篇一：有一板件在脉动载荷下工作,估算它们的疲劳剩余寿命篇二：有一板件在脉动载荷下工作,估算它们的疲劳剩余寿命
一、填空题（60分）
1.金属材料的性能的性能包括和
2。力学性能包括
3.圆柱形拉伸试样分为
4。低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、、四个阶段。
5.金属材料的强度指标主要有和
6。金属材料的塑性指标主要有和
7.硬度测定方法有、、8。夏比摆锤冲击试样有
9。载荷的形式一般有载荷和
10。钢铁材料的循环基数为为。11.提高金属疲劳强度的方法有。12。50HRC表示用“C”标尺测定的13。150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球，在试验力作用下，保持时测得的布氏硬度值为。14。金属材料的工艺性能包括
二、判断题(25分)1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能.（）
2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能。(）
3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。（）
4。屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时,拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。（)5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号A表示。（）
6。现有标准圆形截面长试样A和短试样B,经拉伸试验测得δ10、δ5均为25％，表明试样A的塑性比试样B好。（)7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（)8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小,则材料的硬度越低。（）
9。洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。（）
10.洛氏硬度HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。（）
11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。(）
12。韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。（)13。金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。(）
14。拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线，又称为拉伸曲线.（）
15.材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，称为硬度.()16.韧性的大小通常通过小能量多次冲击试验来测定。（)17.韧脆转变温度越低，材料的高温抗冲击性能越好。（）
18.在工程上，在一定的应力循环次数下不发生断裂的最大应力称为疲劳强度。（)19。零件在循环应力作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程，称为金属疲劳。（)20。用淬火钢球做压头的硬度试验都是布氏硬度试验。（）
21.经外力作用,金属发生塑性变形:当外力去除后，变形会自动消失。()22.金属的工艺性能好,表明加工容易，加工质量容易保证,加工成本也较低。（）
23。合理设计零件结构、降低表面粗糙度、进行喷丸处理、表面热处理等，可以提高工件的疲劳强度。（)24。金属都具有磁性,都能被磁铁所吸引。(）
25。常用的强度判据是屈服点和抗压强度。（）
三、计算题（1题10分,2题5分）
1.有一钢试样，其原始直径d0=10mm,原始标距长度L0=50mm。
当载荷达到18840N时,试样产生屈服现象;当载荷加至36110N时，试样产生缩颈现象，然后被拉断。试样拉断后的标距长度Lu=73mm,断裂处的直径du=6。7mm,求试样的Rel，Rm，A和Z。
2。一圆钢的Rel=360MPa,Rm=610MPa，横截面积是S0=100mm,问:（1）当拉伸力达到多少时，圆钢将出现屈服现象；
（2）当拉伸力达到多少时，圆钢将出现缩颈并断裂。
第一章
金属的力学性能
一、填空题
1、金属材料的性能可分为两大类:一类叫_____________,反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫__________,反映材料在加工过程中表现出来的特性。
2、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能,叫做金属________。
3、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度判断依据是__________、___________等。
4、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性,常用的塑性判断依据是________和_________.5、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。
二、单项选择题
6、下列不是金属力学性能的是
（)A、强度
B、硬度
C、韧性
D、压力加工性能
