材料性能學課后習題與解答(更新版)

　　

【正文】 計算]解：由格里菲斯公式得 由奧羅萬修正公式得 b. 已知αFe的(100)晶面是解理面，其表面能是2 J/m2，楊氏模量E＝200 GPa，晶格常數a0＝，試計算其理論斷裂強度？解：c. 馬氏體時效鋼的屈服強度是2100MPa，斷裂韌度66MPac. 斷裂韌性的影響因素有哪些？如何提高材料的斷裂韌性？解：外因，材料的厚度不同，厚度增大斷裂韌性增大，當厚度增大到一定程度后斷裂韌性穩定。試樣形狀和尺寸，缺口曲率半徑越小，韌脆轉變溫度越高。簡答 1) 缺口沖擊韌性實驗能評定哪些材料的低溫脆性？哪些材料不能用此方法檢驗和評定？[提示：低中強度的體心立方金屬、Zn等對溫度敏感的材料，高強度鋼、鋁合金以及面心立方金屬、陶瓷材料等不能]解：缺口沖擊韌性實驗能評定中、低強度機構鋼的低溫脆性。j使用肖氏硬度。可以用來由于太硬而不好加工拉伸試樣的脆性材料的斷裂強度。缺點是實驗結果受人為因素影響較大，測量精度低。優點是壓痕面積大反映較大區域內各組成相的平均性能，適合灰鑄鐵、軸承合金測量，實驗數據穩定，重復性高。 =E 2) 一個拉伸試樣，標距50mm，直徑13mm，實驗后將試樣對接起來后測量標距81mm，伸長率多少？, 斷面收縮率是多少？解：已知： ∴斷后伸長率∴斷面收縮率第二章 其它靜載下力學性能名詞解釋：應力狀態軟性系數 剪切彈性模量 抗彎強度 缺口敏感度 硬度解：應力狀態軟性系數：不同加載條件下材料中最大切應力與正應力的比值。(4) 拉伸斷裂包括幾種類型？什么是拉伸斷口三要素？如何具體分析實際構件的斷裂[提示：參考課件的具體分析實例簡單作答]？解：按宏觀塑性變形分為脆性斷裂和韌性斷裂。高聚物的E隨負載時間延長而降低，發生松弛。內耗：加載時材料吸收的變形功大于卸載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耗。第一章 單向靜載下力學性能名詞解釋：彈性變形 塑性變形 彈性極限 彈性比功 包申格效應 彈性模量 滯彈性 內耗 韌性 超塑性 韌窩 解：彈性變形：材料受載后產生變形，卸載后這部分變形消逝，材料恢復到原來的狀態的性質。彈性比功：彈性變形過程中吸收變形功的能力。韌窩：微孔聚集形斷裂后的微觀斷口。意義加工方面，是金屬進行均勻的塑性變形，保證冷變形工藝的順利實施。按作用力分為正斷和切斷。NSR硬度：表征材料軟硬程度的一種性能。優點是采用不同的標尺，可以測量各種軟硬不同和厚薄不一樣的材料的硬度，壓痕小，可對工件直接進行檢驗，操作簡便迅速。 扭轉實驗時試樣截面的應力分布為表面最大。塑性材料的F—曲線最后部分可任意伸長。沖擊吸收功：沖擊彎曲試驗中，試樣變形和斷裂所吸收的功。化學成分，間隙溶質原子含量增加，韌脆轉變溫度提高。斷裂韌度：當應力場強度因子增大到一臨界值，帶裂紋的材料發生斷裂，該臨界值稱為斷裂韌性。金屬材料，能細化晶粒的元素提高斷裂韌性；形成金屬化合物和析出第二相降低斷裂韌性。 若存在的是穿透裂紋，則應用無限大板穿透裂紋模型計算]解： 第五章 疲勞性能名詞解釋：循環應力 貝紋線 疲勞條帶 疲勞強度 過載持久值 熱疲勞 解：循環應力：周期性變化的應力。有貝文線（宏觀）和疲勞條帶（微觀）。疲勞性能和纖維取向有關。接觸疲勞：兩材料作滾動或滾動加滑動摩擦時，交變接觸壓應力長期作用使得材料表面疲勞磨損，局部區域出現小片或者小塊材料剝落而產生的疲勞。采取適當的去應力退火工藝使材料在一定范圍內保持殘余應力，提高疲勞強度和耐磨性。簡答a. 列出至少四個提高金屬蠕變性能的措施解：加入合金元素，形成固溶強化采用正火加高溫回火工藝進行熱處理。縫隙腐蝕：金屬部件在腐蝕介質中，結合部位的縫隙內腐蝕加劇的現象。介質。容量法采用量氣管及及其他裝置。壓電效應：沒有電場作用，有機械應力作用而使電介質晶體產生極化并形成晶體表面電荷的現象。 解：電解質包括壓電體、熱釋電體、鐵電體。飽和磁化強度：磁化強度的飽和值。 鐵磁體在較弱的磁場下就能產生很大的磁化強度，磁化率為很大的正數，且與外磁場非線性變化。d. 什么是自發磁化？鐵磁體形成的條件是什么？有人說“鐵磁性金屬沒有抗磁性”，對么？為什么？解：自發磁化是指在沒有外磁場的情況下，材料的子璇磁矩自發同向排列的現象。(，)解：b. 在外場H＝5105A/m下，某材料磁感應強度B＝, 試計算該材料的磁化率和磁導率？屬于哪一類磁性？若外場為200A/m下某材料的磁化強度M＝106A/m, 試計算此材料的磁導率、磁化率和磁感應強度？它又屬于哪一類磁性？解：由及得若外場為200A/m 時 則 第十一章 熱性能名詞解釋：熱容 熱膨脹 差熱分析 熱導率 導溫系數解：熱容：在沒有相變或化學反應的條件下，材料溫度升高1K時所吸收的熱量稱為該材料的熱容。金屬材料導熱主要依賴于電子導熱。(，)什么是材料的性能？包括哪些方面？ 20