材料性能学考试试题.docx
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材料性能学考试试题
第一套
一、名词解释(每题4分,共12分)
低温脆性疲劳条带韧性
二、填空题(每空1分,共30分)
1、按照两接触面运动方式的不同,可以将摩擦分为和,
按照摩擦表面的接触状态分为摩擦、摩擦、摩擦、摩
擦、其中摩擦通常严禁出现。
2、材料的韧性温度储备通常用符号表示,取值在温度范围,
对于相同的材料而言,韧性温度储备越大,材料的工作温度就越(高、低),
材料就越(安全,不安全)。
对于承受冲击载荷作用的重要机件,韧
性温度储备取(上限,下限)。
3、材料的缺口越深、越尖锐,材料的缺口敏感性就越(大、小),材料的缺口敏感度就越(大、小),材料的对缺口就越(敏感、不敏
感)。
低碳钢的拉伸断口由、、三个区域组成,
该宏观断口通常被称为状断口。
5、按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类,则N>10,称为—周疲劳,又称为疲劳;N为102〜105,称为周疲劳,又称为疲劳。
我们通常所称
的疲劳指疲劳。
6温度升高使铁磁性的饱和磁化强度,使剩余磁感应强度,
使矫顽力。
7、根据材料被磁化后对磁场所产生的影响,可将材料分为、、3类。
三、问答题(共20分)
1、衡量弹性的高低用什么指标,为什么提高材料的弹性极限能够改善弹性。
2、某种断裂的微观断口上观察到河流装花样,能否认定该断裂一定属于脆性断
裂,为什么?
如何根据河流状花样寻找裂纹的源头。
(4分)
3、说明K和Kc的异同。
对比Kc和Kc的区别,说明K和Kc中的I的含义。
4、简述影响金属导电性的因素。
(6分)
四、分析题(共30分)
1、比较布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度测试原理及压痕特征。
并在以上方法中选择适合测量下列材料硬度的方法和标尺:
渗碳层的硬度分布,淬火钢,灰口铸铁,氮化层的硬度,高速钢刀具,退火的20钢。
(12分)
2、什么是金属材料的塑性?
对于下列材材料的塑性:
(1)40CrNiMo调质钢试样,
(2)20Cr渗碳淬火钢试样,(3)W18Cr4v钢淬火回火试样,(4)灰铸铁试样,分别选用哪种试险机(液压万能材料试验机、扭转试验机),采用何种试验方法测量。
3、奥氏体不锈钢从1000C急冷淬火是顺磁性的,但缓冷则表现出铁磁性,试解释之。
(8分)
五、证明题(共8分)
一入射光以较小的入射角内i和折射角r穿过一透明玻璃板。
证明透过后的光强系数为(1-R)2。
设玻璃对光的衰减不变。
第二套
一、名词解释(每题3分,共12分)
缺口强化50%FATT破损安全应力疲劳
二、填空题(每空1分,共28分)
1.材料的摩擦形式主要分为、。
环块摩擦磨损实
验测量条件下的磨损;M-2000型为磨损实验机,
可以测量、等多种摩擦形式下的磨损。
滑动轴承的磨
损形式以居多。
2•低碳钢拉伸曲线上反映出其变形由、、和几
个部分组成,断后断口呈现出断口特征,具有—、和三个
区域,属于断裂。
3.缺口静弯曲实验得到的曲线包围的面结分为三个部分,分别代表三种能量
j、n、卫。
若只有I而没
有则对缺口,若只有I、n,表明对缺口哪;
川越大,则对缺口越。
4•根据材料被磁化后对磁场产生的影响,可以把材料分为3类:
、、。
5.超导电性的3个重要性能指标为、、。
三、简答题(共25分)
1.简述韧性断裂的微观过程及韧性断口的微观形貌特征。
(4分)
2.格里菲斯理论的基本假设是什么,写出其方程的基本形式并说明适用条件。
3.某碳钢经不同的热处理后在相同条件下拉伸,拉伸曲线的弹性变形阶段有什么相同点,为什么。
(4分)
4.疲劳按照寿命如何分类。
疲劳过程由哪些阶段组成,裂纹产生的机制有哪些形式。
(6分)
5.影响折射率的因素有哪些。
(7分)
四、分析题(共20分)
1•已知几种材料的性能如下表所示,指出表头符号的含义。
写出计算公式并计算出表中空白区的数值。
对比表中各种材料弹性的好坏(由差到好排序)。
(8分)
材料
E
/MPa
(Te/MPa
ae/MPa
低碳钢
2.1
x105
310
0.228
弹簧钢
2.1
x105
960
2.197
铜
1.1
x105
27.5
0.0034
铝
7.0
x104
40
第三套
、填空
1、构件中的裂纹体的扩展模式主要有—三种类型,其中以最为危险。
2、典型的疲劳断口具有三个特征区:
、、,疲
劳过程分为、、三个阶段。
3、典型的弹性不完整性主要有、、和等形式。
4、按照裂纹的扩展路径来看断裂主要分为和,其中_
一般是脆性断裂。
5、根据摩擦面损伤和破坏的形式,磨损主要有、、—和,
其中两接触材料做滚动或滚滑摩擦时极易出现,是、
轴承常见的磨损失效形式。
6材料的抗磁性来源于,材料的顺磁性主要来
源于。
7、本征半导体的电子-空穴对是由产生的,其浓度与成指数关系。
8、介质的击穿形式主要有、、。
二、名词解释
韧脆转化温度应力状态软性系数疲劳强度内耗赛贝克效应
三、问答题
1、何谓低温脆性?
