材料性能男老师题目

1、第一章！3.金属的弹性模量取决于什么因素？为什么它是一个对组织不敏感的力学性能指标？ 由于弹性变形是原子间距在外力作用下可逆变化的结果，应力与应变关系实际上是原子间作用力与原子间距的关系。所以弹性模量与原子间作用力有关。与原子间距也有一定关系，原子间作用力取决于金属原子本性和晶格类型。合金化，热处理（显微组织），冷塑性变形对弹性模量的影响较小，所以，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。4.今有45,40Cr，35CrMo钢和灰铸铁几种材料，选择哪个作机床床身？为什么？ 机床床身的要求：成本低防震，性能不需要太好，铸造性能要好。由于灰铸铁的铸造性能比钢好，且灰铸铁的铸造成本更低，

2、所以选择灰铸铁。5.试述多晶体金属产生明显屈服的条件，并解释bcc金属及其合金与fcc金属及其合金屈服行为不同的原因。 根据公式 可知，欲提高 （位错运动平均速率），就需要提高应力，这就是我们在试验中看到的上屈服点。一旦塑性变形产生，位错大量增殖， （可动位错密度）增加，则位错运动速率必然下降，相应的应力也就突然降低，从而产生了屈服现象。m值越低，则为使位错运动速率变化所需的应力变化越大，屈服现象就越明显；反之，屈服现象就越不明显。Bcc金属的m值较低，小于20，故有明显屈服现象；而fcc金属m值为100-200，故屈服不明显。6.试述退火低碳钢，中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上

3、的区别？为什么？ 低碳钢有屈服平台，中碳钢和高碳钢没有屈服平台。（我没找到为什么。）7.决定金属屈服强度的因素有哪些？ a.金属本性及晶格类 b.晶粒大小和亚结构 c.溶质元素d.第二相 e.温度，应变速率和应力状态。提高屈服强度的因素 a.细晶强化 b.固溶强化 c.弥散强化 d.沉淀强化（析出强化）e.加工硬化 f.相变（马氏体强化） g.降温处理。25. 根据 公式，讨论下述因素对金属材料韧脆转变的影响。 （ 1）材料成分，s具有 （ 2）杂质：温度：i-bcc金属具有低温脆断现象，因为i随着温度的减低而急剧增加，同时在低温下，塑性变形一孪生为主，也易于产生裂纹。故低温脆性大。（4）晶粒

4、大小：d值小位错塞积的数目少，而且晶界多。故裂纹不易产生，也不易扩展。所以细晶组织有抗脆断性能。（5）应力状态：减小切应力与正应力比值的应力状态都将增加金属的脆性（6）加载速度：7.布氏硬度试验的基本原理在直径D的钢珠（淬火钢或硬质合金球）上，加一定负荷F根据金属表面压痕的陷凹面积计算出应力值，以此值作为硬度值大小的计量指标。优点：代表性全面，因为其压痕面积较大，能反映金属表面较大体积范围内各组成相综合平均的性能数据，故特1不存在布氏那种负荷FD的规定条件的约束，以及压头变形问题；2也不存在洛氏那种硬度值无法统一的问题；3(或薄层)的硬度，压痕测量的精确度高，硬度值较为精确。4负荷大小可任意选

5、择。（维氏显微硬度）缺点：硬度值需通过测量对角线后才能计算(或查表)出来，因此生产效率没有洛氏硬度高。8.今有如下零件和材料需要测定硬度，试说明选择何种硬度实验方法为宜。（1）渗碳层的硬度分布；（2）淬火钢；（3）灰铸铁；（4）鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体；（5）仪表小黄铜齿轮；（6）龙门刨床导轨；（7）渗氮层；（8）高速钢刀具；（9）退火态低碳钢；（10）硬质合金。 tk 试述低应力脆断的原因及防止方法。答：在低于屈服应力的情况发生断裂。预防措施：将断裂判据用于机件的设计上，在给定裂纹尺寸的情况下，确定机件允许的最大工作应力，或者当机件的工作应力确定后，根据断裂判据确定机件不发生脆性断裂

