材料性能及测试复习题
《工程材料力学性能》考试复习题
名词解释名词解释1，循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力应力状态软性系数材料最大切应力与最大正应力的比值，记为α。
：2，缺口效应：缺口材料在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生的变化。
3，缺口敏感度：金属材料的缺口敏感性指标，用缺口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表示。
抗拉强度的比值表示。
4，冲击吸收功：冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功5，过载损伤界：抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。
6，应力腐蚀：材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏7，氢蚀：，氢蚀： 由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导 8，金属脆化。
氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。
微观断口上晶界明显加宽，呈沿晶断裂。
断裂。
9，磨损：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
1010，耐磨性：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，，耐磨性：机件表面相互接触并产生相对运动，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。
论述论述1，影响屈服强度的因素：，影响屈服强度的因素：①内因：①内因：a a 金属本性及晶格类型b 晶粒大小和亚结构c 溶质元素d 第二相第二相②外因：②外因：a a 温度b 应变速率c 应力状态应力状态2，影响韧脆转变的因素：，影响韧脆转变的因素：①冶金因素：①冶金因素：a a 晶体结构，体心立方金属及其合金存在低温脆性。
b 化学成分化学成分,1,1,1）间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑）间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑2置换型溶质元素一般也能提高韧脆转变温度，但Ni 和一定量Mn 例外。
3杂质元素S 、P 、As As、、Sn Sn、、Sb 等使钢的韧性下降等使钢的韧性下降c 晶粒大小，细化晶粒提高韧性的原因有：晶界是裂纹扩展的阻力；晶界前塞积的位错数减少，有利于降低应力集中；晶界总面积增加，使晶界上杂质浓度减少，避免产生沿晶脆性断裂。
《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。
工程材料复习题
第二章材料的性能、解释下列名词：⑴强度和刚度⑵塑性和韧性⑶屈强比⑷冷脆转变温度⑸断裂韧度⑹疲劳强度⑺蠕变⑻应力松弛⑼高周疲劳和低周疲劳⑽耐磨性2、拉伸试样的原标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料的伸长率和断面收缩率的值。
3、用45号钢制成直径为30mm的主轴，在使用过程中，发现该轴的弹性弯曲变形量过大，问是否可改用合金钢40Cr或通过热处理来减小变形量？为什么？4、下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定其硬度？（1）锉刀（2）黄铜轴套（3）硬质合金刀片（4）供应状态的各种碳钢钢材（5）耐磨工件的表面硬化层5、一根钢筋试样，其弹性模量E＝210GPa, 比例极限бP＝210 MPa, 在轴向力FP的作用下，测得轴向线应变ε＝0.001，试求此时钢筋横截面上的正应力。
如果继续增加拉力，使试样的轴向线应变达到0.08，然后再逐渐卸除载荷，测得残余线应变为0.075，试问未卸载时钢筋横截面上的正应力为多大？6、当某一材料的断裂韧度K Ic＝62MPa•m1/22a＝5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致断裂，需要多大的应力？（设Y＝）7、为什么疲劳裂纹对机械零件潜在着很大危险？8、有两位工程师讨论疲劳破坏。
一位说疲劳破坏是脆性的，而另外一位说疲劳破坏是韧性的，试讨论这两种观点的是与非。
第四章二元合金1．比较固溶体、金属间化合物和机械混合物的晶格特征与性能特征。