在哪些材料中发生低温脆性?
采用什么衡量材料的低温脆
性。
2、疲劳和脆性断裂有何异同点?
3、写出下列符号的含义:
V15TT,FATT50,肮,e,❻,©.05(6分)
4、机械正常的磨损过程有何特征,应当如何控制各个阶段。
5、简述影响折射率的因素。
四、分析题
1、根据所学的硬度测试方法,下列工件采用什么硬度试验方法为宜:
渗碳层的硬度分布,淬火钢,灰口铸铁,氮化层的硬度,高速钢刀具,退火态下的软钢。
2、检验下列材料的冲击韧性,哪些开缺口,哪些不开缺口:
陶瓷,铸铁,W18Cr4V,20钢。
3、写出以下疲劳图的坐标符号及其单位(量纲),指出A、B、C三点的疲劳载荷类型及其对应的疲劳强度。
第四套
一、名词解释(每题4分,共12分)
滞弹性低温脆性缺口敏感度
二、填空题(每空1分,共31分)
1、磨损过程分为、、三个阶段,减
少阶段的磨损率,避免出现。
2、金属材料按照断裂前的宏观塑性变形程度,分为断裂和断裂,
按照裂纹扩展路径分为断裂和断裂,按照微观断裂机理
分为断裂和断裂,扭转试验后断口与试样轴线垂直,
应为断口。
3、缺口的存在会诱发材料出现三个效应:
、和,不能
把效应看做强化材料的手段。
4、金属材料的冲击断口具有三个典型的区
^域:
、、。
5、典型的疲劳断口存在三个特征区:
、、。
宏观特征为贝纹线的是区。
6、超导材料的三个重要性能指标
、、0
金属要具有铁磁性,必须具备的两个条件
是三、问答题(共29分)
1、说明下列符号的意义:
c0.2,V15TT50%FATTNDTFTEFTR(6分)
2、单晶体纯金属的弹性模量与多晶体纯金属相比具有什么特点,纯铁和纯铝什么方向的弹性模量最大。
(4分)
3、写出K判据、G判据、J判据和裂纹尖端张开位移判据。
分析G和J的异同。
4、某拉伸断口如图,标出图中各个区域的组成,并由断口确定断裂的类型(4
分)。
5、简述影响铁磁性参数的因素(9分)
四、分析题(共20分)
1、分析拉伸曲线图中1、2两种材料的变形规律,并指出属于何种材料(脆性材料、低塑性材料、高塑性材料)及其原因。
(6分)
2、检验以下材料的冲击韧性,哪些材料要开缺口?
哪些材料不要开缺口?
(6分)
W18Cr14VCrl2MoV;硬质合金;40CrNiMo;20CrMnTi;铸铁。
3、下图为哪种类型的疲劳图,图中A、B、C分别为何种载荷,对应的疲劳强度符号如何表示。
(8分)
五、计算题(共8分)
一透明氧化铝板厚度为1mm用于测定光的吸收系数。
如果光通过板厚之后,其强度降低了20%计算吸收及散射系数的总和。
第五套
一、名词解释(每题3分,共12分)
断裂功比强度缺口效应解理断裂
二、填空题(每空1分,共30分)
1.机件运行时的磨损过程分为三个阶段:
、、0
磨损类型按照磨损机制分为、、等。
软
齿面齿轮运转中容易出现磨损,硬齿面齿轮容易出
现0
2•低碳钢拉伸的过程中,其屈服平台上往往存在屈服点和屈服点,
通常把_屈服点作为屈服强度,因为其0铸铁在拉伸
过程中测得的屈服强度用表示。
3.随着温度的增加,金属的弹性模量;通常加载速率增加,金属的弹性
模量,陶瓷的弹性模量,高分子材料的弹性模量随着负载时间
的增加而0
4.NDT是,FTP是,FTE是,
写出其相互关系0
5.金属材料典型非理想弹性有、、等。
6.超导材料的三个重要性能指标是、、0
7.极化的基本形式有、、0
三、问答题(共28分)
1.20钢扭转和拉伸,哪种没有颈缩,为什么。
(4分)
2.比较Kc和K区别。
(4分)
3.比较20钢、铸铁的缺口强度和光滑试样强度的大小,哪种材料对缺口敏感。
冲击试验中哪种需要开破口,为什么(6分)
4.二氧化钛广泛地应用于不透明搪瓷釉,其中的光散射颗粒是什么?
