材料性能学考试试题.docx

【材料性能学】是研究材料在不同环境和工作条件下的力学、物理和化学性质的学科。这份考试试题涵盖了材料性能的多个重要知识点，包括材料的机械性能、断裂机制、磁性能、硬度测试、塑性以及热处理对材料性能的影响。 一、名词解释 1. **低温脆性**：材料在低温环境下，韧性降低，易于脆性断裂的现象。 2. **疲劳**：材料在反复加载下，经过一定次数的循环后发生断裂的现象。 3. **条带**：在材料微观结构中，出现的连续的、宽度和深度不均匀的组织或成分变化区域。 4. **韧性**：材料吸收能量并抵抗断裂的能力，表现为断裂时吸收的能量和塑性变形的程度。 5. **缺口强化**：由于缺口的存在，材料的局部应力集中导致强度增加的现象。 6. **50%FATT**：材料在50%断裂概率下的疲劳寿命温度。 7. **破损安全**：材料即使在损伤后仍能保持结构完整性和功能安全性的特性。 8. **应力疲劳**：由于周期性应力作用导致的材料疲劳。 二、填空题 1. **摩擦**分为滑动摩擦和滚动摩擦，按接触状态分为干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦，其中干摩擦通常应避免出现。 2. **韧性温度储备**用符号ΔT表示，一般在室温至材料的韧脆转变温度之间，储备越大，工作温度越低，材料越安全，重要机件的韧性温度储备通常取上限。 3. **缺口敏感性**与材料的缺口深度和尖锐程度相关，缺口越深、越尖锐，敏感性越大，缺口敏感度也越大，低碳钢的拉伸断口通常呈现杯锥状特征。 4. **疲劳分类**：N>10^5的疲劳称为高周疲劳，又称为持久疲劳；N为10^2~10^5的疲劳称为低周疲劳，又称为疲劳寿命；我们通常所说的疲劳指的是高周疲劳。 5. **磁性能**：温度升高，铁磁性材料的饱和磁化强度降低，剩余磁感应强度减小，矫顽力下降。 6. **磁性材料分类**：铁磁性、抗磁性和顺磁性材料。 三、问答题 1. 弹性高低用弹性模量或杨氏模量衡量，提高弹性极限可减少材料在受载时的塑性变形，提高结构稳定性。 2. 微观断口上的河流状花样并不唯一指示脆性断裂，可能属于韧性断裂。通过河流状花样可追踪裂纹源。 3. Ki和Kc都是断裂力学中的应力强度因子，Ki是静态断裂，Kc是临界应力强度因子，I在二者中代表应力分布的积分。 四、分析题 1. 布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度测试方法各有特点，适用于不同硬度材料的测量。例如，布氏硬度适于测量硬且粗糙的表面，洛氏硬度适用于各种硬度材料，维氏硬度适用于精密测量。具体选择需考虑材料类型和硬度范围。 2. 塑性是指材料在外力作用下产生永久形变而不破裂的能力。不同材料塑性测试方法有拉伸试验、扭转试验等，选择依据材料特性和需求。 3. 奥氏体不锈钢的磁性变化与其冷却速度有关，快速冷却形成马氏体，呈现顺磁性，缓慢冷却允许碳原子充分扩散，形成铁素体和奥氏体混合，表现出铁磁性。 五、证明题 未提供具体题目，但涉及光的反射和折射定律，光强系数可以通过光学原理进行推导。 第二套题目与第一套类似，主要考察了材料的摩擦磨损、力学性能、断裂分析、磁性以及超导电性等方面的知识。解答方法与第一套题目一致，通过理解并应用相关理论进行答题。