PDF《《 材料性能学 》试卷答案及评分标准》

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1 )页 河北科技大学

200 ―200 学年第 学期 《 材料性能学 》试卷答案及评分标准

一、 名词解释(20 分,每个

4 分) 包申格效应: 金属材料经预先加载产生微量塑性变形,然后若同向加载,弹性极限升高,反向加载, 弹性极限降低的现象.

解理断裂: 在正应力作用下,由于原子结合键的破坏引起的材料沿晶体特定的晶面以极快的速度 发生的脆性穿晶断裂. 蓝脆: 钢和某些合金钢在一定温度范围内承受冲击载荷或静载荷作用下, (静载:温度范围 230-370℃,冲击载荷:525-550℃) ,强度升高,韧性显著降低表现出脆性的现象. 应力腐蚀断裂: 金属材料在拉应力和特定的环境介质的共同作用下所引起的低应力脆断. 蠕变: 材料在长时间的恒温(高温) 、恒应力(或恒载荷)作用下缓慢发生塑性变形的现象.

二、填空(25 分,每空

1 分) 1.拉伸断口特征的三要素是 纤维区 , 放射区 , 剪切唇 . 2.缺口试样产生的三个效应是 应力应变集中 , 改变了缺口前方的应力状态 , 缺口强化 . 3.材料弹性变形的本质是 构成材料的原子(离子)或分子自平衡位置产生的可逆性 位移的反映 . 4.解理断裂的基本微观特征是 解理台阶 , 河流花样 , 舌状花样 ;

微孔聚集型韧性断裂的微观特征是 韧窝 . A 卷共(

4 )页,第(

2 )页5.高周疲劳宏观断口一般分为三个区 疲劳源 , 疲劳裂纹扩展区 和 瞬断区 . 6.金属材料的磨损按其失效机理可分为 粘着磨损 , 磨粒磨损 , 腐蚀磨损 , 接触疲劳(或麻点疲劳) . 7.材料蠕变变形的机理主要有 位错滑移 , 晶界滑动 , 空位扩散 . 8.材料的抗磁性来源于 电子轨道运动在外磁场作用下所产生的抗磁拒 ,顺磁性 来源于 原子(或离子)的固有磁矩 . 9.超导体具有的两个基本特性为 完全导电性 和 完全抗磁性 . 三.根据下列材料及测试要求选择合适的试验方法,如需测硬度,选用何种硬度试验方法(写 出硬度符号)?(10 分) 测量淬火、回火的高速钢刀具的硬度: 洛氏硬度 HRC (1 分) 鉴别钢中残余奥氏体的硬度:显微硬度HV0.1(1 分) 测量氮化层硬度:维氏硬度 HV (1 分) 测量灰铸铁的硬度:布氏硬度 HBS (1 分) 测渗碳层的硬度分布:维氏硬度 HV (1 分) 测20Cr 渗碳淬火钢的塑性:扭转或弯曲实验 (1 分) 测40Cr 钢的抗拉强度:单向静拉伸实验 (1 分) 测不同牌号灰铸铁的塑性差异:压缩实验 (1 分) 测Cr12 钢的冲击韧性:冲击实验 (1 分) 测W18Cr4V 钢淬火回火试样的塑性:扭转或弯曲实验 (1 分)

四、 简答题(30 分,每小题

6 分)

1、 什么是低温脆性?其物理本质是什么? 体心立方或某些密排六方结构的金属及合金,当试验温度低于某一温度时,冲击功明显下 降,材料由韧性状态变为脆性状态,断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型,断口特征由 A 卷共(

4 )页,第(

3 )页 纤维状变为结晶状,这种现象为低温脆性. (3 分) 物理本质:材料低温脆性的产生与其屈服强度σs和断裂强度σc随温度的变化有关.体心 立方或密排六方结构的金属和合金的屈服强度σs变化十分敏感,温度降低,屈服强度σs急剧升高, 而断裂强度σc随温度的变化很小,两曲线相交于一点tk,温度高于tk,材料受载后先屈服 再断裂,为韧性断裂;

低于tk,断裂强度σc小于屈服强度σs,为脆性断裂.此外体心立 方金属的低温脆性还与迟屈服有关. (3 分)