2．现有A、B两组元，其熔点B>A，组成二元匀晶相图，试分析以下说法是否正确：（1）A、B两组元的晶格类型可以不同，但原子大小一定要相等；（2）其中任一合金K，在结晶过程中由于固相成分沿固相线变化，故结晶出来的固溶体中的含B量始终高于原液相中的含B量；（3）固溶体合金按匀晶相图平衡结晶时,由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同,3．一个二元共晶反应如下：Lα0.15%B+β0.95B，求：（1）含0.50B的合金凝固后，α初和（α+β）共晶的相对量；α相与β相的相对量；（2）共晶反应后若β初和（α+β）共晶各占一半，问该合金成分如何？4．已知A（熔点600℃）与B（熔点500℃）在液态下无限互溶；在固态300℃时A溶于B 的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A；在300℃时含B40%的液态合金发生共晶反应。
工程材料力学性能第二版复习题
基本题二、说明下列力学性能指标的意义（10小题，每题2分，共20分）ε三、简答题（6小题，每题5分，共30分） 1. 断裂强度σc 与抗拉强度σb 有何区别？ 2. 简述裂纹尖端塑性区对K I 的影响。
3. 简述疲劳裂纹的形成机理和阻止其萌生的方法。
4. 接触疲劳和普通机械疲劳的差异是什么？5. 简述疲劳宏观断口的特征。
6. 陶瓷材料如何增韧？7. 简述K IC 和K C 的意义及相互关系。
8. 缺口对试样的应力分布和力学性能会产生哪些影响？ 9. 裂纹尖端产生塑性区的原因是什么？ 10. 接触疲劳和普通机械疲劳的差异是什么？ 11. 简述疲劳微观断口的特征。
12. 陶瓷材料与金属材料在弹性变形、塑性变形和断裂方面有何不同？五、计算题（2小题，每题15分，共30分）【说明：下列各题中如需对应力场强因子I K Y =修正公式为：I K =(平面应力) 和I K =(平面应变)。
塑性区宽度公式：201I s K R πσ⎛⎫= ⎪⎝⎭(平面应力)，20I s K R σ⎫=⎪⎭(平面应变)。
】 1． 一直径为d 0=10.00mm ，标距为L 0=50.00mm 的金属标准拉伸试样，在拉力F=10.00kN 时，测得其标距长L 为50.80mm ；在拉力F=55.42kN 时，试样开始发生明显的塑形变形；在拉力F=67.76kN 时，试样断裂，测得断后试样的标距L k 为57.60mm ，最小处截面直径d k 为8.32mm 。
（1）求拉力F=32.00kN 时，试样受到的工程拉应力σ和工程拉应变ε，以及真应力S 和真应变e ；（2）求试样的屈服极限σs 、抗拉强度σb 、延伸率δ和断面收缩率ψ。
2.一块含有宽为16mm 的中心穿透型裂纹的钢板（I K =，受到350MPa垂直于裂纹平面的应力作用：（1）如果材料的屈服强度分别是1400MPa 和450MPa ，求裂纹尖端应力场强因子的值；（2）通过上述两种情况，讨论对应力场强因子进行塑性修正的意义。
材料分析与测试复习题
• 7. 在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射 谱有什么特点？ • 答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第 一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并 保持平衡的应力。称之为宏观应力。它能使衍射线产生位 移。 • 第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的 内应力。它一般能使衍射峰宽化。 • 第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。 它能使衍射线减弱。 • 8. 什么叫干涉面？当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射 时，相邻两个（hkl）晶面衍射线的波程差是多少？相邻 两个HKL干涉面的波程差又是多少？ • 答：晶面间距为d’/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面 称为干涉面。当波长为λ的X射线照射到晶体上发生衍射， 相邻两个（hkl）晶面的波程差是nλ，相邻两个（HKL） 晶面的波程差是λ。
• • • • •
X射线测定应力常用方法有Sin2Ψ法和0º-45º法。 德拜照相法中的底片安装方法有： 正装 、 反装 和 偏装 三种。 测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于X射线物 相分析方法中的 定量 分析方法。 透射电子显微镜的分辨率主要受 衍射效应 和 像差 两因素影响。 扫描电子显微镜常用的信号是 二次电子 和 背散射电子。
