发生在一个温度范围内，称为熔限。
多分散指数：描述高分子的分子量多分散性大小的参数，通常是Mw/Mn或Mz/Mw取向：高分子的链段、整链或其晶体结构沿外力方向所作的优先排列。
粘弹性：高分子固体的力学性质兼具纯弹性和纯粘性的特征，称为粘弹性。
溶度参数：定义为（CED）1/2，用于指导非极性聚合物的溶剂选择。
冷拉：高分子材料在拉伸条件下，发生应力屈服，出现细颈、细颈扩展所导致的大形变行为。
增韧：即增加聚合物材料韧性，所采用的技术路线有弹性体和刚性粒子增韧力学损耗：高分子材料在动态力学条件下，应力与应变出现滞后所导致的机械能损耗银纹：由于应力或环境因素的影响，聚合物表面所产生的银白色条纹二、简答题（8×5＝40 分）1．分别写出顺丁橡胶、聚丙烯、聚异丁烯、聚甲醛、聚氯乙烯的结构式，比较其玻璃化温度的高低，并说明原因。
2．高聚物熔体的流动机理是什么？其流动行为上有什么特征？答：流动机理：高分子链的重心移动采用高分子链段的协同跃迁的方式完成，通常称为“蠕动”。
熔体流动的特征有三：1，高粘度，缘自高分子巨大的分子量；2，剪切变稀：高分子链受剪切作用时，发生构象变化。
3，弹性效应：高分子流动变形中包含可逆的构象变化，导致其表现出Barus效应、爬杆效应等现象。
3．何为θ溶液？θ条件下，Huggins参数取何值？此时溶液中高分子链的构象有何特征？答：处于θ状态，即高分子链段间作用等于高分子链段与溶剂分子作用的状态的高分子溶液，称为θ溶液。
此时，Huggins参数为1/2；溶液中高分子链的构象与同温度条件下的高聚物本体的非晶区构象相同。
4．请说明聚乙烯、尼龙－66和交联顺丁橡胶溶解行为上的差异。
材料结构与性能试题及详细答案
一、名词解释（分）原子半径，电负性，相变增韧、气团原子半径：按照量子力学地观点，电子在核外运动没有固定地轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定地半径.根据原子间作用力地不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径.通常把统和双原子分子中相邻两原子地核间距地一半，即共价键键长地一半，称作该原子地共价半径（）；金属单质晶体中相邻原子核间距地一半称为金属半径（）；范德瓦尔斯半径（）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引地两相邻原子核间距地一半，如稀有气体.资料个人收集整理，勿做商业用途电负性：等人精确理论定义电负性为化学势地负值，是体系外势场不变地条件下电子地总能量对总电子数地变化率.资料个人收集整理，勿做商业用途相变增韧：相变增韧是由含地陶瓷通过应力诱发四方相（相）向单斜相（相）转变而引起地韧性增加.当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成地较大应力场将会诱发其周围亚稳向稳定转变，这种转变为马氏体转变，将产生近地体积膨胀和地剪切应变，对裂纹周围地基体产生压应力，阻碍裂纹扩展.而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性.资料个人收集整理，勿做商业用途气团：晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别.这种不均匀分布地溶质原子具有阻碍位错运动地作用，也成为气团.资料个人收集整理，勿做商业用途二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用.（分）答：从交互做作用地性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类.弹性交互作用：位错与溶质原子地交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起地弹性畸变与位错间地弹性交互作用.形成气团，甚至气团对晶体起到强化作用.弹性交互作用地另一种情况是溶质原子核基体地弹性模量不同而产生地交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途化学交互作用：基体晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别，具有阻碍位错运动地作用.资料个人收集整理，勿做商业用途静电交互作用：晶体中地位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子地费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分地费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途三、简述点缺陷地特点和种类，与合金地性能有什么关系（分）答：点缺陷对晶体结构地干扰作用仅波及几个原子间距范围地缺陷.它地尺寸在所有方向上均很小.其中最基本地点缺陷是点阵空位和间隙原子.此外，还有杂质原子、离子晶体中地非化学计量缺陷和半导体材料中地电子缺陷等.资料个人收集整理，勿做商业用途在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大.另外，点缺陷与合金力学性能之间地关系主要表现为间隙原子地固溶强化作用.资料个人收集整理，勿做商业用途四、简述板条马氏体组织地组织形态、组织构成与强度与韧性地关系.（分）答：板条马氏体地组织形态主要出现在低碳钢中，由许多成条排列地马氏体板条组成，大致平行地马氏体条组成地领域为板条束.每个晶粒内一般有个板条束，束地尺寸约为μ.一个马氏体板条束又由若干个板条组成，这些板条具有相同地惯习面，位向差很小，而板条束之间地界面具有较大地位向差.块是由惯习面相同且与母相取向关系相同地板条组成地，块与块地界面也具有较大地位向差.资料个人收集整理，勿做商业用途板条马氏体束地尺寸对强度和断裂地作用可视为“有效晶粒”地作用.马氏体束尺寸越小，马氏体地强度越高，从变形角度来讲，由于束界为了保持界面在变形过程中地连续性，在束界上将增殖位错.马氏体束尺寸越小，位错增殖就越困难，相应提高了材料屈服强度.块地尺寸大小对强度有显著影响，尺寸越小，马氏体强度越高.但是板条尺寸细化对钢地强度地影响作用不大，但可以显著提高韧性.资料个人收集整理，勿做商业用途板条马氏体地冲及韧性取决于板条束地大小.马氏体束尺寸与断裂小刻面尺寸相近，它与断裂小刻面尺寸相近，与强度和冷脆转变温度均具有地关系.马氏体束地尺寸是控制韧性地重要组织因素.