7、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的（）
A、强度和硬度
B、强度和塑性
C、强度和韧性
D、塑性和韧性
8、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为
()A、抗压强度
B、屈服强度
C、疲劳强度
D、抗拉强度
9、拉伸实验中，试样所受的力为
（)A、冲击
B、多次冲击
C、交变载荷
D、静态力
10、属于材料物理性能的是
（）
A、强度
B、硬度
C、热膨胀性
D、耐腐蚀性
11、常用的塑性判断依据是
（）
A、断后伸长率和断面收缩率
B、塑性和韧性
C、断面收缩率和塑性
D、断后伸长率和塑性
12、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都可以
13、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都不宜
14、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上都可以
15、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而
(）
A、变好
B、变差
C、无影响
D、难以判断
16、判断韧性的依据是
()A强度和塑性B、冲击韧度和塑性C、冲击韧度和多冲抗力D、冲击韧度和强度
17、金属疲劳的判断依据是
（）
A、强度
B、塑性
C、抗拉强度
D、疲劳强度
18、材料的冲击韧度越大，其韧性就
(）
A、越好
B、越差
C、无影响
D、难以确定
三、简答题
19、什么叫金属的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？
20、什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度?四、计算题
21、测定某种钢的力学性能时，已知试棒的直径是10mm,其标距长度是直径的五倍，Fb=33.81KN，Fs=20.68KN，拉断后的标距长度是65mm。
试求此钢的σs，σb及δ值是多少？
金属的性能
测试题一
一．填空题（每空1分，共45分）
1．金属材料的性能一般分为两种，一类是使用性能，一类是工艺性能，前者包括
____________，和，后者包括，，，和.2．力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能，包
括，，，，及疲劳强度
等。
3．强度是指金属材料在
载荷作用下,抵抗
或
的能力，强度常用的衡量指标有
和。4．如果零件工作时所受的应力低于材料的或
则不会产生过量
的塑性变形。
5．断裂前金属材料产生
的能力称为塑性,金属材料的________________和
_____________的数值越大，表示材料的塑性越好。
6．530HBW/750表示直径为
mm的球压头，在
________N压力
下,保持
S，测得的硬度值为。7韧性是指金属在
吸收
的能力，韧性的判据通过试验来测定,国标规定采用
来作韧性判据，符号为，单位是
,数
值越大,冲击韧性越。8．金属材料抵抗
载荷作用而
能力，称为。9．试验证明，材料的多种抗力取决于材料的与
的综合力学性能，冲击能量高时,主要决定于，冲击能量低时，主要决定于。10．金属力学性能之一疲劳强度可用
性能指标表示，该性能指标是指
的最大应力,单位为，用
表示，对于黑色金属一般规定应力
循环周次为，有色金属取。二．选择题（每选择项1分,共5分)1．用拉伸试验可测定材料的(以下的）性能指标（)A强度
B硬度
C韧性
2．金属材料的变形随外力消除而消除为(）
A弹性形变
B屈服现象
C断裂
3．做疲劳试验时,试样承受的载荷为（）
A．静载荷
B冲击载荷
C交变载荷
4．用压痕的深度来确定材料的硬度值为（）
A．布氏硬度
B洛氏硬度
C维氏硬度
5．现需测定某灰铸铁的硬度一般应选用何种方法测定(）
A．布氏硬度机
B洛氏硬度机
C维氏硬度机
三．判断题(每题1分,共10分）
1。工程中使用的金属材料在拉伸试验时，多数会出现显著的屈服现象.(）
2．维氏硬度测量压头为正四棱锥体金刚石(）
3。洛氏硬度值无单位。(）
4.做布氏硬度测试时，当试验条件相同时,其压痕直径越小，材料的硬度越低。（）
5。在实际应用中，维氏硬度值是根据测定压痕对角线长度再查表得到的。（）
6.各种不同的标尺的洛氏硬度值可进行直接比较,因此应用方便（)7。维氏硬度值具有连续性，故可测定以很软到很硬的各种金属材料的硬度，其准确性高。（）
8。铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状较复杂工件。(）
9。金属的塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。（）
10。焊接性主要与金属材料的化学或分有关，尤其是碳的影响最大。（）
四．名词解释（共8分）
1。弹性变形与塑性变形。(4分）
2。疲劳极限与抗拉强度。(4分）
五.简答题：（16分)1。写出下列力学性能指标符号（8分）
(1）抗拉强度
(5）断面收缩率
（2)屈服点
（6)洛氏硬度C标尺
（3）规定残余伸长应力
(7)冲击韧度
（4)伸长率
（8）疲劳极限
2。画出低碳钢力一伸长曲线,并简述变形的几个阶段(8分）
六．计算题:(16分）
1．有一根环形链条，用直径为2cm的钢条制造,已知此材料σS=300Mpa,求链条能承受的最大载荷是多少?（4分）
2.有一个直径d0=10mm，l0=100mm的低碳钢试样，拉伸试验时,测得Fs=21KN,Fb=29kN，d1=5。65mm，l1=138cm，求此试样的σS,σb，δ，ψ。（12分）
金属的性能
测试题二
一、填空题
1．