5. 可以提高TEM的衬度的光栏是（B ）。 A. 第二聚光镜光栏；B. 物镜光栏；C. 选区光栏；D. 其它光栏。 6. 如果单晶体衍射花样是正六边形，那么晶体结构是（ D ） A. 六方结构；B. 立方结构；C. 四方结构；D. A或B。 7.下面分析方法中分辨率最高的是（ C ）。 A. SEM B. TEM C. STM D AFM 8. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（ B ）。 A. 背散射电子；B. 二次电子；C. 吸收电子；D.透射电子。 9．透射电镜的两种主要功能：（ b ） （a）表面形貌和晶体结构 （b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键 （d）内部组织和成分价键 10．表面形貌分析的手段包括（ d ） （a）X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM） (b) SEM和透射 电镜（TEM）(c) 波谱仪（WDS）和X射线光电子谱仪（XPS） (d) 扫描隧道显微镜（种基本方法及其用途？ 答：获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉 末法。劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向； 旋转晶体法主要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分 析。 14．简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征 及形成原理。 答：单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列， 具有明显对称性，且处于二维网络的格点上。因此表达花样 对称性的基本单元为平行四边形。单晶电子衍射花样就是 (uvw)*0零层倒易截面的放大像。 多晶面的衍射花样为：各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏 或照相底片的相交线，为一系列同心圆环。每一族衍射晶面 对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与 Ewald球的相惯线为园环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶 面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2q为半锥角的衍 射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2q不同，但各衍射圆锥共顶、 共轴。 非晶的衍射花样为一个圆斑。
材料性能学复习题整理
材料性能学复习题整理1.材料在使⽤的过程中，将对不同的温度做出反应，表现出不同的热物理性能，这些物理性能称为材料的热学性能。
2.声频⽀可以看成是相邻原⼦具有相同的振动⽅向，光频⽀可以看成相邻原⼦振动⽅向相反。
3.当固体材料⼀端的温度⽐另⼀端⾼时，热量会从热端⾃动地传向冷端，这个现象称为热传导。
4.各质点热运动时动能总和就是该物体的热量。
5.晶格振动的弹性波称为格波。
6.如果振动着的质点中包含频率甚低的格波，质点彼此之间的位相差不⼤，则格波类似于弹性体中的应变波，称为“声频⽀振动”；格波中频率甚⾼的振动波，质点彼此之间的位相差很⼤，邻近质点的运动⼏乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频⽀振动”。
7.固体中的导热主要是由晶格振动的格波和⾃由电⼦的运动来实现的。
8.与原⼦中价电⼦的能量相对应的能带，叫价带；最靠近价带⽽能量较⾼的能带叫导带。
9.电⼦电导的特征是具有霍尔效应，离⼦电导的特征是存在电解效应。
10.掺⼊施主杂质的半导体称为n型半导体；掺⼊受主杂质的半导体称为P型半导体。
11.固有电导载流⼦由晶体本⾝热缺陷——弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷提供。
12.全带中每⼀能级都被都被两个电⼦占据的能带，叫满带；所属各能级上没电⼦的能带，叫空带。
13.超导体，是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零，同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。
14.导带中的电⼦导电和价带中的空⽳导电同时存在，称为本征电导；这类载流⼦只由半导体晶格本⾝提供，所以叫本征半导体；它的特点是：载流⼦——电⼦和空⽳的浓度是相等的。
15.正压电效应的本质是因为机械作⽤引起了晶体介质的极化，从⽽导致介质两端表⾯内出现符号相反的束缚电荷。
16.原⼦磁矩有3个来源：①电⼦轨道磁矩；②电⼦⾃旋磁矩；③原⼦核磁矩。
17.所谓极化，就是在压电陶瓷上加⼀个强直流电场，使陶瓷中的电畴沿电场⽅向取向排列，只有经过极化⼯序处理的陶瓷才能显⽰压电效应。
18.质点间结合⼒愈强，热膨胀系数愈⼩。
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。
材料力学性能复习题
一、名词解释：1、弹性比功；滞弹性；包申格效应；解理台阶；韧脆转变。
2、应力状态软性系数；缺口效应；缺口敏感度；布氏硬度；洛氏硬度；维氏硬度；3、冲击韧度；冲击吸收功；韧脆转变温度；4、、应力强度因子I K ；、有效裂纹长度；、裂纹扩展K 判据；、COD ；、5、应力范围σ∆；应变范围ε∆；应力比r ；疲劳源；疲劳贝纹线；疲劳条带；K∆；疲劳寿命；过渡寿命；热疲劳；过载损伤。
6、应力腐蚀；氢蚀；白点；氢化物致脆；氢致延滞断裂。
