材料性能学考试试题(正式版).doc

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1、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，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、低），材料就越（安全，不安全）。对于承受冲击载荷作用的重要机件，韧性温度储备取（上限，下限）。3、材料的缺口越深、越尖锐，材料的缺口敏感性就越 （大、小），材料的缺口敏感度就越 （大、小），材料的对缺口就越 （敏感、不敏感）。低碳钢的拉伸断口由 、

2、 、 三个区域组成，该宏观断口通常被称为 状断口。 525的疲劳指疲劳。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 KI 和 KIC 的异同。对比 KIC 和 KC 的区别，说明 KI 和 KIC 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

3、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。3、奥氏体不锈钢从 1000急冷淬火是顺磁性的，但缓冷则表现出铁磁性，试解释之。（8 分）五、证明题（共 8 分）一入射光以较小的入射角内i 和折

4、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。第二套一、名词解释（每题3 分，共12 分）缺口强化50%FATT破损安全应力疲劳二、填空题 ( 每空 1 分，共 28 分 )1. 材料的摩擦形式主要分为、。环块摩擦磨损实验测量条件下的磨损； M-2000 型为磨损实验机，可以测量、等多种摩擦形式下的磨损。 滑动轴承的磨损形式以居多。2. 低碳钢拉伸曲线上反映出其变形由、和几个部分组成，断后断口呈现出断口特征，具有、和三个区域，属于断裂。3. 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 、 、 。若只有而没有、，则对缺口 ，若只有、

5、 ，表明对缺口哪 ；越大，则对缺口越 。4. 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：、。5.超导电性的3个重要性能指标为、。三、简答题（共 25 分）1. 简述韧性断裂的微观过程及韧性断口的微观形貌特征。（ 4 分）2. 格里菲斯理论的基本假设是什么，写出其方程的基本形式并说明适用条件。3. 某碳钢经不同的热处理后在相同条件下拉伸， 拉伸曲线的弹性变形阶段有什么相同点，为什么。 (4 分 )4. 疲劳按照寿命如何分类。 疲劳过程由哪些阶段组成， 裂纹产生的机制有哪些形式。（ 6 分）5. 影响折射率的因素有哪些。 （7 分）四、分析题（共 20 分）1已知几种材料的性能如下表

6、所示，指出表头符号的含义。写出计算公式并计算出表中空白区的数值。 对比表中各种材料弹性的好坏 （由差到好排序）。（8分）材料E /MPa e /MPaa /MPae低碳钢2.1 1053100.228弹簧钢2.1 1059602.197铜1.1 10527.50.0034铝7.0 104402. 选择合适的常用的静载实验方法及设备测定材料性能。 （ 8 分）(1)20CrMnTi 渗碳表面质量检验； (2) 调质钢的塑性； (3) 车刀的塑性； (4) 铸铁基座的承载能力；3. 写出以下材料硬度测试所用的方法、标尺。 （4 分）(1) 调质后的 40Cr 主轴；(2) 灰口铸铁； (3) 淬火

7、钢中马氏体和残余奥氏体的鉴别与分布； (4) 高速钢钻头；五、计算（共15 分）1/21. 某大型钢板，材料的条件屈服强度为1200MPa,KIC =115Mpa.m , 探伤发现板内有20mm的横向穿透裂纹，若受到平均应力600Mpa的作用，通过计算判定板料是否安全。（要求计算过程和公式）（ 8 分）2 一透明三氧化二铝陶瓷的厚度为0.8mm,当可见光透过后，其强度降低了10%，试计算其吸收系数及散射系数的总和。已知三氧化二铝的反射系数为0.08.第三套一、填空1、构件中的裂纹体的扩展模式主要有三种类型，其中以最为危险。2、典型的疲劳断口具有三个特征区：、，疲劳过程分为、三个阶段。3、典型的