物理性能，化学性能，力学性能属于金属的_________,工艺性能是指金属在_________过
程中反映出来的各种性能。
2．
强度的常用衡量指标有_________和_________,分别用符号_________、_________表示。
3．
抗拉强度表示材料在拉伸载荷作用下的______________________________。
4．
一拉伸试样的原标距长度为50cm，直径为10mm拉断后试样的标距长度为79mm，缩颈
处的最小直径为4.9mm.此材料的伸长率_________。断面收缩率为_________.5．
140HBS10/1000/30表示用_________________的_________________钢球作压头，在
_________试验力作用下保持_________，所测得的布氏硬度值为_________。
6．
洛氏硬度可以硬度可由硬度计表盘上_________，材料越_________硬度值越大，用符号
_________表示。
7．
塑性是指断裂前金属材料发生_________________的能力.塑性判据是_________和
_________，分别用符号_________和_________表示.8．
如图所示,当σ低于某一数值时,曲线与横坐标_________表示材料可经
_________________作用而不_________，在工程上，疲劳强度是指在一定的_________下,不发生_________的_________。
第8题图
9．
洛氏硬度常用标尺有_________、_________、_________三种。
二，选择题
1．
拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）
A．屈服点
B．抗拉强度
C．弹性极限
2．
材料抵抗局部变形，压痕及划痕的能力称为（）
A．
强度
B.韧性
C。硬度
3．
洛氏硬度C标尺所用的压头是(）
A．
淬硬钢球
B．金刚石圆锥体
C。硬质合金球
4．
金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（）
A．
塑性
B．硬度
C．强度
5．
金属材料的ακ值表示材料的（）
A．抵抗冲击载荷的能力
B．抵抗静载荷的能力
C．抵抗交变载荷的能力
D.抵抗拉伸载荷的能力
三．判断题
1．
材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高（）
2．
材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性（)3．
布氏硬度测量度法不宜于测量成品较薄的零件(）
4．
洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的（)5．
淬火，低温回火后的钢件，常用布氏硬度试验法测量其硬度（）
6．
各种硬度值之间可以互相换算（）
7．
铸铁的铸造性能比钢好,故常用来铸造的形状复杂的工件()8．
一般说，布氏硬度值比洛氏硬度值准确（）
四，名词解释
1．
内力与应力
2．
屈服点与规定残余拉伸应力
五．简答题：简述维氏硬度试验法的优缺点
六．计算题
1。有一直径d0=10mm、L0=100mm的低碳钢试样，拉伸时测得
Fs=25kN，Fb=32kN,d1=6.5mm,L1=130mm。试求：（1）S0、S1（2)σs、σb、、δ、ψ
2.按规定15钢各项力学性能指标应不低于下列数值：σb=330Mpa,σs=230Mpa,δ10=27％，ψ=55％，现纺织厂购进15钢，制成的拉伸试棒d0=10mm，L0=100mm，通过实验得到以下数据:Fb=34000N,Fs=21000N,L1=135mm,d1=6mm,试检验钢的力学性能是否合格？
一、计算题
1、有一化工合成塔，直径为D=3200mm,工作压力P=6MPa,选用材料为σ0。2=l200MPa，KIC=58MPa·m1／2，厚度t=16mm的钢板．制作过程中,经探伤发现在纵焊缝中,存在一纵向椭圆裂纹，2a=4mm，2c=6mm．试校核该合成塔能否安全运行。
2、有一火箭壳体承受很高的工作压力,其周向最大工作拉应力σ＝1400Mpa，采用超高强度钢制造，焊接后往往发现有纵向表面半椭圆裂纹，尺寸为a＝1.0mm，a/2c=0.3,现有两种材料，其性能如下：
A：σ0.2＝1700Mpa、KIC=78Mpam1/2B：σ0.2＝2800Mpa、KIC=47Mpam1/2从断裂力学角度考虑，选用哪种材料较为合适？
3、有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa，KⅠc=115MPa·m1/2,探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900MPa下工作，试计算KⅠ和塑性区宽度，并判断该件是否安全。
4、有板件在脉动载荷下工作，σmax=200MPa，σmin=0，该材料的σb=670MPa，σ0.2=600MPa，KⅠc=104MPa·m1/2,Paris公式中C=6。9X10-12，n=3。0，使用中发现有0.1mm和1mm的单边横向穿透裂纹，请估算它们的疲劳剩余寿命。
2010年考试内容
一、名词解释
1、弹性比功：弹性比功又称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。A1、滞弹性：材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。
1、循环韧性：金属材料在交变载荷(震动）作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，又叫金属的内耗.