7、磨损；耐磨性；8、等温强度；约比温度；蠕变；应力松弛；稳定蠕变；二、说明下列力学性能指标的意义8、σέt t τδσ tτσ r σ 6、scc σ； Iscc K ； IH EC K5、疲劳缺口敏感度f q ；过载损伤界；疲劳门槛值th K ∆4、IC K 和C K ； IC G3、K A 、()K V A C VN 和K U A N D T2、bc σ； bb σ； NSR ；1、()E G ；（2）r σ、0.2σ、s σ； b σ； n ； δ、g t δ、ψ。
三、分析说明题1、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？2、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？3、试根据下述方程12()2i y y s d k k G q σγ+=，讨论下述因素对金属材料韧脆转变的影响：（1）材料成分；（2）杂质；（3）温度；（4）晶粒大小；（5）应力状态；（6）加载速率。
4、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的试验原理，并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。
5、试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。
6、试述焊接船舶比铆接船舶容易发生脆性破坏的原因。
7、简述根据韧脆转变温度分析机件脆断失效的优缺点。
8、为什么研究裂纹扩展的力学条件时不用应力判据而用其它判据？9、试述K与材料强度、塑性之间的关系。
IC10、试述疲劳曲线（S N）及疲劳极限的测试方法。
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《材料性能及测试》2011年复习题
一．填空题（每空1分，共10分）课后习题
二．名词解释（每题2分，共20分）
弹性比功、包申格效应、滞弹性、内耗、超塑性、脆性断裂、韧性断裂、解理断裂、剪切断裂、解理台阶、韧窝、缺口效应、缺口敏感度、低温脆性、蓝脆、迟屈服、低应力脆断、断裂韧度、能量释放率、载荷谱、疲劳源、疲劳条带、疲劳寿命、过载损伤、热疲劳、犁皱、接触疲劳、蠕变极限、松弛稳定性、老化
二．判断题（每题1分，共5分）注意各种因素（温度、压力、晶体结构等）对各种性能的影响。
四．说明下列指标的意义。
（每题1分，共10分）
五．简答题（每题5分，共25分）
1．觉得金属材料屈服强度的主要因素有哪些？
2．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？
3．疲劳失效过程可分为哪几个阶段？简述各阶段的机制。
4．和常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点?
5. 试阐述常见的热分析方法及其测试的原理？
6．为什么说所有的物质都是磁物质？
7．为什么说腐蚀是一个自发的过程？
8．在评定材料的缺口敏感应时，什么情况下宜选用缺口静拉伸试验?什么情况下宜选用缺口偏斜拉伸?什么情况下则选用缺口静弯试验?
9．金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能?
10．如何提高材料或零件的抗粘着磨损能力?
六．计算题（每题10分，共20分）
1. 对长50mm、直径5mm的圆柱形拉伸试样进行拉伸试验时，塑性变形阶段的外力F与长度增量△L的关系为F/N 6000 8000 10000 12000 14000
△L 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.
2.有一火箭壳体承受很高的工作压力，其周向最大工作拉应力σ=1400Mpa。
采用超高强度钢制造，焊接后往往发现有纵向表面半椭圆裂纹，尺寸a=1.0mm，a/2c=0.
3.现有两种材料，其性能如下：
A：σ0.2=1700Mpa，K Ic=62Mpa·m1/2；B：σ0.2=2800Mpa, K Ic=75Mpa·m1/2。
从断裂力学角度考虑，选用哪种材料较为合适？（注：当a/c=0.6时，φ2=1.62）
3.有一大型板件，材料的σ0.2=1200Mpa，K Ic=115Mpa·m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900Mpa下工作，试计算K I和塑性区宽度R o，并判断该件是否安全。
4.有板件在脉动载荷下工作，σmax=200MPa，σmin=0，该材料的σb=670MPa，σ0.2=600MP，K IC=104MPa·m1/2，Paris公式中C=6.9×10-12，n=3.0，使用中发现有0.1mm和1mm的单边横向穿透裂纹，请估算他们的疲劳剩余寿命。
七．综述题（每题10分，共10分）
1. 说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的实验原理和优缺点。
2. 试设计一种改变材料的力学性能的工艺方法？并分析其改变性能参数的的检测手段？。