材料性能学历年真题及答案

《材料性能学》 一、名词解释 低温脆性低温脆性：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%FATT50%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。 应力疲劳应力疲劳：疲劳寿命N105 的高周疲劳称为低应力疲劳，又称应力疲劳。 韧脆转化温度韧脆转化温度：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：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。 断裂功断裂功：裂纹产生、扩展所消耗的能量。 比强度比强度：: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N105）试件发生的疲劳现象。 弹性比功弹性比功：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。 二、填空题 1、 根据材料被磁化后对磁场产生的影响， 可以把材料分为3类：铁磁性材料，顺磁性材料，抗磁性材料 2、材料的抗磁性来源于电子偱轨运动时受外加磁场作用所产生的抗磁矩，材料的顺磁性主要来源于原子 （离子的固有磁矩）。 3、 超导电性的3 个重要性能指标为临界温度，临界电流密度，临界磁场。 4、按照两接触面运动方式的不同，可以将摩擦分为滚动摩擦和滑动摩擦，按照摩擦表面的接触状态分为 干摩擦、湿摩擦、边界摩擦、混合摩擦、其中干摩擦通常严禁出现。 5、材料的摩擦形式主要分为滑动摩擦， 滚动摩擦。环块摩擦磨损实验测量滑动摩擦条件下的磨损； M-2000 型为滚子式磨损实验机，可以测量滑动摩擦、滚动摩擦等多种摩擦形式下的磨损。滑动轴承的磨损形式以 粘着磨损居多。 6、材料的韧性温度储备通常用符号△。表示，取值在温度范围20～60℃，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高，材料就越安全。对于承受冲击载荷作用的重要机件，韧性温度储备 取上限。 7、材料的缺口越深、越尖锐，材料的缺口敏感性就越（大），材料的缺口敏感度就越（小），材料的对 缺口就越（敏感）。 8、典型的疲劳断口具有疲劳源，疲劳裂纹扩展区，瞬断区三个特征区组成，低碳钢静拉伸断裂的宏观断 - 1 - 《材料性能学》 口呈杯锥状，由剪切唇，纤维区，结晶区三个区域组成。 9 、金属材料的冲击断口具有三个典型的区域：放射状结晶区，脚跟形纤维区，剪切唇区。 10、低碳钢拉伸曲线上反映出其变形由弹性变形，屈服，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形几个部分组 成，断后断口呈现出杯锥状断口特征，具剪切唇，纤维区，放射状结晶区三个区域，属于韧性（塑性，延 性，剪切，穿晶，微孔聚合、长大模式）断裂。 11、按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类，则N105,称为高周疲劳，又称为应力疲劳；N 为102～105，称 为低周疲劳，又称为应变疲劳。我们通常所称的疲劳指高周（应力）疲劳。 12、温度升高使铁磁性的饱和磁化强度下降，使剩余磁感应强度减小，使矫顽力减小。 13 、金属的热电现象的三个基本热电效应是帕尔帖效应、汤姆逊效应、赛贝克效应。 14、缺口静弯曲实验得到的曲线包围的面结分为三个部分，分别代表三种能量Ⅰ、弹性变形功，Ⅱ 、塑 性变形功，Ⅲ、断裂功。若只有Ⅰ而没有Ⅱ、Ⅲ，则对缺口极为敏感，若只有Ⅰ、Ⅱ，表明对缺口敏感； Ⅲ越大，则对缺口越不敏感。 15、构件中的裂纹体的扩展模式主要有I 型（张开型），II 型（滑开型），III 型（撕开型）三种类型， 其中以I 型（张开型）最为危险。 16、典型的疲劳断口具有三个特征区： 疲劳源，疲劳裂纹扩展区，瞬断区，疲劳过程分为疲劳裂纹的萌生， 疲劳裂纹的扩展，瞬时断裂三个阶段。 17、典型的弹性不完整性主要有滞弹性，粘弹性，伪弹性，包申格效应等形式。 18、按照裂纹的扩展路径来看断裂主要分为穿晶断裂，沿晶断裂，其中沿晶断裂一般是脆性断裂。 19、根据摩擦面损伤和破坏的形式，磨损主要有粘着磨损，磨粒磨损，腐蚀磨损，接触疲劳，其中两接触 材料做滚动或滚滑摩擦时极易出现接触疲劳，是齿轮、轴承常见的磨损失效形式。 20、机件运行时的磨损过程分为三个阶段：跑合，正常磨损，剧烈磨损。磨损类型按照磨损机制分为粘着 磨损，磨粒磨损，接触疲劳(答腐蚀磨损，微动磨损也可)等。软齿面齿轮运转中容易出现粘着磨损磨损， 硬齿面齿轮容易出现接触疲劳。 21、本征半导体的电子-空穴对是热激活由产生的，其浓度与温度成指数关系。 22、介质的击穿形式主要有电击穿，热击穿，化学击穿。 23、磨损过程分为跑合，稳定磨损阶段，剧烈磨损阶段三个阶段，减少稳定磨损阶段的磨损率，避免出现 剧烈磨损。 24、金属材料按照断裂前的宏观塑性变形程度，分为韧性（塑性，延性）断裂，脆性（弹性）断裂。按照 裂纹扩展路径分为穿晶断裂和沿晶断裂，按照微观断裂机理分为解理断裂和剪切断裂，扭转试验后断口与 试样轴线垂直，应为切断断口。 25、缺口的存在会诱发材料出现三个效应：出现应力集中，诱发多向应力状态，缺口强化效应，不能把缺 口强化效应看做强化材料的手段。 26、典型的疲劳断口存在三个特征区：疲劳源，疲劳裂纹扩展区，瞬断区。宏观特征为贝纹线的是疲劳裂 纹扩展区。 27 、金属要具有铁磁性， 必须具备的两个条件是①原子内部要有末填满的电子壳层（磁矩不为零）；② 及Rab/r之比大于3使交换积分A为正（一定的晶体结构）。 28、低碳钢拉伸的过程中，其屈服平台上往往存在上屈服点和下屈服点，通常把下屈服点作为屈服强度， 因为其重复性好。铸铁在拉伸过程中测得的屈服强度用σ0.2表示。 29、随着温度的增加，金属的弹性模量下降；通常加载速率增加，金属的弹性模量不变，陶瓷的弹性模量 不变，高分子材料的弹性模量随着负载时间的增加而下降。 30、NDT 是无延性转变温度，FTP 是延性断裂转变温