一个奥氏体晶粒内存在不同位向地板条束，板条束之间是大角度界面，裂纹扩展到束界时，为满足裂纹扩展地晶体学位向，必须改变扩展方向，结果增大了扩展阻力，提高断裂韧性.因此减小板条束尺寸，相当于减小断裂单元，对提高韧性有利.资料个人收集整理，勿做商业用途五、简述主要地贝氏体组织类型、结构特点以及强韧性.（分）答：钢中主要地贝氏体组织有：上贝氏体、下贝氏体、无碳化物贝氏体、粒状贝氏体.上贝氏体组织由大致平行排列地板条状铁素体和呈粒状或条状地渗碳体组成，光学显微镜下呈羽毛状，电子显微镜下，上贝氏体中碳化物分布在贝氏体铁素体条片间，大致平行于铁素体板条地方向.大致平行排列地上贝氏体铁素体构成束，不同束间位向差较大，板条间地位向差较小.资料个人收集整理，勿做商业用途下贝氏体组织也由贝氏体铁素体和碳化物组成，下贝氏体铁素体呈条片状，片与片之间相互交叉成一定角度.碳化物在铁素体内部析出，呈片状、短杆状或粒状，并与铁素体片条主轴呈°夹角.资料个人收集整理，勿做商业用途无碳化物贝氏体钢中含有一定量地硅或铝，贝氏体组织就由贝氏体铁素体和富碳地残余奥氏体组成，这种组织为无碳化物贝氏体.电镜下可发现，其残余奥氏体以薄膜状地形态存在于贝氏体铁素体条片间，还可能存在于贝氏体铁素体内.资料个人收集整理，勿做商业用途粒状贝氏体为贝氏体铁素体和岛状组织组成，岛状组织呈半连续长条形，近似平行地、有规则地排列在贝氏体铁素体基体上.岛状组织内部碳含量很高，可达贝氏体铁素体中碳含量地倍以上.资料个人收集整理，勿做商业用途贝氏体铁素体内存在较高密度地位错缠结，不出现孪晶，且碳含量很低.强度：贝氏体组织地强度主要与个因素有关：（）贝氏体铁素体板条束或板条尺寸，这与位错地可滑移长度有关；（）贝氏体铁素体板条内地位错亚结构；（）合金元素地固溶强化；（）碳化物颗粒地弥散强化.资料个人收集整理，勿做商业用途上贝氏体铁素体板条间地粗大碳化物可以通过阻碍板条内位错地滑移而提高强度，但碳化物弥散强化作用较低.下贝氏体中碳化物较弥散地分布在铁素体板条内，对强度地贡献较大.贝氏体铁素体板条宽度决定了对位错滑移地阻碍作用，宽度越小，贝氏体强度越高，板条束与强度地关系不大.资料个人收集整理，勿做商业用途粒状贝氏体中，除了贝氏体组织地一般强化机理外，岛地存在也起到强化作用，岛状组织总量增加、岛地尺寸及岛间距减小，均可增加强度.而岛地总量减少，尺寸减小和岛间距增加，韧性提高.资料个人收集整理，勿做商业用途无碳化物贝氏体地板条间或板条内存在稳定地残余奥氏体膜，它地存在使屈服强度有所降低，塑性增大.韧性：上贝氏体地韧性低于下贝氏体，原因：由于上贝氏体地形成温度较高，贝氏体铁素体板条以及贝氏体铁素体板条束地尺寸较大，而且有较粗大地碳化物分布在贝氏体铁素体板条间，导致裂纹容易形成与扩展，而下贝氏体地形成温度较低，贝氏体铁素体板条尺寸及板条束尺寸较小，碳化物也细小均匀地分布在铁素体板条内，使下贝氏体地强度和韧性均有提高.资料个人收集整理，勿做商业用途六、简述可热处理铝合金地组织结构与强化地关系（分）答：（）固溶强化溶质原子以置换或间隙形式固溶在基体中，由于溶质原子与基体原子地尺寸差别、模量差别或原子价态不同等因素，造成基体材料地强度提高.资料个人收集整理，勿做商业用途（）析出强化铝合金经过固溶处理后获得过饱和固溶体，然后在一定温度和时间会发生分解，从基体中析出第二相，由于第二相析出造成地合金强化称为析出强化.第二相析出过程大致为：过饱和固溶体→区→θ’’→θ’→θ.资料个人收集整理，勿做商业用途在时效温度较低地情况下，区首先析出，随时效时间增加，强度增加，θ’’相较充分地析出时，硬度达到最大值，以后随时效过程地进行，硬度下降，主要为θ’相和平衡相θ析出，平衡相析出充分时，硬度最低.不同时效阶段，合金强化机理不同，但都和位错与第二相地交互作用有关.时效初期，第二相粒子尺寸较小，与基体保持共格关系，位错运动过程中能切过粒子.如果粒子长大超过一临界值尺寸，位错就不能切割粒子，强化作用按照奥罗万机制进行.资料个人收集整理，勿做商业用途（）位错强化指经过塑性变形地合金，由于基体内位错密度增加和位错亚结构地变化，增强了位错间地交互作用，提高了位错运动地阻力，结果使合金地强度提高.资料个人收集整理，勿做商业用途（）晶界强化也可视为细晶强化，强化效果可用关系表示.随晶粒尺寸地减小，屈服强度提高，而且呈现明显地加工硬化现象.资料个人收集整理，勿做商业用途。
材料结构与性能复习题答案(仅供参考)
1 钢分类的方法有哪几种钢中常用合金元素有哪些是强碳化物形成元素中强碳化物形成元素钢的分类方法有5种：1）按化学成分，有碳素钢（低碳钢，中碳钢，高碳钢），合金钢；2）按质量，有普通钢，优质钢，高级优质钢；3）按用途，有结构钢，工具钢，特殊钢；4）按炼钢方法，有转炉钢，平炉钢，电炉钢；5）按浇筑前脱氧程度，有镇静钢，沸腾钢，半镇静钢。
强碳化合物形成元素：Hf,Zr,Ti,Ta,Nb,V中强碳化合物形成元素：W,Mo2 合金钢的主要优点是什么常用以提高钢淬透性的元素有哪些强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有哪些提高回火稳定性的元素有哪些合金钢主要优点：优异的力学性能和其他性能，既有高的强度，又有足够韧性和塑性。
提高钢淬透性的元素：B,Mn,Cr,Mo,Si,Ni强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素：Hf,Zr,Ti,Ta,Nb,V提高回火稳定性的元素：V,Nb,Cr,Mo,W3 解释下列现象：（1）大多数合金钢的热处理温度比相同含碳量的碳素钢高；（2）大多数合金钢比相同含碳量的碳素钢具有较高的回火稳定性；（3）含碳量为%、含铬量为12%的铬钢属于过共析钢，而含碳量为%、含铬量为12%的铬钢属于莱氏体钢；（4）高速钢在热断货热轧后经空冷获得马氏体钢。
>1) 热处理目的是让碳及合金元素充分溶解，合金元素扩散速度慢，另外合金元素形成的碳化物溶解需要更高温度和时间。
2) 由于合金钢中含有较多的碳化物形成元素如，Cr、W、Mo、Ti、V等，它们与碳有较强的亲和力，使碳化物由马氏体向奥氏体溶解时，合金元素扩散困难，加之合金碳化物的稳定性高，使碳化物的溶解比较困难，合金钢在加热时需要较高的温度和较长的时间。
因此，合金钢具有较高的回火稳定性。
3) 按照金相组织来看，含碳量为%、含铬量为12%的铬钢平衡态是渗碳体加珠光体，含碳量为%、含铬量为12%的铬钢平衡态出现莱氏体。
4）由于高速钢的合金元素含量高，C曲线右移，一般合金元素越高临界冷却速度越小，淬透性越好，当空冷的冷却速度大于临界冷却速度时，空冷即可获得马氏体。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能习题答案.