2、包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形(残余应变小于4％），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
3、脆性断裂:脆性断裂是材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形,没有明显征兆,往往表现为突然发生的快速断裂过程,因而具有很大的危险性。断口一般与正应力垂直，宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。A4、韧性断裂：韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。裂纹扩展较慢，消耗大量塑性变形功。断口宏观观察呈灰暗色、纤维状.5、应力状态软性系数:材料所受的应力状态下，最大的切应力分量与最大正应力分量之比，系数越大，最大切应力分量越大，应力状态越软,材料越容易产生塑性变形,反之系数越小,表示应力状态越硬，材料越容易产生脆性断裂.A5、缺口效应:由于缺口的存在，缺口截面上的应力状态将发生变化的现象。
6、缺口敏感度：常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值作为材料敏感性指标，称为缺口敏感度.比值越大，缺口敏感性越小。
7、冲击韧度：是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,常用标准试样的冲击吸收功表示。
7、低温脆性：体心立方金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，尤其是工程上常用的中、低强度结构钢,当试验温度低于某一温度时,材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。A7、韧脆转变温度:材料屈服强度急剧升高的温度，或断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收功急剧减少的温度。
7、张开型裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹.7、应力场强度因子KI：张开型裂纹尖端区域各点的应力分量大小除了取决于其位置外，还取决于KI值的大小.KI值越大，则应力场各应力分量也越大。这样，KI就可以表示应力场的强度，故称为引力场强度因子。
7、裂纹扩展K判据:根据应力场强度因子KI和断裂韧度KIC的相对大小可以建立裂纹失稳扩展断裂的断裂K判据，即KI≥KIC时，裂纹失稳扩展。
8、裂纹扩展G判据：
根据裂纹扩展能量释放率GI和断裂韧度GIC的相对大小可以建立裂纹失稳扩展断裂的断裂G判据，即GI≥GIC时，裂纹失稳扩展。
8、次载锻炼：材料特别是金属，在低于疲劳强度的应力下先运转一定周次，可以提高材料的疲劳强度的现象.
9、过载损伤：材料在过载应力下运行一定周次后,疲劳强度和疲劳寿命降低的现象.A10、热疲劳:由周期变化的热应力或热应变引起的材料破坏称为热疲劳或叫热应力疲劳。
10、应力腐蚀断裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所发生的低应力脆断现象,称为应力腐蚀断裂.10、氢蚀：由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化的现象。
10、白点：当钢中含有过量的氢时，随着温度的降低氢在钢中的溶解度减小.如果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，体积发生急剧膨胀，内压力很大，足以将金属局部撕裂而形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色，故称为白点.10、氢化物致脆:金属中的某些合金元素与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化的现象。
10、氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象。
11、磨损：在摩擦作用下物体相对运动时,表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。
12、粘着磨损:又称咬合磨损,是因为两种材料表面某些接触点局部压应力超过该处材料的屈服强度发生粘合并拽开而产生的一种表面损伤磨损，多发生在摩擦副相对滑动速度小,接触面氧化膜脆弱，润滑条件差，以及接触应力大的滑动摩擦条件下。A13、跑合：是在磨损过程的第一阶段，在此阶段无论摩擦副双方硬度如何，摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率逐渐减小。
14、耐磨性：是材料抵抗磨损的性能，是一个系统性质。通常用磨损量来表示材
料的耐磨性，磨损量越小，耐磨性越高。
15、冲蚀磨损:是指流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。
16、接触疲劳：是机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下,材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而使材料流失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。
13、等强温度：材料晶粒与晶界强度相等时的温度.14、蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
17、松弛稳定性:金属材料抵抗应力松弛的性能称为松弛稳定性.可以通过应力松弛实验测定应力松弛曲线来评定.二、简答题
1、金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说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，应力与应变的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的关系。原子间作用力取决于金属原子本性和晶格类型,故弹性模量也主要决定于金属原子本性和晶格类型.合金化、热处理（影响显微组织）、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.温度、加载速率等外在因素对其影响也不大。