8、弹性不完整性主要有、和等形式。4、按照裂纹的扩展路径来看断裂主要分为和，其中一般是脆性断裂。5、根据摩擦面损伤和破坏的形式， 磨损主要有、和，其中两接触材料做滚动或滚滑摩擦时极易出现，是、轴承常见的磨损失效形式。6、材料的抗磁性来源于，材料的顺磁性主要来源于。7、本征半导体的电子 -空穴对是由产生的，其浓度与成指数关系。8、介质的击穿形式主要有、。二、名词解释韧脆转化温度应力状态软性系数疲劳强度内耗 赛贝克效应三、问答题1、何谓低温脆性？在哪些材料中发生低温脆性？采用什么衡量材料的低温脆性。2、疲劳和脆性断裂有何异同点？3、写出下列符号的含义：V15TT ，FATT50，10，p, 0, 0.

9、05(6 分)4、机械正常的磨损过程有何特征，应当如何控制各个阶段。5、简述影响折射率的因素。四、分析题1、 根据所学的硬度测试方法， 下列工件采用什么硬度试验方法为宜： 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，退火态下的软钢。2、检验下列材料的冲击韧性， 哪些开缺口，哪些不开缺口：陶瓷，铸铁，W18Cr4V ，20 钢。3、写出以下疲劳图的坐标符号及其单位（量纲） ，指出 A 、B、 C 三点的疲劳载荷类型及其对应的疲劳强度。第四套一、名词解释 （每题 4 分，共 12 分）滞弹性 低温脆性二、填空题 ( 每空缺口敏感度1 分，共 31 分)1、磨损过程分为、三个阶段，

10、减少阶段的磨损率，避免出现。2、金属材料按照断裂前的宏观塑性变形程度，分为断裂和断裂，按照裂纹扩展路径分为断裂和断裂，按照微观断裂机理分为断裂和断裂，扭转试验后断口与试样轴线垂直，应为断口。3、缺口的存在会诱发材料出现三个效应：、和，不能把效应看做强化材料的手段。4、金属材料的冲击断口具有三个典型的区域：、。5、典型的疲劳断口存在三个特征区：、。宏观特征为贝纹线的是区。6、超导材料的三个重要性能指标是、。7、金属的热电现象的三个基本热电效应是、。8、金属要具有铁磁性，必须具备的两个条件是、。三、问答题（共 29 分）1、说明下列符号的意义： 0.2 ，V15TT， 50%FATT，NDT， F

11、TE，FTP。（6 分）2、单晶体纯金属的弹性模量与多晶体纯金属相比具有什么特点，纯铁和纯铝什么方向的弹性模量最大。 （4 分）3、写出 K 判据、 G判据、 J 判据和裂纹尖端张开位移判据。分析G和 J 的异同。4、某拉伸断口如图，标出图中各个区域的组成，并由断口确定断裂的类型（4分）。5、简述影响铁磁性参数的因素（9 分）四、分析题（共 20 分）1、分析拉伸曲线图中1、2 两种材料的变形规律，并指出属于何种材料（脆性材料、低塑性材料、高塑性材料）及其原因。（6 分）2、检验以下材料的冲击韧性，哪些材料要开缺口?哪些材料不要开缺口 ?（ 6 分）W18Cr14V；Crl2MoV；硬质合金；

12、 40CrNiMo；20CrMnTi；铸铁。3、下图为哪种类型的疲劳图，图中A、B、C 分别为何种载荷，对应的疲劳强度符号如何表示。（8 分）五、计算题（共 8 分）一透明氧化铝板厚度为 1mm，用于测定光的吸收系数。如果光通过板厚之后，其强度降低了 20%，计算吸收及散射系数的总和。第五套一、名词解释 （每题 3 分，共 12 分）断裂功比强度 缺口效应解理断裂二、填空题 ( 每空 1 分，共 30 分)1. 机件运行时的磨损过程分为三个阶段：、。磨损类型按照磨损机制分为、等。软齿面齿轮运转中容易出现磨损，硬齿面齿轮容易出现。2. 低碳钢拉伸的过程中，其屈服平台上往往存在通常把屈服点作为屈服

