《材料性能学》习题试题集
《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。
材料性能学历年真题及答案
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。
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。
弹性比功：又称弹性应变能密度，指金属吸收变形功不发生永久变形的能力，是开始塑性变形前单位体积金属所能吸收的最大弹性变形功。
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》习题答案
（1）Al 为 fcc 结构，单晶体有三阶段：易滑移。线性硬化、抛物线硬化； （2）Mg 为 hcp 结构，只有三个基面滑移系，曲线上只有易滑移阶段； （3）工业纯铁：有明显的屈服现象，随后是应变硬化和颈缩。模量和强度比 Al、Mg 高， 但塑性略差于 Al； （4）T8 钢为高碳钢，无屈服，与工业纯铁相比， b 高，但 % 低； （5）过共晶白口铸铁，非常脆，几乎无宏观塑性，为低应力脆断， b 不高。 2.19 解：
（2）再根据经典强度设计条件来选取[ ]< 0.2 的状态，根据许用应力条件[ ]= 0.2 /1.4， 求出五种状态下的许用应力为： ①785.7；②857.1；③928.6；④1000；⑤1071.4 可见除状态①以外的其他状态，均能满足经典强度设计要求，综合两种设计准则，只 有热处理状态②同时满足。 3.16 解： 根据题意，可将裂纹简化为无限大平板穿透裂纹，则有： K I
P 2000 526.4MPa A (2.2 103 ) 2 4
l l0 258.3 0.256 ； 200
真应变： e ln( ) ln （3）工程应力：
P 2000 407.6MPa A0 (2.5 103 ) 2 4
l 258.3 200 0.292 l0 200
1.16 解： （1）40CrNiMo 调质钢：拉伸试验，该钢为中碳合金结构钢，且为调质处理状态，有一定强 度和塑性的配合，可由单向拉伸试验的 或 来表征塑性； （2）20Cr 渗碳淬火钢：拉伸、扭转、弯曲，该钢本身为低碳合金钢，有较好的塑性。经渗 碳后， 表面为高碳处于外硬内韧状态， 若需要确定整体塑性， 可采用拉伸试验的 或
da
3
a2
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。
材料性能学历年真题
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，（高、低），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（上限，下限）。
性温度储备取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（敏感、不敏缺口敏感度就越 感）。
（大、小），材料的对缺口就越低碳钢的拉伸断口由 该宏观断口通常被称为、、三个区域组成，状断口。
5、按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类，则N>10 5,称为周疲劳，又称为疲劳；N 为10 的疲劳指2 ～10 5 ，称为 周疲劳，又称为疲劳。
我们通常所称疲劳。
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K I 和K IC 的异同。
对比K IC 和K C 的区别，说明K I 和K IC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。
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。
材料性能学历年真题_答案
第一套答案一、名词解释（每题4分，共12分）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的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。
二、填空题(每空1分，共30分)1、滚动摩擦，滑动摩擦。
干、湿（流体），边界，混合，干。
2、△，20～60℃，高，安全，上限。
3、大，低，敏感。
4、剪切唇，纤维区，放射区，杯锥。
5、高，应力，低，应变，高周（应力）6、下降，减小，减小7、抗磁性，顺磁性，铁磁性三、问答题（共20分）1、答：（4分）衡量弹性高低用弹性比功a e=σe/E。
由于弹性比功取决于弹性极限和弹性模2量，而材质一定，弹性模量保持不变，因此依据公式可知提高弹性极限可以提高材料的弹性比功，改善材料的弹性。
（4分）2、答：（4分）不能判定断裂一定为脆性断裂。
（1分）韧性和脆性断了依据断口的宏观形貌和变形特征来判定，单纯从微观断口上的某些特征不能确定断裂一定属于脆断。
（2分）逆着河流的方向可以找到裂纹源。
（1分）3、答：（6分）K Ic代表的是材料的断裂力学性能指标，是临界应力场强度因子，取决于材料的成分、组织结构等内在因素。
K I是力学参量，表示裂纹尖端应力场强度的大小，取决于外加应力、尺寸和裂纹类型，与材料无关。
（3分）K Ic称为平面应变的断裂韧性，K c为平面应力的断裂韧性。
对于同一材料而言，K Ic<K c，平面应变状态更危险，通常以前者衡量材料的断裂韧性。
K IC中的I 代表平面应变，K I的I表示I型裂纹。
（3分）4、答（6分）：（1）温度的影响：金属电阻随温度的升高而增大；（2分）（2）冷塑性变形和应力的影响：冷塑性变形使金属的电子率增大，拉应力使电阻率上升，压应力使电阻率下降；（2分）（3）合金化对导电性的影响：一般情况下，形成固溶体和金属化合物时电阻率增高，多相合金的电阻率与组成相的导电性、相对量及形貌有关。
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。
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。
(完整版)材料性能学考卷及答案
3、说明K I和K IC的异同。
对比K IC和K C的区别，说明K I和K IC中的I的含义。
（6分）
K Ic代表的是材料的断裂力学性能指标，是临界应力场强度因子，取决于材料的成分、组织结构等内在因素。
K I是力学参量，表示裂纹尖端应力场强度的大小，取决于外加应力、尺寸和裂纹类型，与材料无关。
