材料性能学期末考试历年真题及答案

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、、三个区域组成，该宏观断口通常被称为状断口。

5、按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类，则N>105,称为周疲劳，又称为疲劳；N 为102～105，称为周疲劳，又称为疲劳。

我们通常所称的疲劳指疲劳。

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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

若只有Ⅰ而没有Ⅱ、Ⅲ，则对缺口，若只有Ⅰ、Ⅱ，表明对缺口哪；Ⅲ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）2.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.某大型钢板，材料的条件屈服强度为1200MPa,K=115Mpa.m1/2,探伤发现板内有IC20mm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，δ10，σp, σ0,σ0.05(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）滞弹性低温脆性缺口敏感度二、填空题(每空1分，共31分)1、磨损过程分为、、三个阶段，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），V15TT，50%FATT，NDT，FTE，FTP。

（6分）1、说明下列符号的意义：σ0.22、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；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屈服点和屈服点，通常把屈服点作为屈服强度，因为其。

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；通常加载速率增加，金属的弹性模量，陶瓷的弹性模量，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、、等。

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）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）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σb σs δ5/% φ/% Ak/JHBS20 450 275 23 50 71 17045 570 335 19 45 47 217………2.写出以下材料硬度测试所用的方法、标尺。

（12分）①调质后的40Cr主轴；②灰口铸铁；③淬火钢中马氏体和残余奥氏体的鉴别与分布；④38CrMoAl渗氮层的硬度分布；⑤高速钢钻头；⑥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a=3×10-10m，求构件安全使用的上限应力。

（σm=2×105Mpa）（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。