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1选择题1．混凝土若处于三向应力作用下，当（ D ）。
A. 横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度；B. 横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度；C. 三向受压会降低抗压强度；D. 三向受压能提高抗压强度；2．混凝土的弹性模量是指（ A ）。
A. 原点弹性模量；B. 切线模量；C. 割线模量；D. 变形模量；3．混凝土强度等级由150mm 立方体抗压试验，按（ B ）确定。
A. 平均值μfcu ；B.C.D. μfcu -1. 645σ ；μfcu -2σ ；μfcu -σ；4．规范规定的受拉钢筋锚固长度l a 为（ C ）。
A ．随混凝土强度等级的提高而增大；B ．随钢筋等级提高而降低；C ．随混凝土等级提高而减少，随钢筋等级提高而增大；D ．随混凝土及钢筋等级提高而减小；5．属于有明显屈服点的钢筋有（ A ）。
A ．冷拉钢筋；B ．钢丝；C ．热处理钢筋；D ．钢绞线；6．钢材的含碳量越低，则（ B ）。
A ．屈服台阶越短，伸长率也越短，塑性越差；B ．屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好；C ．强度越高，塑性越好；D ．强度越低，塑性越差；7．钢筋的屈服强度是指（ D ）。
A. 比例极限；B. 弹性极限；C. 屈服上限；D. 屈服下限；8．能同时提高钢筋的抗拉和抗压强度的冷加工方法是（ B ）。
A. 冷拉；B. 冷拔；9．规范确定f cu , k 所用试块的边长是（ A ）。
A ．150 mm；B ．200 mm；C ．100mm ；D ．250 mm；10．混凝土强度等级是由（ A ）确定的。
A ．f cu , k ；B ．f ck ；C ．f cm ；D ．f tk ；11．边长为100mm 的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度，则需乘以换算系数（ C ）。
A ．1.05 ；B ．1.0 ；C ．0.95 ；D ．0.90 ；12．E c =A.B.C.D. ' σc 指的是混凝土的（ B ）。
材料结构与性能答案
材料结构与性能答案一、名词解释：1.大分子(macromolecule)：由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量聚合物分子：也叫高聚物分子，通常简称为高分子。
就字面上它是一个由许多(poly)部分(mer)组成的分子，然而它的确包含多重重复之意。
它意味着：(1) 这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节)；(2) 并且只有一种或少数几种链节；(3) 这些需要的链节多重重复重现。
2.共聚物：共聚物一词在历史上指由能自身均聚的单体聚合而生成的聚合物3.结晶度(degree of crystallinity)：结晶高聚物结晶部分量地多少。
分为质量结晶度和体积结晶度4.等同周期（identity spacing)：高分子晶体中分子链方向相同结构重复出现的最短距离，又称高分子晶体的晶胞结构重复单元。
构成高分子晶体的晶胞结构重复单元有时与其化学重复单元不相同。
5.结晶过程：物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体的过程。
二、概念区分：1、微构象(microconformation)与宏构象(macroconformation)微构象：即高分子的主链键构象，即是高分子主链中一个键所涉及的原子或原子团的构象宏构象：沿高分子链的微构象序列导致高分子的宏构象，它决定高分子的形状微构象指高分子主链键构象。
宏构象指整个高分子链的形态。
由于微构象的变化所导致的高分子的宏观形态(morphology)2、应力(stress)与应变(strain)应力（σ）是受力物体截面上内力的集度,即单位面积上的作用力应变（ε）：在外力作用下，材料的几何形状和尺寸发生的变化σ=Eε，E是弹性模量。
3、侧基(side group)与端基(end group)侧基：侧基是一个主链上的分支，既不是低聚物的也不是高聚物的。
端基：端基是大分子或低聚物分子末端的结构单元4、初期结晶(primary crystallization)与二次结晶(secondary crystallization)初期结晶：物质从液态（溶液或熔融状态）或气体形成晶体。
结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案
结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为____________和。
2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点，即。
3、碳素钢可分为、和。
随着含碳量的增加，钢筋的强度、塑性。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为。
4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、、。
5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为、、6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。
7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越，则钢筋的锚固长度就越长。
8、混凝土的极限压应变包括和两部分。
部分越大，表明变形能力越，越好。
9、混凝土的延性随强度等级的提高而。
同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所，最大压应力值随加荷速度的减小而。
10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。
11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力，钢筋的应力。
12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。
二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。
2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。
3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。