（3分）
K Ic称为平面应变的断裂韧性，K c为平面应力的断裂韧性。
对于同一材料而言，K Ic<K c，平面应变状态更危险，通常以前者衡
量材料的断裂韧性。
K
IC 中的I代表平面应变，K
I
的I表示I型裂纹。
2
2
22
2)1(23
12
13
12
3)
121121()112112(21
1
12)1
12112(1231)1
21121(112R w w w w w
w R
w w n n n n n n n n w w R n n w w -=⨯=-=+-=+-=+--=-=+--=分）
五、证明题（共8分）
一入射光以较小的入射角内i 和折射角r 穿过一透明玻璃板。
证明透过后的光强系数为（1-R ）2。
设玻璃对光的衰减不变。
设空气为介质1，透明玻璃为介质2，光进入到玻璃之前的能量为W1,进入到玻璃之后光的能量为W2，再次进入到空气中后的能量为W3，则透过后的光强系数应为w3/w1（2分）。
则有
（1分） （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）。
材料性能学题库
材料性能学题库一、填空题1、晶体中的塑性变形有两种基本方式：滑移和孪晶。
2、影响弹性模量的因素有晶体结构、温度、复相。
3、一各向异性材料，弹性模量E=109pa，泊松比u=0.2，则其剪切模量G=（）。
4、裂纹有三种扩展方式或类型：掰开型，错开型和撕开型。
其中掰开型是低应力断裂的主要原因。
5、弹性模量E是一个只依赖于材料基本成份的参量，是原子间结合强度的一个标志，在工程中表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度。
.6、无机材料的热冲击损坏有两种类型：抗热冲击断裂性和抗热冲击损伤性。
7、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：弹性模量，裂纹尺寸和表面能。
8、根据材料在弹性变形过程中应力和应变的响应特点, 弹性可以分为理想弹性和非理想弹性两类。
9、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。
（2分）10、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弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形以及不均匀集中塑性变形4个阶段。
11、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27.13 cm ；在此拉力下的真应力为9.95×108 Pa 、真应变为0.082 ；在此拉力下的名义应力为9.16×108 Pa 、名义应变为0.085 。
12、热量是依晶格振动的格波来传递的, 格波分为声频支和光频支两类.13．激光的辐射3个条件：(1) 形成分布反转，使受激辐射占优势；(2)具有共振腔，以实现光量子放大；(3)至少达到阀值电流密度，使增益至少等于损耗。
14、杜隆—伯替定律的内容是：恒压下元素的原子热容为25J/Kmol 。
15、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相对折射率。
材料性能学课后习题与解答
材料性能学课后习题与解答(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
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》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_________。
大学材料性能学练习题2
20XX年复习资料大学复习资料专业：班级：科目老师：日期：《材料性能学》练习题2一．选择题（本题包括15小题，每小题只有一个合适选项，每小题2分，共30分）1. 工程材料在使用过程中不可避免会产生（ d ）。
a) 断裂 b) 弹塑性变形 c) 塑性变形 d) 弹性变形2.在实验中什么材料会出现粘弹性（ c ）。
a)金属 b)陶瓷 c)有机高分子 d)晶须3. 影响弹性模量最基本的原因是（ d ）。
a) 原子半径 b) 合金元素 c) 温度 d) 点阵间距4. 拉伸试验中测得甲材料的δ20XXXX=20XXXX%，乙材料的δ5=20XXXX%，则两种材料的塑性（ c ）。
a) 甲 < 乙 b) 甲 = 乙 c) 甲 > 乙 d) 不能判别5. 裂纹体变形的最危险形式是（ c ）。
a) 撕开型 b) 滑开型 c) 张开型 d) 混合型6. 加载速率不影响材料的（ c ）。
a) 强度 b) 塑性 c) 弹性 d) 韧性7. 机床底座常用铸铁制造的主要原因是（ c ）。
a) 价格低，内耗小，模量小 b) 价格低，内耗小，模量高c) 价格低，内耗大，模量大 d) 价格高，内耗大，模量高8. 位错增殖理论可用于解释（ b ）。
a) 物质的弹性 b) 屈服现象 c) 柯氏气团 d) 形变强化9. 材料失效最危险的形式是（ b ）。
a) 失稳 b) 断裂 c) 腐蚀 d) 磨损20XXXX. 在实验中不同材料的什么性能指标可比性差（ b ）。
a) 拉伸 b) 冲击 c) 弯曲 d) 压缩20XXXX. 材料疲劳极限的测试通常使用的载荷是（ a ）。
a) 对称循环 b) 不对称循环 c) 脉动循环 d) 波动循环12. 根据下图，下列说法正确的是（ a ）。
a) △σ1＜△σ2 b) △σ1 = △σ2c) △σ1＞△σ2 d) 无法判断图疲劳裂纹扩展曲线14. 双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出一个数量级，是因为（ c ）。
材料性能学复习题
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。
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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；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_________。
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。