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，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。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(Ⅰ型)裂纹扩展__、滑开型(Ⅱ型)裂纹扩展和撕开型(Ⅲ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”、“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τs”、“抗扭强度τb”。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：KI≥KIC46、断裂G判据：GI≥GIC。47、断裂J判据：JI≥JIC48、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、疲劳断裂应力判据：对称应力循环下：σ≥σ-1。非对称应力循环下：σ≥σr52、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1~3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δ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.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，韧脆转变温度升高。（√）24.细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度KIC下降。（×）25.残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大裂纹扩展的阻力，提高断裂韧度KIC。（√）26.一般大多数结构钢的断裂韧度KIC都随温度降低而升高。（×）27.金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。（√）28.宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。（√）29.材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件、工作环境及表面处理条件的影响。（×）30.应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠加所造成的。（×）31.氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。（√）32.含碳量较低且硫、磷含量较高的钢，氢脆敏感性低。（×）33.在磨损过程中，磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。（√）34.马氏体耐磨性最好，铁素体因硬度高，耐磨性最差。（×）35.在相同硬度下