4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。
5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。
6、强度与应力的概念完全一样。
7、含碳量越高的钢筋，屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。
8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。
9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。
10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。
建筑工程材料《结构材料、装饰材料》专业知识考试题与答案
建筑工程材料《结构材料、装饰材料》专业知识考试题与答案一、单选题1.某一材料的下列指标中为常数的是（A ）oA.密度B.表观密度（容重）C.导热系数D.强度2.评价材料抵抗水的破坏能力的指标是（ C ）oA.抗渗等级B.渗透系数C.软化系数D.抗冻等级3.炎热夏季大体积混凝土施工时，必须加入的外加剂是（ B ）0A.速凝剂B.缓凝剂C. CaS04D.引气剂4.下列材料中可用作承重结构的为（ D ）0A.加气混凝土B.塑料C.石膏板D.轻骨料混凝土5.烧结普通砖在墙体中广泛应用，主要是由于其具有下述除（B ）外的各性能特点。
A. 一定的强度B.高强C.耐久性较好D.隔热性较好6.石灰熟化过程中的陈伏是为了（C ）0A.利于结晶B.蒸发多余水分C.消除过火石灰的危害D.降低发热量7.硅酸盐水泥石耐热性差，主要是因为水泥石中含有较多的（C ）oA.水化铝酸钙B.水化铁酸钙C.氢氧化钙D.水化硅酸钙8.7.砌筑砂浆的分层度为（B ）mni时，该砂浆的保水性和硬化后性能均较好。
A.0-10B.10-20C. 30-50D.60-809.对混凝土早期强度提高作用最大的外加剂为（ B ）oA. M剂B.硫酸钠C. NaN03D.引气剂10.砂浆的流动性指标为（C ）。
A.坍落度B.分层度C.沉入度D.维勃稠度11.干燥环境中有抗裂要求的混凝土宜选择的水泥是(B )oA.矿渣水泥B.普通水泥C.粉煤灰水泥D.火山灰水泥12.现场拌制混凝土，发现粘聚性不好时最可行的改善措施为( A )A.适当加大砂率B,加水泥浆(W/C不变)C.加大水泥用量D.加CaS0413.测试混凝土静力受压弹性模量时标准试件的尺寸为(D )oA. 150X 150 X 150mmB. 40 X 40 X 160mmC. 70. 7X70. 7X70. 7mmD. 150 X 150 X 300mm14.用于吸水基底的砂浆强度，主要决定于( B )。
材料结构与性能题库答案2014
滑移[112]/6 或抽出一层面，相应的层错矢量是<112>/6 或<111>/3；层错为 2 个原子厚。 外禀层错: 堆垛发生两处不符合面心立方结构的堆垛， 在错排处构成三个原子层 的孪晶（其中两边最外层面是和原晶体共格的孪晶界面） 。这种层错称外禀层错。 外禀层错的堆垛顺序为 …ABCABCAB┇A┇CABCABC…；
1，1 。 112（完全）2（简略） ；
11m（完全）m（简略） ； 11
正交晶系点群有
2 2 （完全） （简略） 。 m m
222（完全）222（简略） ；
mm2（完全）mm2（简略） ；
四方晶系点群有
2 2 2 （完全）mmm（简略） 。 m m m
4（完全）4（简略）
422（完全）422（简略） ；
Im3 对应的点群为 m3，其完整形式为
2 3 ，晶体的点阵为体心立方结构。 m
在[001]方向有对称轴 2 及与之垂直的对称面 m； 在[111]方向有一倒转轴 3 ；
I41/amd 所对应的点群为 4/mmm， 其完整形式为
方结构。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4 2 2 ， 晶体的点阵为体心四 m m m
在[001]方向有螺旋轴 41 及与之垂直的滑移面 a； 在[100]方向有对称轴 2 及与之垂直的对称面 m； 在[110]方向有对称轴 2 及与之垂直的。滑移面 d。
6。
5) 映转轴：又称旋转反映轴，是一种复合的对称元素。它的辅助几何要素为一 根假想的直线和垂直于直线的一个平面；相应的对称操作就是围绕此直线旋 转一定的角度及对于此平面反映的复合。映转轴有 1 ，m， 6 ， 4 ， 3 。 6）平移轴：为一直线，图形沿此直线移动一定距离，可使等同部分重合，亦即 整个图形复原。 7）螺旋轴：为晶体中一条假想直线，当晶体结构围绕此直线旋转一定角度，并 平行此直线平移一定距离后，结构中的每一质点都与其相同的质点重合。螺 旋轴可分为 21，31，32，41，42，43，61，62，63，64，65 等共 11 种。 8）滑移面：又称影像面，是晶体结构中一假想的平面，当结构沿此平面反映， 并平行此平面移动一定距离后，整个结构自相重合。滑移面有 5 种，分别为 a，b，c，n，d。
工程材料习题与辅导第五版答案
(9) 一块纯铁在 912℃发生 Fe → Fe 转变时，体积将( 收缩
(10) 珠光体的本质是( 铁素体与渗碳体机械混合物 )。 (11) 在铁碳合金室温平衡组织中，含 Fe3CⅡ最多的合金成分点为( 2.11%C )，含 Le′最多的 合金成分点为( 4.3%C )。 (12) 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体体积分数为 80%，则此钢的碳的质量 分数为( 0.62%C )。 (13) 钢在常温下的变形加工称为( 冷 )加工，而铅在常温下的变形加工称为( 热 )加工 (14) 造成加工硬化的根本原因是( 位错运动受阻,引起塑性变形抗力增加 )。 (15) 滑移的本质是( 位错的运动 )。 (16) 变形金属的最低再结晶温度与熔点的关系是( T 再=(0.35~0.4)T 熔 )。 (17) 再结晶后晶粒度的大小主要取决于( 加热温度 )和( 预先变形度 )。 (18)在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体和屈氏体的主要相同点是( F+Fe3C 的两相混合 物 ),不同点是 （ 屈氏体的片层间距小 ） 。 (19) 用光学显微镜观察，上贝氏体呈( 羽毛 )状，下贝氏体呈( 黑色针状 )状。 (20) 马氏体的显微组织形态主要有（ 板条状 ） 、 （ 针状 ）两种。其中（ 板条马氏体 ） 的 韧性较好。 (21)钢的淬透性越高，则其 C 曲线的位置越（ 靠右 ）,说明临界冷却速度越（ 小 ） (22)马氏体是一种( 铁 )磁相，在磁场中呈现磁性；而奥氏体是一种( 顺 )磁相，在磁 场中无磁性。 (23) 球化退火加温温度略高于 Ac1,以便保留较多的（ 未溶碳化物粒子 ）或较大的奥氏体 中的（ 碳浓度分布不均匀 ） ，促 进球状碳化物的形成。 (24)球化退火的主要目的是（ 降低硬度 ）,它主要适用于（ 过共析钢 ）钢。 (25) 亚共析钢的正常淬火温度范围是( AC3 以上 30+50℃ )，过共析钢的正常淬火温度范 围是（ AC1 以上 30+50℃ ） 。 (26) 淬火钢进行回火的目的是( 消除应力 )，回火温度越高，钢的强度与硬度越( 低 )。 (27) 合金元素中，碳化物形成元素有( Mo，W，V，Nb，Ti )。 (28) 促进晶粒长大的合金元素有( Mn，P，B )。 （29) 除( Co )、( Al )外，几乎所有的合金元素都使 Ms、Mf,点下降，因此淬火后相同碳质量 分数的合金钢与碳钢相比，残余奥氏体（ 多 ） ，使钢的硬度（下降） 。 （30）一些含有合金元素（ Mn，Cr，Ni ）的合金钢，容易产生第二类回火脆性，为了消除 第二类回火脆性，可采用( 快冷 )和( 加入 Mo 元素 )。