6、时所允许的最大裂纹尺寸。6. 试述K判据的意义及用途。K判据解决了经典的强度理论不能解决存在宏观裂纹为什么会产生低应力脆断的原因。K判据将材料断裂韧度同机件的工作应力及裂纹尺寸的关系定量地联系起来，可直接用于设计计算，估算裂纹体的最大承载能力、允许的裂纹最大尺寸，以及用于正确选择机件材料、优化工艺等。P71/P83第五章3.试述金属疲劳断裂的特点p96/p109（1）疲劳是低应力循环延时断裂，机具有寿命的断裂（2）疲劳是脆性断裂（3）疲劳对缺陷（缺口，裂纹及组织缺陷）十分敏感7.P111 112试述疲劳裂纹的形成机理及组织疲劳裂纹萌生的一般方法。A滑移带开裂产生裂纹金属在循环应力长期作用下，即

7、使其应力低于屈服应力，也会发生循环滑移并形成循环滑移带。随着加载循环次数的增加，循环滑移带会不断地加宽，当加宽到一定程度时，由于位错的塞积和交割作用，便在滑移带处形成微裂纹。阻止裂纹萌生方法：提高材料的滑移抗力（如固溶强化，细晶强化等），均可以阻止疲劳裂纹萌生，提高疲劳强度。B相界面开裂产生裂纹很多疲劳源是由材料中的第二相或夹杂物引起的，便提出了第二相、夹杂物和基体界面开裂，或第二相、夹杂物本身开裂的疲劳裂纹机理。阻止裂纹萌生方法：降低第二相或夹杂物的脆性，提高相界面强度，控制第二相或夹杂物的数量，形态，大小，分布，使之少，圆，小，匀，均可抑制或延缓疲劳裂纹在第二相或夹杂物的附近萌生，提高疲劳

8、强度。C晶界开裂产生裂纹多晶体材料由于晶界的存在和相邻晶粒的不同取向性，位错在某一晶粒内运动会受到晶界的阻碍作用，在晶界处发生位错塞积和应力集中现象。在应力不断循环下，晶界处得应力集中得不到松弛，应力峰越来越高，当超过晶界强度时就会在晶界处产生裂纹。阻止裂纹萌生方法：强化晶界，净化和细化晶粒，均能抑制晶界裂纹形成，提高疲劳强度。8试述影响疲劳裂纹扩展速率的主要因素。答：1、应力比r（或平均应力m）的影响2、过载峰的影响3、材料组织的影响：晶粒大小组织喷丸处理。第六章3.试述金属产生应力腐蚀的条件及机理。条件：应力，化学介质和金属材料机理：在拉应力作用下，裂纹尖端地区产生局部塑形变形，滑移台阶在

9、表面露头时钝化膜破裂，显露出新鲜表面。这个新鲜表面在电解质溶液中成为阳极，而其余具有钝化膜的金属便面成为阴极，从而形成腐蚀微电池。阳极金属变成正离子进入电解质中而产生阳极溶解，于是在金属表面形成蚀坑。拉应力除促使裂纹尖端地区钝化膜破坏外，更主要的是在蚀坑或原有裂纹的尖端形成应力集中，使阳极典韦降低，加速阳极金属的溶解。如果裂纹尖端的应力集中始终存在，那么微电池反应便不断进行，钝化膜不能恢复，裂纹将逐步向纵深扩展。第七章3.试述粘着磨损产生的条件，机理及其防止措施条件：a.在滑动摩擦条件下，摩擦副相对滑动速度较小 b.摩擦体有一方为软材料机理：摩擦副实际表面上总存在局部凸起，当摩擦副双方接触时，

10、即使施加较小载荷，在真实接触表面上的局部应力就足以引起塑性变形。倘若接触面上洁净而未受到腐蚀，则局部塑形变形会使两个接触面的原子彼此十分接近而产生强烈粘着，即原子间的键合作用。随后在继续滑动时，粘着点别剪断并转移到一方金属便面，然后脱落下来便形成磨屑。一个粘着点剪断了，又在新的地方产生粘着，所以后也被剪断，转移，如此粘着-剪断-转移-再粘着循环不已，就构成粘着磨损过程。防止措施：注意摩擦副配对材料的选择；采用表面化学热处理改变材料表面状态；控制摩擦滑动速度和接触压应力。7.金属的接触疲劳三种破坏形式 麻点剥落；浅层剥落；深层剥落第八章3.试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属蠕变变形的机理有何不同。常温下，发生位错滑移蠕变。在常温下，若滑移面上的位错运动受阻产生塞积，滑移便不能继续进行，只有在更大的切应力作用下，才能使位错重新运动和增殖。高温下发生扩散蠕变。它是在高温条件下大量原子和空位的定向移动造