材料性能學課后習題與解答(留存版)

　　

【正文】 簡答 1) 簡述硬度測試的類型、原理和優缺點？[至少回答三種]解：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度。可用來精確評定拉伸時出現縮頸的高塑性材料的形變能力和變形抗力。韌脆轉變溫度：材料在某一溫度t下由韌變脆，沖擊功明顯下降。簡答 a. 格里菲斯公式計算的斷裂強度和理論斷裂強度差異？奧羅萬修正計算適用范圍？解：理論強度 格里菲斯斷裂強度 奧羅萬修正計算適用平面應力狀態和平面應變狀態。疲勞條帶：略呈彎曲并相互平行的溝槽狀花樣，與裂紋擴展方向垂直，疲勞斷裂時留下的微觀痕跡。疲勞源是疲勞裂紋萌生的策源地，多在機件表面常和缺口、裂紋等缺陷及內部冶金缺陷有關，比較光亮，表面硬度有所提高，可以是一個也可以是多個。高分子材料硬度雖然較低，但具有較大柔順性，在不少場合下顯示較高的抗劃傷能力。鈍化：電化學腐蝕的陽極過程在某些情況下受到強烈阻滯，使腐蝕速率急劇下降的現象。 解：金屬電化學保護法介質處理緩蝕劑保護法表面覆蓋法合理選材第九章 電性能名詞解釋：電介質、極化強度、鐵電體、壓電效應、熱釋電效應、熱電效應解：電介質：電場下能極化的材料。熱釋電體和鐵電體都能在一定的溫度范圍內自發極化。利用換向開關使得外磁場方向突然變化。差熱分析：在程序溫度控制下，測量試樣和參照物的溫度差隨溫度或時間的變化關系。問題：. 某壓力容器受到升壓降壓交變應力△σ＝120MPa作用，計算得知該容器允許的臨界裂紋長度2ac＝125mm，檢查發現該容器有一長度2a＝42mm的周向穿透裂紋，假設疲勞裂紋擴展符合Paris公式，假設疲勞擴展系數C＝210－10，n＝3，試計算該容器的疲勞壽命和循環10萬次后的疲勞裂紋長度是多少？ 一般來說金屬的電導率要高于陶瓷和聚合物，請舉例說明這個規律并不絕對正確。退火的作用與加工硬化正好相反，所以要繞起來后再退火。簡答：a. 物質的磁性可分為幾類？各自的特點和區別？解：按磁化率分為三類：抗磁性材料順磁性材料鐵磁性材料 抗磁體磁化率為量級負數，附加磁矩與 方向相反，減弱磁場。f. 金屬的熱電現象包括 貝塞克效應 、 帕帖效應 和 湯姆遜效應 三個基本熱電效應。d. 簡述材料氧化腐蝕的測量方法和儀器。σnb. 試從提高材料疲勞強度、接觸疲勞、耐磨性觀點出發，分析化學熱處理時應注意的事項。循環應力作用下溫度升高，產生熱疲勞失效。m1/2，用這種材料制造飛機起落架，最大設計應力為屈服強度的70％，試計算其應力強度因子，判斷材料的使用安全性。計算： 某低碳鋼的擺錘系列沖擊實驗列于下表，溫度(℃)沖擊功(J)溫度(℃)沖擊功(J)60751040407502035702052560501試計算：a. 繪制沖擊功－溫度關系曲線； b. 試確定韌脆轉變溫度；解：有—t圖知，℃ FTP=40℃c. 要為汽車減震器選擇一種鋼，它在－10℃時所需的最小沖擊功為10J，問此種鋼適合此項應用么？解： c:此種鋼不適合。k使用莫氏硬度。2) 簡述扭轉實驗、彎曲實驗的特點？滲碳淬火鋼、陶瓷玻璃試樣研究其力學性能常用的方法是什么？解：扭轉實驗的特點是扭轉實驗的應力狀態軟性系數較拉伸的應力狀態軟性系數高。剪切彈性模量：材料在扭轉過程中，扭矩與切應變的比值。(2) 金屬材料應變硬化的概念和實際意義。塑性變形：微觀結構的相鄰部分產生永久性位移，并不引起材料破裂的現象。超塑性：在一定條件下，呈現非常大的伸長率（約1000%）而不發生縮頸和斷裂的現象。按微觀斷裂機理分為解理斷裂和剪切斷裂。 洛氏硬度：原理是通過測量壓痕深度值來表示硬度。可以比較和評定材料表面處理的質量。2) 影響材料低溫脆性的因素有哪些？解：晶體結構，體心立方存在低溫脆性，面心立方及其合金一般不存在低溫脆性。內因。疲勞斷口一般由疲勞源、疲勞區、瞬斷區組成。b. 某壓力容器受到升壓降壓交變應力△σ＝120MPa作用，計算得知該容器允許的臨界裂紋長度2ac＝125mm，檢查發現該容器有一長度2a＝42mm的周向穿透裂紋，假設疲勞裂紋擴展符合Paris公式，假設疲勞擴展系數C＝210－10，n＝3，試計算該容器的疲勞壽命和循環10萬次后的疲勞裂紋長度是多少？解：設裂紋為無線大板穿透裂紋，則由Paris公式得解得N=3016當N=10萬次時2a=第六章 磨損性能名詞解釋： 磨損 接觸疲勞 解：磨損：物體表面相互摩擦時，材料自表面逐漸減少時的過程。應力松弛：在規定溫度和初始應力條件下，金屬材料中的應力隨時間增加而減少的現象。必須有拉應力存在才能一起應力腐蝕，壓應力一般不發生應力腐蝕。（貝塞克效應、帕爾帖效應、湯姆遜效應）。矯頑力：去掉剩磁的臨界外磁場。 硬磁材料矯頑力大，磁滯回線寬，磁滯損耗大。c. 試分析材料的導熱機理，金屬、陶瓷、透明材料的導熱有何差別？解：氣體材料導熱通過分子碰撞來實現，固體材料依賴自由電子的運動和晶格振動波實現。陶瓷材料則主要通過聲子導熱。鐵磁體的形成條件