钢结构考试题及答案
一、填空题：1、承受动力荷载作用的钢结构,应选用 （综合性能好） 的钢材。
2、钢材中磷的含量过多,将使钢材出现 （热脆） 现象。
3、钢材牌号Q235－BF ，其中235表示（ fy=235Mpa ）,B 表示 （ 质量等级B 级 ） ，F 表示( 沸腾钢 ） 。
4、采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 （ E50 ） 焊条5、轴心受压构件的承载能力极限状态有 （强度 ） 和 （稳定 ） 。
6、双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 (弯曲 ） 屈曲。
7、钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是 （支承加劲肋 ） 。
8、焊接工字形梁腹板高厚比yw f t h 2351700 时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置 (横向加劲肋 ) 和 （ 纵向加劲肋 ） .9、工字形截面组合梁的抗弯强度计算考虑部分截面发展塑性时,其受压件翼缘 板的外伸宽度应满足 。
10、按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制（挠度,受拉）,受压构件要限制（长细比）。
二、单项选择题：1、体现钢材塑性性能的指标是（ C ）A 屈服点B 强屈比C 延伸率D 抗拉强度2、在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的情况是（ B ）的典型特征A 脆性破坏B 塑性破坏C 强度破坏D 失稳破坏3、同类钢种的钢板，厚度越大（A )A 、强度越低B 、塑性越好C 、韧性越好D 、内疗构造缺陷越少4、钢材的冷弯试验是判别钢材（C ）的指标。
A 强度B 塑性C 塑性及冶金质量D 韧性及可焊性5、钢材的强度指标是( C ).A 延伸率B 韧性指标C 屈服点D 冷弯性能6、钢结构具有良好的抗震性能是因为（ C ）。
A 钢材的强度高B 钢结构的质量轻C 钢材良好的吸能能力和延性D 钢结构的材质均匀7、钢材经历了应变硬化应变强化之后( A ）。
A 强度提高B 塑性提高C 冷弯性能提高D 可焊性提高8、下列因素中，( A）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。
化学物质的结构与性质专项训练测试试题及答案
化学物质的结构与性质专项训练测试试题及答案一、物质的结构与性质的综合性考察1．硼(B)、铝及其化合物在化学中有重要的地位。
请回答下列问题：Ⅰ.（1）与B的基态原子电子排布式中成单电子数相同的第二周期元素还有______（填写元素符号）。
Ⅱ.硼酸(H3BO3)是白色片状晶体（层状结构如图1），有滑腻感，在冷水中溶解度很小，加热时溶解度增大。
（2）硼酸分子以范德华力、共价键和氢键形成环状结构，每个含有B原子的环中平均含有B原子的个数为______个。
其中B原子的杂化类型为______。
（3）加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是______。
（4）硼酸是一元弱酸，其分子式亦可写为B(OH)3，在水中电离时，硼酸结合水电离出来OH-的而呈酸性，写出硼酸的电离方程式______。
（5）氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料，其分子中存在配位键，则氨硼烷分子的结构式或结构简式为______（标出配位键）。
Ⅲ.硼氢化钠是一种常用的还原剂。
其晶胞结构如图2所示：（6）该晶体中Na+的配位数为______。
（7）若硼氢化钠晶胞上下底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体的化学式为______。
（8）LiAlH4也是一种特殊的还原剂，可将羧酸直接还原成醇：CH3COOH CH3CH2OH，CH3COOH分子中键角2______键角1（填“＞”、“＜”或“＝”）。
Ⅳ.（9）硼化镁晶体在39K时呈超导性。
在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如图3是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。
则硼化镁的化学式为______。
2．铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。
(1)铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用___________摄取铁元素的原子光谱。
(2)FeCl3的熔点为306℃，沸点为315℃。
由此可知FeCl3属于______晶体。
FeSO4常作净水剂和补铁剂，SO42-的立体构型是____________。
建筑装饰工程材料与构造试卷及答案
建筑装饰工程材料与构造试卷答案一、填空题（每空1分。
共30分）1、室内的装饰材料和构件的燃烧性能等级分为A、B1、B2、B3四个等级，（或不燃、难燃、可燃和易燃）。
2、防水卷材根据其主要组成材料可分为沥青类防水卷材、聚合物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三大类。
3、安全玻璃通常包括：钢化玻璃、夹层玻璃。
4、铝塑板规格为：宽度1220mm，长度2440mm。
5、楼板层的隔声处理有两条途径：一是采用弹性面层或浮筑层，二是吊顶增加隔声效果。
6、骨架隔墙的骨架有木骨架、轻钢骨架、石膏骨架、石棉水泥骨架和铝合金骨架等。
7、镶嵌类墙面，湿贴（水泥砂浆粘贴）石材面高度一般不宜超过2米，干粘（云石胶粘贴）石材墙面高度不宜超过3.5米，湿挂高度一般不过10米。
8、依据相关国家标准规定，防火门可分为甲、乙、丙三级，其耐火极限分别为910PP-R管、PB管、PE-RT管（地暖管）等新型管材的连接，是目前家装给水系统应用最广的连接方式。