1、何谓断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些？
断口三要素:纤维区、放射区、剪切唇。这三个区域的的形态、大小及相对位置因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速度和受力状态不同而变化。
1、简述应变硬化的工程意义有?A材料的加工硬化性能，在材料的加工和使用中有明显的实用价值：
○1利用加工硬化和塑性变形的合理配合,可使金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺顺利实施；○2低碳钢切削时，易产生粘刀现象，且表面加工质量差,如果切削加工前进行冷变形提高强度,降低塑性，使切屑易于脆断脱落，改善切削加工性能；○3加工硬化可使机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件的使用安全；○4形变强化也是一种强化金属的手段，尤其是对于那些不能进行热处理强化的材料。
2、简述材料屈服强度的工程意义。
屈服强度是工程技术上最重要的力学性能指标之一，其工程意义在于：○1作为防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据;○2根据屈服强度和抗拉强度之比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆断的参考依据。
3、简述影响金属材料屈服强度的因素.○1金属本性及晶格结构：金属晶体结构不同，位错运动的阻力不同，屈服强度也不同；
○2晶粒大小与亚结构：晶粒和亚结构越细小，晶界和亚晶界越多，位错移动越困难，屈服强度越大；
○3溶质元素：溶质元素引起晶格畸变，阻碍位错运动，提高屈服强度（固溶强化)；
○4第二相:第二相的性质、尺寸、形状、数量等均影响强化效果；
○5温度：温度越高，位错越易于移动，屈服强度越低；
○6应变速率和应力状态:应变速率高,屈服强度高，应力状态越软，屈服强度越小。
4、简述材料塑性的实际意义。A材料具有一定的塑性，对材料加工和使用具有以下意义：
○1当偶然承受过载时，通过塑性变形和应变硬化的配合可避免机件发生突然破坏;○2当机件因存在台阶、沟槽、小孔等而产生局部应力集中时，通过材料的塑性变形可削减应力高峰使之重新分布，从而保证机件正常运行;○3有利于塑性加工和修复工艺的顺利进行;○4金属材料塑性的好坏是评定冶金质量的重要标准。
5、试述缺口的三个效应.○1缺口造成应力应变集中,这是缺口的第一效应；
○2缺口改变缺口前方的应力状态，使单向应力状态改变为双向或三向应力状态；
○3在有缺口的情况下,由于出现了三向应力,试样的屈服应力比单向拉伸时要高,即产生了所谓的缺口强化现象，这是缺口的第三个效应。6、今有如下工件需要
8、试从宏观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有?A从宏观角度分析，材料低温脆性的产生与其屈服强度σs断裂强度σc随温度的变化情况有关.因热激活裂纹断裂的力学条件没有明显作用，故断裂强度σc随温度的变化很小，如图所示。屈服强度随温度的变化情况与材料的本性有关，具有体心立方或密排六方结构的金属或合金的屈服强度对温度的变化十分敏感，温度降低，屈服强度急剧升高，故两线交于一点，该交点对应的温度即为韧脆转变温度，高于该温度时，断裂强度高于屈服强度,材料受载后先屈服再断裂，为韧性断裂,低于该温度时,外加应力首先达到材料的断裂强度，材料表现为脆性断裂。而面心立方结构材料的屈服强度s随温度的下降变化不大，近似为水平线，即使在很低的温度下仍没与断裂强度曲线相交，故此材料的冷脆现象不明显.9、试从微观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？
从微观上讲，体心立方金属的低温脆性与位错在晶体中的运动阻力对温度变化非常敏感有关,运动阻力随温度降低而增加，故该类材料在低温下处于脆性状态，而面心立方金属因位错宽度比较大，位错运动阻力对温度变化不敏感,故一般不显示低温脆性。
第一章
金属材料的力学性能复习试题
一、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是(）。
A.ReLB。RmC。AD.Z2。在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。
A.HBB.HRC。HVD.HS3.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(）。
A。强度
B.硬度
C.塑性
D。弹性
4.金属材料抵抗局部变形,特别是塑形变形、压痕或划痕的能力叫（).A.强度
B。硬度
C.塑性
D.弹性
5。用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为
a）
150HBW10／3000／30b)150HRA3000／l0／30c）
150HRC30／3000／10d)150HBSl0／3000／307、下列不是金属力学性能的是
（)A、强度
B、硬度
C、韧性
D、压力加工性能
8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力--伸长曲线（拉伸图)可以确定出金属的（)A、强度和硬度
B、强度和塑性
C、强度和韧性
D、塑性和韧性
9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为
（)A、抗压强度
B、屈服强度
C、疲劳强度
D、抗拉强度
10、拉伸实验中,试样所受的力为
()A、冲击
B、多次冲击
C、交变载荷
D、静态力
11、属于材料物理性能的是
（）
A、强度
B、硬度
C、热膨胀性
D、耐腐蚀性
12、常用的塑性判断依据是
()
A、断后伸长率和断面收缩率
B、塑性和韧性
C、断面收缩率和塑性
D、断后伸长率和塑性
13、工程上所用的材料，一般要求其屈强比
(）
A、越大越好
B、越小越好
C、大些,但不可过大
D、小些，但不可过小
14、工程上一般规定，塑性材料的δ为
（）
A、≥1％
B、≥5％
C、≥10%D、≥15％
15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是
（)A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都可以
