材料性能学复习题

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1、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、e表示材料的 弹性极限 ；p表示材料的 比例极限 ；s表示材料的 屈服强度 ；b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 ，

2、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KIC 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，s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

3、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

4、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。15、根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有_张开型(型)裂纹扩展_、滑开型(型)裂纹扩展和撕开型(型)裂纹扩展_三类。16、根据构件的受力状态，环境敏感断裂可分为应力腐蚀开裂， 腐蚀疲劳， 腐蚀磨损和 微动磨损等四类17、材料的韧性是表征材料在外力作用下，从变形到断裂全过程中吸收塑性变形功和断裂功的能力。根据试样形状和加载速率，材料的韧性可分为光滑试样的静力韧性、缺口 试样的冲击韧性和裂

5、纹 试样的断裂韧性。18、应力强度因子反映了裂纹尖端区域应力场的强度，它综合反映了_外加应力_和裂纹位置、_长度_对裂纹尖端应力场强度的影响。19、对于材料的静拉伸实验，在整个拉伸过程中的变形分为弹性变形、塑性变形和_断裂_三个阶段，塑性变形又可分为_屈服_、均匀塑性变形和_不均匀集中塑性变形_三个阶段。20、材料塑性的评价，在工程上一般以光滑圆柱试样的拉伸伸长率和_断面收缩率_作为塑性性能指标。常用的伸长率指标有_最大应力下非比例伸长率_、最大应力下总伸长率和最常用的_断后伸长率_三种。21、金属弹性变形是一种“可逆性变形”，它是金属晶格中原子自平衡位置产生“可逆位移”的反映。22、弹性模量

6、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。23、弹性比功表示金属材料吸收“弹性变形功”的能力。24、金属材料常见的塑性变形方式主要为“滑移”和“孪生”。25、滑移面和滑移方向的组合称为“滑移系”。26、影响屈服强度的外在因素有“温度”、“应变速率”和“应力状态”。27、应变硬化是“位错增殖”、“运动受阻”所致。28、缩颈是“应变硬化”与“截面减小”共同作用的结果。29、金属材料断裂前所产生的塑性变形由“均匀塑性变形”和“集中塑性变形”两部分构成。30、金属材料常用的塑性指标为“断后伸长率”和“断面收缩率”。31、韧度是度量材料韧性的力学指标，又分为“静力韧度”、“冲击韧度”

7、、“断裂韧度”。32、机件的三种主要失效形式分别为“磨损”、“腐蚀”和“断裂”。33、断口特征三要素为“纤维区”、“放射区”、“剪切唇”。34、微孔聚集断裂过程包括“微孔成核”、“长大”、“聚合”，直至断裂。35、决定材料强度的最基本因素是“原子间结合力”。36、金属材料在静载荷下失效的主要形式为“塑性变形”和“断裂”。37、扭转试验测定的主要性能指标有“切变模量”、“扭转屈服点s”、“抗扭强度b”。38、缺口试样拉伸试验分为“轴向拉伸”、“偏斜拉伸”。39、压入法硬度试验分为“布氏硬度”、“洛氏硬度”和“维氏硬度”。40、洛氏硬度的表示方法为“硬度值”、符号“HR”、和“标尺字母”。41、冲

8、击载荷与静载荷的主要区别是“加载速率不同”。42、金属材料的韧性指标是“韧脆转变温度tk43、裂纹扩展的基本形式为“张开型”、“滑开型”和“撕开型”。44、机件最危险的一种失效形式为“断裂”，尤其是“脆性断裂”极易造成安全事故和经济损失。45、裂纹失稳扩展脆断的断裂K判据：KIKIC46、断裂G判据：GIGIC。47、断裂J判据：JIJIC48、变动应力可分为“规则周期变动应力”和“无规则随机变动应力”两种。49、规则周期变动应力也称循环应力，循环应力的波形有“正弦波”、“矩形波”和“三角形波”。50、典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域，分别为“疲劳源”、“疲劳区”和“瞬断区”。51、疲劳断裂

9、应力判据：对称应力循环下：-1 。非对称应力循环下：r 52、疲劳过程是由“裂纹萌生”、“亚稳扩展”及最后“失稳扩展”所组成的。53、宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的“形成”、“长大”及“连接”而成的。54、疲劳微观裂纹都是由不均匀的“局部滑移”和“显微开裂”引起的。55、疲劳断裂一般是从机件表面“应力集中处”或“材料缺陷处”开始的，或是从二者结合处发生的。56、产生应力腐蚀的三个条件为“应力”、“化学介质”和“金属材料”。57、应力腐蚀断裂最基本的机理是“滑移溶解理论”和“氢脆理论”。58、防止氢脆的三个方面为“环境因素”、“力学因素”及“材质因素”。59、脆性材料冲蚀磨损是“裂纹形成”与“快速扩

10、展”的过程。60、影响冲蚀磨损的主要因素有：“环境因素”、“粒子性能”、“材料性能”。61、磨损的试验方法分为“实物试验”与“实验室试验”。62、晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等强温度”。63、金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢的产生塑性变形的现象称为“蠕变”。64、金属的蠕变变形主要是通过“位错滑移”、“原子扩散”等机理进行的。二、判断题：1、构件的刚度Q与材料的弹性模量E成正比，而与构件的横截面积A成反比。（ ） 2、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。（ ） 3、Bauschinger效应是指经过

11、预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限升高的现象。（ ） 4、鉴于弯曲试验的特点，弯曲试验常用于铸铁、硬质合金等韧性材料的性能测试。（ ） 5、在韧性材料的冲击试样断口上，裂纹会在距缺口一定距离的试样内部萌生，而不是在缺口根部。（ ） 6、利用双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出13个数量级，这是因为该计算模型不正确。（ ）。7、材料的低周疲劳行为，常通过S-N曲线来表示。（ ） 8、奥氏体不锈钢在硝酸盐溶液溶液中容易发生应力腐蚀开裂。（ ） 9、晶粒与晶界两者强度相等的温度，称为等强温度。（ ） 10、应力松弛是指高温服役的零件或材料在应力保持不变的条件下，其中的应变自行

12、降低的现象。（ ）11、磨损包括三个阶段，这三个阶段中均能观察到摩擦现象，最后发生疲劳韧脆性断裂。（ ）12、应力状态软性系数越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易于产生塑性变形；反之，应力状态软性系数越小，表示应力状态越硬，则材料越容易产生脆性断裂。（ ）13、断裂判据是裂纹开始扩展的断裂判据，而不是裂纹失稳扩展的断裂判据，显然，按这种判据设计构件是偏于保守的。（ ）14、测量陶瓷、铸铁的冲击吸收功时，一般采用夏比U型缺口试样，很少采用X型及无缺口冲击试样。（ ）15、应力腐蚀断裂速度远大于没有应力时的腐蚀速度，又远小于单纯力学因素引起的断裂速度。（ ）16、工程设计和材料选用

13、中一般以工程应力、工程应变为依据；但在材料科学研究中，真应力与真应变具有更重要的意义。（ ）17、同一材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是不相同的，且完全不可以互相转换。（ ）18、缺口使塑性材料得到“强化”，因此，可以把“缺口强化”看作是强化材料的一种手段，提高材料的屈服强度。（ ）19、接触疲劳过程是在纯滚动的条件下产生的材料局部破坏，也经历了裂纹形成与扩展两个阶段。（ ）20、疲劳强度属于强度类力学性能指标，是属于高温拉伸的力学性能指标。（ ）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

14、.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

15、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.与降低温度不同，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。（ ）22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。（ ）23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度