11、开关按连接方式来分有：单控开关、双控开关、双极(双路)双控开关等。
12、纸面石膏板的规格通常为1200mm*2400mm，厚度通常为9mm或12mm二、简答题（每题5分，共60分）1、吸声材料的特点及常用吸声材料举例答：吸声材料的特点：孔隙率高，有较高的吸声系数；一定的强度、较好的耐水、耐候性（吸水率对吸声性能影响较大）；较好的装饰性、防火性。
常用的吸声材料包括：1）纤维材料：麻、棉、毛、矿棉、岩棉、玻璃棉的板材或毡材。
2）多孔材料：石膏、膨胀珍珠岩、泡沫混凝土等。
3）柔性材料：柔软，内部有大量不连通的封闭孔隙：酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等。
4）膜状材料：材料本身的刚度很小，聚乙烯薄木、帆布等。
5）薄板材料：多层薄木板、石膏薄板、金属薄板。
2、简述大理石的应用要点答：大理石图案变化万千，花纹活泼，色彩艳丽丰富，装饰效果好，富于生活趣味和活跃气氛，常用于宾馆酒店、餐厅、娱乐建筑、观演建筑、展厅、高级住宅等空间室内墙面、地面、楼梯踏板、栏板。
材料结构与性能答案
材料结构与性能答案1.材料的结构层次有哪些，分别在什么尺度，⽤什么仪器进⾏分析？现在,⼈们通过⼤量的科学研究和⼯程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。
在不同的尺度下,主要的,或者说起决定性的问题现象和机理都有很⼤的差异,因此需要我们⽤不同的思路和⽅法去研究解决这些问题。
更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发⽣及进⾏的时间尺度也很不相同。
⼀般地讲,空间尺度越⼤的,则描述事件的时间尺度也应越长。
不同的学科关注不同尺度的时空中发⽣的事件。
现代科学则按⼈眼能否直接观察到,且是否涉及分⼦、原⼦、电⼦等的内部结构或机制,⽽将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微观(Microscopic)世界。
之后,⼜有⼈将可以⽤光学显微镜观察到的尺度范围单独分出,特别地称作/显微结构(世界)。
随着近年来材料科学的迅速发展,材料科学家中有⼈将微观世界作了更细致地划分。
⽽研究基本粒⼦的物理学家可能还会把尺度向更⼩的⽅向收缩,并给出另外的命名。
对于宏观世界,根据尺度的不同,或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/⼯程及⼈体尺度等。
⼈类的研究尺度已⼩⾄基本粒⼦,⼤⾄全宇宙。
但到⽬前为⽌,关于/世界的认识还在不断深化,因⽽对其划分也就还处于变动之中。
即使是按以上的层次划分,其各界之间的边界也⽐较模糊,有许多现象会在⼏个尺度层次中发⽣。
在材料科学与⼯程领域中,对于材料结构层次的划分尚不统⼀,可以列举出许多种划分⽅法,例如:有的材料设计科学家按研究对象的空间尺度划分为三个层次:(1)⼯程设计层次:尺度对应于宏观材料,涉及⼤块材料的加⼯和使⽤性能的设计研究。
(2)连续模型尺度:典型尺度在1Lm量级,这时材料被看作连续介质,不考虑其中单个原⼦、分⼦的⾏为。
(3)微观设计层次:空间尺度在1nm量级,是原⼦、分⼦层次的设计。
国外有的计算材料学家,按空间和时间尺度划分四个层次〔1〕,即(1)宏观这是⼈类⽇常活动的主要范围,即⼈通过⾃⾝的体⼒,或借助于器械、机械等所能通达的时空。
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。
钢结构试题与答案
一、选择题（每题2分）1.大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B）A.密封性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装2、钢材的设计强度是根据 C 确定的。
A、比例极限；B、弹性极限；C、屈服强度；D、极限强度。
3.钢结构的承载能力极限状态是指（ C ）A.结构发生剧烈振动B.结构的变形已不能满足使用要求C.结构达到最大承载力产生破坏D.使用已达五十年4、某构件发生了脆性破坏，不经检查可以肯定下列问题中 A 对该破坏无直接影响。
A、钢材的屈服点过低；B、构件的荷载增加速度过快；C、存在冷加工硬化；D、构件有构造原因引起的应力集中。
5.钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的 A )A.强度储备B.弹塑性阶段的承载能力C.塑性变形能力D.强化阶段的承载能力6、Q235钢按照质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高，其分类依据是 C 。
A、冲击韧性；B、冷弯试验；C、化学成分；D、伸长率。
7. 钢号Q345A中的345表示钢材的（ C ）A.fp值B.fu值C.fy值D.fvy值8.钢材所含化学成分中，需严格控制含量的有害元素为( C )A.碳、锰B.钒、锰C.硫、氮、氧D.铁、硅9、同类钢种的钢板，厚度越大， A 。
A、强度越低；B、塑性越好；C、韧性越好；D、内部构造缺陷越少。
10.对于普通螺栓连接，限制端距e≥2d0的目的是为了避免( D )A.螺栓杆受剪破坏B.螺栓杆受弯破坏C.板件受挤压破坏D.板件端部冲剪破坏11、以下关于应力集中的说法中正确的是 B 。
A、应力集中降低了钢材的屈服强度B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆D、应力集中可以提高构件的疲劳强度12.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( C )A.E55型B.E50型C.E43型D.H10MnSi13.在搭接连接中，为了减小焊接残余应力，其搭接长度不得小于较薄焊件厚度的( A )A.5倍B.10倍C.15倍D.20倍14、图示连接中高强度螺栓群受弯后的旋转中心为。
精品 课后习题及参考答案-材料性能学课后习题与解答
材料性能学课后习题与解答绪论1、简答题什么是材料的性能？包括哪些方面？[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解：弹性变形：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质。
塑性变形：微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。
弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应：材料预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。
弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