16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法
(）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都不宜
17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试
(）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上都可以
18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而
（)A、变好
B、变差
C、无影响
D、难以判断
19、判断韧性的依据是
(）
A、强度和塑性
B、冲击韧度和塑性
C、冲击韧度和多冲抗力
D、冲击韧度和强度
20、金属疲劳的判断依据是
（）
A、强度
B、塑性
C、抗拉强度
D、疲劳强度
21、材料的冲击韧度越大，其韧性就
（)A、越好
B、越差
C、无影响
D、难以确定
二、填空
1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。
2。金属塑性的指标主要有(）和（）两种。
3。低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、(）和（）三个阶段。
4.常用测定硬度的方法有（）、()和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经(）作用而（）的最大应力值。
6.金属强度的指标主要有（)和（）两种。
7、金属材料的性能可分为两大类：一类叫_____________,反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫__________，反映材料在加工过程中表现出来的特性。
8、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能，叫做金属________。
三、是非题
1。用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球,用符号HBS表示。
2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。
3。金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。
四、改正题
1。
疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
2。
渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。3。
受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度.4.衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
5。
冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。
五、计算题
24、测定某种钢的力学性能时,已知试棒的直径是10mm，其标距长度是直径的五倍,Fm=33。81KN,Fs=20。68KN，拉断后的标距长度是65mm。试求此钢的ReL,Rm,A及Z值是多少？
2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能
一、判断题
1.金属材料的密度越大其质量也越大。（)2。金属材料的热导率越大，导热性越好。（)3.金属的电阻率越小,其导电性越好。（）
简答题:1.什么是金属材料的工艺性能？它包括哪些？
2。
3.
什么是金属材料的化学性能？它包括哪些？
什么是金属材料的物理性能？它包括哪些？
篇三：有一板件在脉动载荷下工作,估算它们的疲劳剩余寿命
.
力学性能复习重点补充(14级)*硬度是指金属在表面上不大体积内抵抗变形或者破裂的能力。
*应力腐蚀显微裂纹常有分叉现象，呈枯树枝状。
*氢致裂纹的扩展方式是步进式，而应力腐蚀裂纹扩展方式是渐进式的。
*材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性。
*金属蠕变变形机制有两种，一是位错蠕变机制，一是扩散蠕变机制。
*单晶体金属的弹性模量在不同金属学方向上是不一样的，表现为弹性各向异性。
*断裂韧度表征金属材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
*应力腐蚀断口表面可见到“泥状花样〞的腐蚀产物与腐蚀坑。
*屈服强度随应变速率提高而提高的现象称为应变速率硬化。
*常见的金属硬度试验包括：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和显微硬度，他们都属于压入法硬度试验。
*根据外加应力与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展有三种基本形式：X开型、滑开型和撕开型。
*冲击载荷与静载荷的主要区别在于加载速率不同。
*疲劳断口中疲劳区的最大宏观特征为：贝纹线，疲劳断口典型的微观特征是：疲劳条带。
*描述材料的蠕变性能常采用蠕变极限、持久强度、松弛稳定性等力学性能指标。
*名词：
*低温脆性
*疲劳
*蠕变
*应变硬化
*磨粒磨损
*冷脆
*磨损
*塑性钝化
*应力腐蚀
*氢脆
*图形分析
1.下图为某材料的应力-应变曲线，请分析该图，在图中标记出g点对应的弹性变形、塑性变形的应变量各是多少，并标记出材料的屈服强度σ0.2.
.
.
2.请根据下图所示的晶界和晶粒的强度随温度变化的示意图，指出其两者强度相等的温度是什么，并分别分析温度高于和低于TE时材料断裂的主要类型是什么。
两者相交的温度为等强温度
当温度低于TE时，材料晶粒内部的强度低于晶界的强度，材料表现为穿晶断裂；
1.分析如图所示的包申格效应曲线，请标出图中A、B分别表示的加载方式，并在图中标出应力σ1条件下的包申格应变。已知卸载前的加载方式为拉伸。
.
.
.
2.请根据σs和σc随温度变化的示意图，指出两者相交对应的温度是什么，并分别分析温度高于和小于Tk时，随着外力的增大，材料表现出的不同特性。
两者相交的温度为韧脆转变温度当温度大于Tk时，材料的断裂强度大于屈服强度，材料先屈服后断裂，表现为韧性断裂；当温度小于Tk时，材料的断裂强度小于屈服强度，外加应力先达到断裂强度，材料表现为脆性断裂。
*计算举例1:可能用到的公式：
2E?s2E?)
