材料性能學(xué)復(fù)習(xí)題

1、緒論緒論1、簡(jiǎn)答題什么是材料的性能？包括哪些方面？解：材料的性能是指材料在給定外界條件下所表現(xiàn)出的可定量測(cè)量的行為表現(xiàn)。包括力○1學(xué)性能（拉、壓、、扭、彎、硬、磨、韌、疲）物理性能（熱、光、電、磁）化學(xué)性能○2○3（老化、腐蝕）。第一章第一章單向靜載下力學(xué)性能單向靜載下力學(xué)性能1、名詞解釋：解：彈性變形：材料受載后產(chǎn)生變形，卸載后這部分變形消逝，材料恢復(fù)到原來的狀態(tài)的性質(zhì)。塑性變形：微觀結(jié)構(gòu)的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移，并不引起材料破裂的現(xiàn)

2、象。彈性極限：彈性變形過度到彈塑性變形(屈服變形)時(shí)的應(yīng)力。彈性比功：彈性變形過程中吸收變形功的能力。包申格效應(yīng)：材料預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形，卸載后再同向加載，規(guī)定殘余應(yīng)力（彈性極限或屈服強(qiáng)度）增加；反向加載，規(guī)定殘余應(yīng)力降低的現(xiàn)象。彈性模量：工程上被稱為材料的剛度，表征材料對(duì)彈性變形的抗力。實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應(yīng)力。滯彈性：快速加載或卸載后，材料隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變的性能。內(nèi)耗：加載時(shí)材料吸收的變形功大于卸載

3、是材料釋放的變形功，即有部分變形功倍材料吸收，這部分被吸收的功稱為材料的內(nèi)耗。韌性：材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。超塑性：在一定條件下，呈現(xiàn)非常大的伸長(zhǎng)率（約1000%）而不發(fā)生縮頸和斷裂的現(xiàn)象。韌窩：微孔聚集形斷裂后的微觀斷口。2、簡(jiǎn)答1)材料的彈性模量有那些影響因素？為什么說它是結(jié)構(gòu)不敏感指標(biāo)？解：鍵合方式和原子結(jié)構(gòu)，共價(jià)鍵、金屬鍵、離子鍵E高，分子鍵E低原子半徑大，○1E小，反之亦然。晶體結(jié)構(gòu)，單晶材料在彈性模量在不同取

4、向上呈各向異性，沿密○2排面E大，多晶材料為各晶粒的統(tǒng)計(jì)平均值；非晶材料各向E同性。化學(xué)成分，○3微觀組織溫度，溫度升高，E下降加載條件、負(fù)載時(shí)間。對(duì)金屬、陶瓷類材料○4○5○6的E沒有影響。高聚物的E隨負(fù)載時(shí)間延長(zhǎng)而降低，發(fā)生松弛。2)金屬材料應(yīng)變硬化的概念和實(shí)際意義。解：材料進(jìn)入塑性變形階段后，隨著變形量增大，形變應(yīng)力不斷提高的現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化。意義加工方面，是金屬進(jìn)行均勻的塑性變形，保證冷變形工藝的順利實(shí)施。○1應(yīng)用方面，是金屬機(jī)

5、件具有一定的抗偶然過載能力，保證機(jī)件使用安全。對(duì)不能○2○3解：應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)：不同加載條件下材料中最大切應(yīng)力與正應(yīng)力的比值。剪切彈性模量：材料在扭轉(zhuǎn)過程中，扭矩與切應(yīng)變的比值。缺口敏感度：常用試樣的抗拉強(qiáng)度與缺口試樣的抗拉強(qiáng)度的比值。NSR硬度：表征材料軟硬程度的一種性能。一般認(rèn)為一定體積內(nèi)材料表面抵抗變形或破裂的能力。2、簡(jiǎn)答1)簡(jiǎn)述硬度測(cè)試的類型、原理和優(yōu)缺點(diǎn)？[至少回答三種]解：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度。布氏硬度

6、：原理是用一定大小的載荷，把直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸載載荷，測(cè)量試樣表面的殘留壓痕直徑d，求壓痕的表面積。將單位壓痕面積承受的平均壓力規(guī)定為布氏硬度。優(yōu)點(diǎn)是壓痕面積大反映較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均性能，適合灰鑄鐵、軸承合金測(cè)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高。缺點(diǎn)是不宜在成品上直接檢驗(yàn)，硬度不同要更換壓頭直徑D和載荷F，壓痕直徑測(cè)量較麻煩。洛氏硬度：原理是通過測(cè)量壓痕深度值來表示硬度。優(yōu)點(diǎn)是采用不同的標(biāo)尺，可以

7、測(cè)量各種軟硬不同和厚薄不一樣的材料的硬度，壓痕小，可對(duì)工件直接進(jìn)行檢驗(yàn)，操作簡(jiǎn)便迅速。缺點(diǎn)是壓痕小，代表性差，重復(fù)性差、分散度大，不同標(biāo)尺的硬度值不能直接進(jìn)行比較，不能互換。不宜在極薄的工件上直接進(jìn)行檢驗(yàn)。肖氏硬度：原理是將具有一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣表面，用重錘的回落高度來表征材料的硬度。優(yōu)點(diǎn)是使用方便，便于攜帶，可測(cè)現(xiàn)場(chǎng)大型工件的硬度。缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)結(jié)果受人為因素影響較大，測(cè)量精度低。2)簡(jiǎn)述扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、彎曲

8、實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)？滲碳淬火鋼、陶瓷玻璃試樣研究其力學(xué)性能常用的方法是什么？解：扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)較拉伸的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)高?！?可對(duì)表面強(qiáng)化處理工藝進(jìn)行研究和對(duì)機(jī)件的熱處理表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。扭轉(zhuǎn)○2實(shí)驗(yàn)時(shí)試樣截面的應(yīng)力分布為表面最大。圓柱試樣在扭轉(zhuǎn)時(shí)，不產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，○3塑性變形始終均勻?？捎脕砭_評(píng)定拉伸時(shí)出現(xiàn)縮頸的高塑性材料的形變能力和變形抗力。扭轉(zhuǎn)時(shí)正應(yīng)力與切應(yīng)力大致相等，可測(cè)定材料的切斷強(qiáng)度?！?彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)

9、是：彎曲加載時(shí)受拉的一側(cè)的應(yīng)力狀態(tài)基本與靜拉伸相同，且不○1存在試樣拉伸時(shí)試樣偏斜造成對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響?？梢杂脕碛捎谔捕缓眉庸だ煸嚇拥拇嘈圆牧系臄嗔褟?qiáng)度。彎曲試驗(yàn)時(shí)，截面上應(yīng)力分布表面最大?？伞?以比較和評(píng)定材料表面處理的質(zhì)量。塑性材料的F—曲線最后部分可任意○3maxf伸長(zhǎng)。滲碳淬火鋼、陶瓷玻璃試樣研究其力學(xué)性能常用的方法是扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。3)有下述材料需要測(cè)量硬度，試說明選用何種硬度實(shí)驗(yàn)方法？為什么？a.滲碳層的硬度分布，b.淬火鋼