实质是产生100%弹性变形所需的应力。
滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E小，反之亦然。
○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。
○3化学成分，○4微观组织○5温度，温度升高，E下降○6加载条件、负载时间。
对金属、陶瓷类材料的E没有影响。
结构与性能考题答案
结构与性能考题答案1.概念1、构型(configuration)：是指分子中通过化学键所固定的原子的空间排列。
2、大分子(macromolecule):是由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。
聚合物分子(polymermolecule)：由许多重复结构单元组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。
3、共聚物(copolymer)：由两种或两种以上单体合成的聚合物。
4、侧基(ide/pendantgroup)：一个分子链的分支。
5、端基(endgroup)：大分子或低聚物分子的末端构造单元。
6、统计共聚物(tatiticalcopolymer)：通过聚合反应的统计处理给出单体单元在共聚物分子中的序列。
7、无规共聚物(randomcopolymer)：具有Bernoullian序列统计的统计聚合物。
在Bernoullian模型中，各键接的构型是相互独立的，不受前面键接构型的影响，故单体单元在分子链中无规则排列。
8、交替共聚物(alternatingcopolymer)：单体单元A和单体单元B 在共聚物分子中交替分布。
9、嵌段共聚物(blockcopolymer)：由通过末端连接的均匀序列的嵌段组成的。
10、星型高分子(tarpolymer)：从一个公共的核伸出三个或多个臂(支链)。
11、构象(conformation)：表示在单键周围的原子和原子基团的旋转产生的空间排列。
12、链段(macromolecularegment)：把若干个键组成的一段链作为一个独立运动的单元。
14、高分子链的柔性(fle某ibilityofpolymerchain)：分子链能够改变其构象的性质。
15、聚合度(degreeofpolymerization)：大分子、低聚物分子、嵌段或分子链中单体单元的数目。
聚合物分子链中连续出现的重复单元(或称链节)的次数。
16、共聚物分子(copolymermolecule)：（1）晶胞(unitcell)：与晶格相对应的晶体结构，即把具体内容还原给晶格，晶格就成了晶胞。
材料结构组织与性能 带答案
一、什么是材料？三大材料材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和各种性能的物质,是人们生活及组成生产工具的物质基础。
金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料二、材料的性能分类使用性能(物理性能、化学性能、力学性能)，工艺性能（工艺性能是指材料在各种加工和处理中所应具备的性能，如铸造性能、锻造性能、切削性能、焊接性能和热处理性能等）三、材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外加载荷作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速度）联合作用下所表现出来的行为。
金属材料的力学性质决定与材料的化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力及表面和内部缺陷等内在因素，也决定与载荷性质（静载荷、冲击载荷、交变载荷）、应力状态（拉、压、弯、扭、剪等)、温度和环境介质等外在因素.1。
强度指标弹性变形阶段的强度指标（弹性极限σe =F e/A0(MPa)式中：σe为e点对应的应力，F e为e点对应的载荷，A0为试样原始截面积。
弹性模量σ=Eε,其中比例系数E即是弹性模量）塑性变形阶段的强度指标(屈服极限σs=F s/A0（MPa）屈服强度σ0.2=F0。
2/A0（MPa）在S点附近，此时应力应变曲线上出现一个平台，表示材料开始产生塑性变形，其对应的应力叫屈服极限σs。
但对于大多数合金钢或淬火回火材料，应力应变曲线无屈服平台出现,此时,规定以产生试样原始长度0。
2％的塑性变形所对应的应力作为条件屈服极限，称为屈服强度σ0.2.抗拉强度σb=F b/A0(MPa)）断裂阶段的强度指标(断裂强度σk)2.塑性指标延伸率（δ=ΔL/L0×100%=（Lf—L0）/L0×100%）断面收缩率ψ=（A0-A1）/A0×100％式中A0为试样原始横截面积A1为试样断裂后缩颈处的最小横截面积。
3。
韧性指标冲击韧度（a k=A k/A N （J/m2）式中A N为试样缺口根部的原始截面积。
）断裂韧度静力韧度4. 硬度指标布氏硬度（HB球压头测定试样表面的压痕直径d) 洛氏硬度(HR圆锥压头测深度）维氏硬度(HV四棱锥压头同布）肖氏硬度(HS从一定高度处自由落到试样表面，根据冲头的回弹高度来表征材料硬度的大小)四、应力应变曲线设试样单位面积的载荷为应力σ，试样单位原始长度的伸长为应变ε，则得到应力-应变曲线。
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《材料结构与性能》试题2011级硕士研究生适用
一、名词解释（20分）
原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团
原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。
根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。
通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。
电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。
相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。
当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。
而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。
Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。
这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。
二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。
（15分）