13、强度， 因为其屈服点和屈服点，。铸铁在拉伸过程中测得的屈服强度用表示。3. 随着温度的增加， 金属的弹性模量模量，陶瓷的弹性模量；通常加载速率增加， 金属的弹性，高分子材料的弹性模量随着负载时间的增加而。4.NDT是，FTP是，FTE是，写出其相互关系。5. 金属材料典型非理想弹性有、6. 超导材料的三个重要性能指标是、7. 极化的基本形式有、三、问答题（共 28 分）1.20 钢扭转和拉伸，哪种没有颈缩，为什么。（4分）、等。2. 比较 KIC 和 KI 区别。（4 分）3. 比较 20 钢、铸铁的缺口强度和光滑试样强度的大小，哪种材料对缺口敏感。冲击试验中哪种需要开破口，为什么（ 6 分）

14、4. 二氧化钛广泛地应用于不透明搪瓷秞， 其中的光散射颗粒是什么？颗粒的什么特性使这些秞获得高度不透明的品质？（ 6 分）5. 图为哪种类型的疲劳图，横纵坐标分别表示什么；图中A、B、C分别为何种载荷，对应的疲劳强度如何表示。 （8 分）四、分析题（共 22 分）1. 由某材料手册知两种钢材的力学主要力学性能如下表所示。 写出下表中力学性能符号对应的含义， 并根据表中所给数据， 对比这两种材料的主要力学性能的差异。若二者做承重钢架，用哪一种更节省材料，为什么。 （ 10 分）材料b s 5 /%AkHBS/%/J20450275235071170455703351945472172. 写出以下

15、材料硬度测试所用的方法、标尺。 （12 分）调质后的 40Cr 主轴；灰口铸铁；淬火钢中马氏体和残余奥氏体的鉴别与分布； 38CrMoAl渗氮层的硬度分布；高速钢钻头；铝合金铸锭；五、计算题（共 8 分）某高碳薄钢板内有 3mm长的裂纹，已知 a0=310-10 m，求构件安全使用的上限应力。（ m=2105Mpa）（ 8 分）第六套一、填空（每个1 分，共 30 分）1、机件正常运行时的磨损过程分为三个阶段：、。典型的磨损类型主要有、。2、典型的疲劳断口具有、三个特征区组成，低碳钢静拉伸断裂的宏观断口呈，由、三个区域组成。3、低碳钢拉伸过程主要由、三个阶段组成。4、面心立方金属的韧脆转变温度

16、比体心立方金属，面心立方金属的塑性比体心立方金属。5、典型的弹性不完整性主要有、和等形式。6、介质损耗的形式有、。7、光泽主要由和决定。二、名词解释（每个4 分，共 20 分）低温脆性应力集中系数高周疲劳弹性比功光轴三、问答题（共32 分）1、什么是 NDT 、 FTP、FTE，它们的关系如何。（4 分）2、讨论 GIc 和 K Ic 的关系及特点、 K I 和 K IC 的区别以及 Gc 和 GIc 的区别。（ 8 分）3、写出下列符号的意义：0.2， 1， FATT50，10，p。（10 分）4、宏观脆性断口的主要特征是什么？如何寻找裂纹源。（4 分）5、简述影响材料铁磁性参数的因素。 （ 6 分）四、分析题（共18 分）1、检验下列材料的冲击韧性， 哪些开缺口，哪些不开缺口：陶瓷，铸铁，W18Cr4V ，20 钢。（8 分）2、写出以下疲劳图的横、纵坐标符号及其单位（量纲），指出 A、B、C 三点分别对应何种应力状态及该应力状态下疲劳强度。E 点的数值是什么。（ 10 分）