《材料性能学》答案及评分标准

《《材料性能学》答案及评分标准》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、河北科技大学200—200学年第学期《材料性能学》答案及评分标准一、（每空0.5分）1.纤维区、放射区、剪切唇2.(σ0),α=τmax/σmax=0.503.缺口、低温（或降低温度）、增大变形速率4.滑移、增值5.断裂K判据，应力场强度因子，外加引力、试样尺寸和裂纹类型；断裂韧性，成分组织结构6.塑性变形，应变硬化，应变硬化、塑性变形7.σ/σs，等效裂纹8.麻点剥落（点蚀）、浅层剥落和深层剥落二、1.低温脆性：体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，特别是工程常用的中低强度结构钢，在温度低于某一温度tk时，会由韧

2、性状态变为脆性状态，冲击功明显下降，断裂机理由微孔聚合型变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状的现象。（6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。（6分）2.（1）可提高机件表面的强度和硬度，即提高表

3、面塑变抗力；（5分）A卷共（4）页，第（1）页（2）可在表层产生残余压应力，从而降低表面的有效拉应力。（5分）这两方面的作用均可抑制材料表面疲劳裂纹的萌生和扩展，因此可提高材料的疲劳强度。三、韧脆转变温度：体心立方晶体金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，特别是工程常用的中低强度结构钢，在温度低于某一温度tk时，产生低温脆性，其转变温度tk即为韧脆转变温度。（4分）自发磁化：材料在无外加磁场的情况下，原子未被抵消的自旋磁矩趋向于同向排列发生磁化的现象。（4分）蓝脆：碳钢或某些合金钢在冲击载荷或静载作用下，在一定温度范围内出现脆

4、性，静载为230-370℃，冲击载荷时为525-550℃，因该温度范围加热钢表面氧化为蓝色故称蓝脆。（4分）约比温度：试验温度与材料熔点的比值，即T/Tm,一般，当T/Tm>0.5时为高温。白点：当钢中含有过量的氢时，随温度降低氢在钢中的溶解度减小，如过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处形成氢分子，氢的体积会发生急剧膨胀，内压力很大足以使金属局部撕裂，形成微裂纹。这种裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色银白，故称白点。示差热分析法：在控制温度下，将被测试样和参比样在相同的条件下加热或冷却，测量试样与参比样之间的温差随温度或时间的

5、变化关系的方法。四、成批生产的淬火回火高速钢刀具HRC(1分)硬质合金刀头：HRA(1分)退火后的热锻模毛坯:HBS(1分)氮化层硬度:HV(1分)手表黄铜齿轮:HV(1分)过共晶白口铁中Fe3CI的硬度HV0.1(1分)A卷共（4）页，第（2）页五、如图，σp:比例极限，单位MPa，表示材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，σe弹性极限，单位MPa。表示材料有弹性变形过渡到弹塑性变形时的应力.σs屈服强度，单位MPa,表材料抵抗起始塑性变形的能力.σb抗拉强度，单位MPa，表材料对最大均匀塑性变形的抗力σc断裂强度，单位MP

6、a，仅表脆性材料抵抗断裂的能力。六、测45钢的σb单向静拉伸实验（1分）测40Cr钢的切断强度：扭转实验（1分）测不同牌号铸铁的塑性差异：压缩或弯曲实验（1分）测渗碳层的硬度分布维氏硬度HV（1分）测Cr12钢的ɑk冲击实验（1分）测不同牌号铸造铝合金的断裂强度及塑性差异:压缩实验（1分）七、σe弹性极限，表示材料有弹性变形过渡到弹塑性变形时的应力，单位MPa。（1分）σs屈服强度，表材料抵抗起始塑性变形的能力，单位MPa。（1分）σ-1对称弯曲疲劳强度，表示材料在对称弯曲循环载荷下，经无限次应力循环不发生断裂的最大应力。单位M

7、Pa（1分）A卷共（4）页，第（3）页Tσε持久强度，表材料在一定的温度和规定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力。单位MPa（1分）σbc抗压强度，表示压缩实验是，材料抵抗断裂的能力，单位MPa（1分）aKVV型缺口试样的冲击韧性，试样缺口处单位截面上的冲击吸收功，为与强度和塑2性有关的综合力学指标，单位J/cm（1分）八、热膨胀来源于原子的非简谐振动。由于原子之间存在着引力和库伦斥力，质点在平衡位置两侧的受力曲线是非对称性，rr0时，斜率较小，引力随位移增加缓慢。因此在受力情况

8、下，原子振动的平衡位置不在r0处而要向右移动使得相邻原子间平均距离增加，体积膨胀。（8分）从原子作用势能曲线的非对称性上也可得到解释，随温度升高导致原子的平衡位置右移，原子间距增大，产生体积膨胀。（4分）A卷共（4）页，第（4）页