答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。
弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。
形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。
弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。
化学交互作用：基体晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别，具有阻碍位错运动的作用。
静电交互作用：晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子的费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分的费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用。
三、简述点缺陷的特点和种类，与合金的性能有什么关系（15分）
答：点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。
它的尺寸在所有方向上均很小。
其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。
此外，还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。
在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大。
另外，点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。
四、简述板条马氏体组织的组织形态、组织构成与强度与韧性的关系。
（20分）答：板条马氏体的组织形态主要出现在低碳钢中，由许多成条排列的马氏体板条组成，大致平行的马氏体条组成的领域为板条束。
每个晶粒内一般有3~5个板条束，束的尺寸约为20~35μm。
一个马氏体板条束又由若干个板条组成，这些板条具有相同的惯习面，位向差很小，而板条束之间的界面具有较大的位向差。
块是由惯习面相同且与母相取向关系相同的板条组成的，块与块的界面也具有较大的位向差。
板条马氏体束的尺寸对强度和断裂的作用可视为“有效晶粒”的作用。
马氏体束尺寸越小，马氏体的强度越高，从变形角度来讲，由于束界为了保持界面在变形过程中的连续性，在束界上将增殖位错。
马氏体束尺寸越小，位错增殖就越困难，相应提高了材料屈服强度。
块的尺寸大小对强度有显著影响，尺寸越小，马氏体强度越高。
但是板条尺寸细化对钢的强度的影响作用不大，但可以显著提高韧性。
板条马氏体的冲及韧性取决于板条束的大小。
马氏体束尺寸与断裂小刻面尺寸相近，它与断裂小刻面尺寸相近，与强度和冷脆转变温度均具有d-1/2的关系。
马氏体束的尺寸是控制韧性的重要组织因素。
一个奥氏体晶粒内存在不同位向的板条束，板条束之间是大角度界面，裂纹扩展到束界时，为满足裂纹扩展的晶体学位向，必须改变扩展方向，结果增大了扩展阻力，提高断裂韧性。
因此减小板条束尺寸，相当于减小断裂单元，对提高韧性有利。
五、简述主要的贝氏体组织类型、结构特点以及强韧性。
（15分）
答：钢中主要的贝氏体组织有：上贝氏体、下贝氏体、无碳化物贝氏体、粒状贝氏体。
上贝氏体组织由大致平行排列的板条状铁素体和呈粒状或条状的渗碳体组成，光学显微镜下呈羽毛状，电子显微镜下，上贝氏体中碳化物分布在贝氏体铁素体条片间，大致平行于铁素体板条的方向。
大致平行排列的上贝氏体铁素体构成束，不同束间位向差较大，板条间的位向差较小。
下贝氏体组织也由贝氏体铁素体和碳化物组成，下贝氏体铁素体呈条片状，片与片之间相互交叉成一定角度。
碳化物在铁素体内部析出，呈片状、短杆状或粒状，并与铁素体片条主轴呈55~60°夹角。
无碳化物贝氏体钢中含有一定量的硅或铝，贝氏体组织就由贝氏体铁素体和富碳的残余奥氏体组成，这种组织为无碳化物贝氏体。
电镜下可发现，其残余奥氏体以薄膜状的形态存在于贝氏体铁素体条片间，还可能存在于贝氏体铁素体内。
粒状贝氏体为贝氏体铁素体和岛状组织组成，岛状组织呈半连续长条形，近似平行地、有规则地排列在贝氏体铁素体基体上。
岛状组织内部碳含量很高，可达贝氏体铁素体中碳含量的3倍以上。
贝氏体铁素体内存在较高密度的位错缠结，不出现孪晶，且碳含量很低。
强度：贝氏体组织的强度主要与4个因素有关：（1）贝氏体铁素体板条束或板条尺寸，这与位错的可滑移长度有关；（2）贝氏体铁素体板条内的位错亚结构；（3）合金元素的固溶强化；（4）碳化物颗粒的弥散强化。
上贝氏体铁素体板条间的粗大碳化物可以通过阻碍板条内位错的滑移而提高强度，但碳化物弥散强化作用较低。
下贝氏体中碳化物较弥散地分布在铁素体板条内，对强度的贡献较大。
贝氏体铁素体板条宽度决定了对位错滑移的阻碍作用，宽度越小，贝氏体强度越高，板条束与强度的关系不大。
粒状贝氏体中，除了贝氏体组织的一般强化机理外，M-A岛的存在也起到强化作用，岛状组织总量增加、岛的尺寸及岛间距减小，均可增加强度。
而岛的总量
减少，尺寸减小和岛间距增加，韧性提高。
无碳化物贝氏体的板条间或板条内存在稳定的残余奥氏体膜，它的存在使屈服强度有所降低，塑性增大。
韧性：上贝氏体的韧性低于下贝氏体，原因：由于上贝氏体的形成温度较高，贝氏体铁素体板条以及贝氏体铁素体板条束的尺寸较大，而且有较粗大的碳化物分布在贝氏体铁素体板条间，导致裂纹容易形成与扩展，而下贝氏体的形成温度较低，贝氏体铁素体板条尺寸及板条束尺寸较小，碳化物也细小均匀的分布在铁素体板条内，使下贝氏体的强度和韧性均有提高。
六、简述可热处理铝合金的组织结构与强化的关系（15分）
答：（1）固溶强化溶质原子以置换或间隙形式固溶在基体中，由于溶质原子与基体原子的尺寸差别、模量差别或原子价态不同等因素，造成基体材料的强度提高。
（2）析出强化铝合金经过固溶处理后获得过饱和固溶体，然后在一定温度和时间会发生分解，从基体中析出第二相，由于第二相析出造成的合金强化称为析出强化。
第二相析出过程大致为：过饱和固溶体→GP区→θ’’→θ’→θ。
在时效温度较低的情况下，GP区首先析出，随时效时间增加，强度增加，θ’’相较充分地析出时，硬度达到最大值，以后随时效过程的进行，硬度下降，主要为θ’相和平衡相θ析出，平衡相析出充分时，硬度最低。
不同时效阶段，合金强化机理不同，但都和位错与第二相的交互作用有关。
时效初期，第二相粒子尺寸较小，与基体保持共格关系，位错运动过程中能切过粒子。
如果粒子长大超过一临界值尺寸，位错就不能切割粒子，强化作用按照奥罗万机制进行。
（3）位错强化指经过塑性变形的合金，由于基体内位错密度增加和位错亚结构的变化，增强了位错间的交互作用，提高了位错运动的阻力，结果使合金的强度提高。
（4）晶界强化也可视为细晶强化，强化效果可用H-P关系表示。
随晶粒尺寸的减小，屈服强度提高，而且呈现明显的加工硬化现象。