?m?(s)2?c?(?aa011对于无限大板中心穿透裂纹，裂纹形状系数：Y??
单边横向穿透裂纹的裂纹形状系数：Y?1.12?；
?KI?1?KI?有效裂纹塑性区修正值：ry????0.056??〔平面应变〕
?42???s??s?1ry?2?
1.有一大型厚板构件，承受工作应力为400MPa板的中心有一长为4mm的裂纹，裂纹面垂直于工作应力，钢材的σs＝500MPa，试确定：
〔1〕裂纹尖端的应力场强度因子KⅠ;〔2〕裂纹尖端的塑性区尺寸R0答：因为22?KI??KI??0.16????〔平面应力〕
??s???s?22?400??0.8?0.7，所以要进行塑性修正
?s500KI?Y?a??y
.
.
.
根据题意，材料处于平面应变状态
?KI所以，KI????a?0.056????s???
?22KI???a?1?0.177?????s??2?4003.14159?0.002?400?1?0.177??500??=33.67MPa·m1/2因为Ro?2?y
1所以Ro?22???KI????s???
??33.67????0.51mm
?500?2122?3.14152．有一板件在循环应力下工作，σmax＝200MPa，σmin＝0MPa，材料的σ0.2＝600MPa、KIc＝104MPa·m1/2，Paris公式中c＝6.9×10-12，n＝3.0，使用中发现有1mm单边横向穿透裂纹，估算其疲劳剩余寿命。
答：
σmax/σ0.2＝200/600＝0.3<0.7，不需考虑塑性区修正。
此时：KI?Y?a
裂纹形状系数：Y?1.12?，代入上式得：KI?1.12??a
计算ac：KIc?1.12?max?ac，所以ac＝68.6mm????max?ΔK=Y??a?Y?maxa
代入估算疲劳寿命：
acdadan?c(?K)，所以：Nc??
a0cYn(??)nan/2dN代入得Nc≈128774≈1.28×105周次
*计算举例2:.
.
.
可能用到的公式：
2E?s2E?)
?m?(s)2?c?(?aa011对于无限大板穿透裂纹，裂纹形状系数：Y??
表面半椭圆裂纹：Y?1.1?/?；
Φ2a/c1.100.201.460.501.620.6021.800.701有效裂纹塑性区修正值：ry?42??KI????s2??KI???0.056?????s22???〔平面应变〕
?1?KI?ry?2????s
??KI???0.16?????s???〔平面应力〕
?1.有一火箭壳体承受很高工作压力，其周向工作拉应力σ＝1400MPa。采用超高强度钢制造，焊接后发现有纵向表面半椭圆裂纹〔a＝1mm，a/c＝0.6〕。现有材料性能如下：σ0.2＝1700MPa，KIc＝78MPa·m1/2，采用此材料是否安全。
答：
σ/σ0.2＝1400/1700＝0.82，应考虑塑性区修正。
此时：KI?Y?a?ry
表面半椭圆裂纹：Y?1.1?/?，平面应变有效裂纹塑性区修正值：1?KI?ry?42????s??KI???0.056?????s2???
?
2代入上式得：KI?1.1?a??0.212(?/?s)22查表：a/c=0.6，所以Φ2＝1.62，所以Φ＝1.28。
代入公式可求得：σc＝1532MPa
1400MPa<1532MPa所以：σ<σc，此材料安全。
〔也可对比KIc和ac〕
.
.
.
2．有一板件在脉动载荷下工作，σmax＝200MPa，σmin＝0，材料的σ0.2＝800MPa、KIc＝104MPa·m1/2，Paris公式中c＝6.9×10-12，n＝3.0，使用中发现有0.1mm单边横向穿透裂纹，估算其疲劳剩余寿命。〔10分〕
答：计算ΔK：
σmax/σ0.2＝200/800＝0.25<0.7，不需考虑塑性区修正。
此时：KI?Y?a
所以：ΔK=Y??a
裂纹形状系数：Y?1.12?，代入上式得：KI?1.12??a
计算ac：KIc?1.12?max?ac，所以ac＝68.6mm估算疲劳寿命：
acdadan
?c(Y??a)，所以：Nc??a0cYn(??)nan/2dN代入得：Nc≈445559≈4.4×105周次
.