颗粒的什么
特性使这些釉获得高度不透明的品质?
(6分)
5.
图为哪种类型的疲劳图,横纵坐标分别表示什么;图中A、B、C分别为何种载
四、分析题(共22分)
1.由某材料手册知两种钢材的力学主要力学性能如下表所示。
写出下表中力学性
能符号对应的含义,并根据表中所给数据,对比这两种材料的主要力学性能的差异。
若二者做承重钢架,用哪一种更节省材料,为什么。
(10分)
材料
cb
cS
S5/%
©
/%
Ak
/J
HBS
20
450
275
23
50
71
170
45
570
335
19
45
47
217
2.写出以下材料硬度测试所用的方法、标尺。
(12分)
①调质后的40Cr主轴;②灰口铸铁;③淬火钢中马氏体和残余奥氏体的鉴别与分布;④38CrMoAI渗氮层的硬度分布;⑤高速钢钻头;⑥铝合金铸锭;
五、计算题(共8分)
某高碳薄钢板内有3mm长的裂纹,已知a°=3x10-10m求构件安全使用的上限应力。
(cm=2X105Mpa(8分)
第六套
一、填空(每个1分,共30分)
1、机件正常运行时的磨损过程分为三个阶段:
、、
典型的磨损类型主要有、、、
2、典型的疲劳断口具有、、
个特征区组成,低碳钢静拉伸断裂的宏观断口呈
由、、三个区域组成
三个阶
3、低碳钢拉伸过程主要由
段组成。
4、面心立方金属的韧脆转变温度比体心立方金属,面心立方金属的塑性
比体心立方金属。
5、典型的弹性不完整性主要有、、和等形式。
6、介质损耗的形式有、、、
、。
7、光泽主要由和决定。
二、名词解释(每个4分,共20分)
低温脆性应力集中系数高周疲劳弹性比功光轴
三、问答题(共32分)
1、什么是NDT、FTP、FTE,它们的关系如何。
(4分)
2、讨论Gic和Kic的关系及特点、Ki和Kic的区别以及Gc和Gic的区别。
(8分)
3、写出下列符号的意义:
d3.2,&1,FATT50,bo,g。
(10分)
4、宏观脆性断口的主要特征是什么?
如何寻找裂纹源。
(4分)
5、简述影响材料铁磁性参数的因素。
(6分)
四、分析题(共18分)
1、检验下列材料的冲击韧性,哪些开缺口,哪些不开缺口:
陶瓷,铸铁,W18Cr4V,20钢。
(8分)
2、写出以下疲劳图的横、纵坐标符号及其单位(量纲),指出A、B、C三点分别
对应何种应力状态及该应力状态下疲劳强度。
E点的数值是什么。
(10分)
A
2.选择合适的常用的静载实验方法及设备测定材料性能。
(8分)
(1)20CrMnTi渗碳表面质量检验;⑵调质钢的塑性;(3)车刀的塑性;⑷铸铁基座的承载能力;
3.写出以下材料硬度测试所用的方法、标尺。
(4分)
(1)调质后的40Cr主轴;⑵灰口铸铁;(3)淬火钢中马氏体和残余奥氏体的鉴别与分布;(4)高速钢钻头;
五、计算(共15分)
1.某大型钢板,材料的条件屈服强度为1200MPa,KC=115Mpa.m23,探伤发现板内有20mm勺横向穿透裂纹,若受到平均应力600Mpa的作用,通过计算判定板料是否安全。
(要求计算过程和公式)(8分)
2一透明三氧化二铝陶瓷的厚度为0.8mm当可见光透过后,其强度降低了10%试计算其吸收系数及散射系数的总和。
已知三氧化二铝的反射系数为0.08.