材料性能學課后習題與解答(專業(yè)版)

　　

【正文】 金屬材料導熱主要依賴于電子導熱。d. 什么是自發(fā)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(fā)磁化是指在沒有外磁場的情況下，材料的子璇磁矩自發(fā)同向排列的現(xiàn)象。飽和磁化強度：磁化強度的飽和值。壓電效應：沒有電場作用，有機械應力作用而使電介質(zhì)晶體產(chǎn)生極化并形成晶體表面電荷的現(xiàn)象。介質(zhì)。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。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(qū)域出現(xiàn)小片或者小塊材料剝落而產(chǎn)生的疲勞。有貝文線（宏觀）和疲勞條帶（微觀）。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。化學成分，間隙溶質(zhì)原子含量增加，韌脆轉變溫度提高。塑性材料的F—曲線最后部分可任意伸長。優(yōu)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。按作用力分為正斷和切斷。韌窩：微孔聚集形斷裂后的微觀斷口。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(nèi)耗 韌性 超塑性 韌窩 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，材料恢復到原來的狀態(tài)的性質(zhì)。高聚物的E隨負載時間延長而降低，發(fā)生松弛。 =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(tài)軟性系數(shù) 剪切彈性模量 抗彎強度 缺口敏感度 硬度解：應力狀態(tài)軟性系數(shù)：不同加載條件下材料中最大切應力與正應力的比值。缺點是實驗結果受人為因素影響較大，測量精度低。j使用肖氏硬度。試樣形狀和尺寸，缺口曲率半徑越小，韌脆轉變溫度越高。計算：a. 有一材料，模量E＝200GPa, 單位面積的表面能γS＝8 J/m2, 試計算在70MPa的拉應力作用下，該裂紋的臨界裂紋長度？若該材料裂紋尖端的變形塑性功γP＝400 J/m2，該裂紋的臨界裂紋長度又為多少？[利用格里菲斯公式和奧羅萬修正公式計算]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(shù)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66MPa分子鏈間剪切滑移產(chǎn)生微孔洞，隨后產(chǎn)生宏觀裂紋。 提高磨粒磨損的抗力可以選用高硬度韌性好的材料或使用表面硬化的材料。K，試計算該鋼在500℃時應力150MPa下的蠕變速率； 解：由ε＝A應力腐蝕斷裂時僅在局部區(qū)域出現(xiàn)從表及里的裂紋。e. 測量電阻常用的方法有 雙電橋法 、電位差計法 、 安培—伏特計法 和 直流四探針法 。趨膚效應：交變磁化時產(chǎn)生感生電動勢，使得磁感應強度和磁場強度沿樣品界面嚴重不均勻，好像材料內(nèi)部的磁感應強度被排斥到表面的現(xiàn)象。f. 交變磁化下能量損耗包括哪些？解：渦流損耗磁滯損耗剩余磁損耗g. 電子行業(yè)用的坡莫合金線圈一般是繞起來以后再退火，為什么不在繞之前退火？[提示：加工對磁性的影響]解：加工硬化使得原子間距增大而密度減小，使材料的抗磁性減弱。兩者的比值接近于恒值。熱導率：一定溫度梯度下，單位時間內(nèi)通過單位垂直面積的熱量。試樣中的磁通量變化，引起測量線圈中有電流產(chǎn)生，檢流計偏轉，利用公式計算出磁感應強度B，不同磁場強度下測出B，繪出磁滯回線。b. 為什么金屬的電阻隨溫度升高而增大，半導體的電阻隨溫度升高減小？解：金屬屬于電子到電機制，溫度升高，電子運動自由程減小，散射幾率增大導致電阻增大。極化強度：電介質(zhì)材料在電場作用下的極化程度，單位體積內(nèi)的感生電偶極矩。簡答a. 為什么說材料的腐蝕是一個自發(fā)過程？解：因為腐蝕是物質(zhì)由高能態(tài)向低能態(tài)轉變的過程，所以腐蝕是一個自發(fā)的過程。對磨粒磨損具有良好的適應性、就范性和埋嵌性。疲勞裂紋擴展區(qū)斷口較光滑并分布有貝文線，有時還有裂紋擴展臺階，斷口光滑是疲勞源區(qū)的連續(xù)，程度隨裂紋向前擴展而逐漸減弱，貝文線是最典型的特征。疲勞強度：指定疲勞壽命下，材料能夠承受的上限循環(huán)應力。b. Kl和KlC的異同？解：是力學度量，它不僅隨外加應力和裂紋長度的變化而變化，也和裂紋的形狀類型，以及加載方式有關，但它和材料本身的固有性能無關。該溫度即韌脆轉變溫度。扭轉時正應力與切應力大致相等，可測定材料的切斷強度。 布氏硬度：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)定時間后卸載載荷，測量試樣表面的殘留壓痕直徑d，求壓痕的表面積。(3) 高分子材料的塑性變形機理。實質(zhì)是產(chǎn)生100%彈性變形所需的應力。彈性模量：工程上被稱為材料的剛度，表征材料對彈性變形的抗力。對不能進行熱處理強化的金屬材料進行強化的重要手段。