.
篇四：有一板件在脉动载荷下工作,估算它们的疲劳剩余寿命
《材料力学性能》思考题
一、名词解释：
弹性比功；包申格效应；粘弹性；滞弹性；内耗；超塑性；脆性断裂；韧性断裂；解理断裂；剪切断裂；解理台阶；韧窝；应力状态软性系数；布氏硬度；洛氏硬度；维氏硬度；缺口敏感度；低温脆性；篮脆；韧脆转变温度；低应力脆断；应力场强度因子；断裂韧性；应力比；疲劳源；疲劳贝纹线；疲劳条带；驻留滑移带；疲劳寿命；次载锻炼；热疲劳；高周疲劳和低周疲劳；磨损；比磨损量；粘着磨损；磨粒磨损；接触疲劳；蠕变；持久强度，蠕变极限，松弛稳定性；过载损伤界；约比温度；过载持久值；疲劳剩余寿命；应力松弛；等强温度；
二、说明下列力学性能指标的意义：
σbc；σpc；σpb；σbb；τs；τp0.3；τb；γmax；280HBS10/3000/30；500HBW5/750；HR30N；
HV；HK；HS；qe；AKV(CVN)；AKU,aKV；aKU,V15TT,FATT50；NDT,FTE,FTP；KIc；GIc；JIc；δc；σ-1，σ-1P,σ-1N,τ-1TTT,qf,ΔKth,da/dN,?sh；???；??/?；??。三、分析问答题
第一章
1.材料的弹性模数主要取决于什么因素？为何说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？
2.决定金属材料屈服强度的主要因素有哪些？提高金属材料的屈服强度有哪些方法?
3.金属材料的应变硬化有何实际意义？抗拉强度为何比屈服强度高？
4．屈服现象有何意义？如何判断材料的屈服点？
5、什么是平面应力状态，什么是平面应变状态?为什么平面应变情况最容易脆断?6．为什么在常温下，大多数无机材料不能产生塑性形变，而多数金属材料则容易产生塑性形变？
7.何为拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些？
8、为什么材料的塑性要以延伸率和断面收缩率这两个指标来度量?它们在工程上各有什么实际意义?9.包申格效应有何意义？工程中对机件会产生哪些影响？
10.试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力－伸长曲线图上的区别？为什么？
11.试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？
12.常温静拉伸试验可确定金属材料的哪些性能指标？说出这些指标的符号定义、意义。
13.试述纤维复合材料的基本特点，复合材料受力时纤维和基体各起什么作用？
14.四种强化手段对弹性模量有何影响？
15.试说明材料弹性模量怎样受温度、相变、合金成分与组织以及加工硬化的影响？
16．常用的标准试样有5倍试样和10倍试样，其延伸率分别用σ5和σ10表示，说明为什么σ5>σ10。
17.多晶体材料的塑性变形特点有哪些？
18.试分析金属材料在屈服阶段为何存在上下屈服点？
19.试说明规定残余伸长应力与规定总伸长应力的区别？
20.产生超塑性需要哪三种条件？
21.论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性
22.试用位错理论解释：粗晶粒不仅屈服强度低，断裂塑性也低；而细晶粒不仅使材料的屈服强度提高，断裂塑性也提高。
23.今有45、45Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料做机床床身？为什么？
24.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？
25.循环韧性有何工程意义？选择音叉需要选择循环韧性高的还是低的材料？
26.影响金属材料塑性的因素及提高塑性的途径有哪些？
27.板材宏观脆性断口的主要特征是什么？如何寻找断裂源？
28.钢淬火或塑性变形后弹性后效倾向增大，为什么？
29.铁素体的断裂强度和屈服强度均与晶粒尺寸d-1/2成正比，怎样解释这一现象
30.
简述韧性断裂过程中基体和第二相的作用，其形态对材料韧性水平有何关系。
31.韧性断口有几部分组成？其形成过程如何？有哪些因素决定韧性断口的宏观形貌？
32.在什么条件下易于出现沿晶断裂？怎样才能减少沿晶断裂倾向？
33．名义应力与真实应力、名义应变与真实应变之间有何区别？
第二章
1.布氏硬度与洛氏硬度可否直接比较？
2.缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响？
3.什么叫应力状态？应力状态软性系数取决于什么因素？
4.什么叫金属的缺口效应？
5.金属材料在受到扭转、单向拉伸、三向等拉伸、单向压缩、两向压缩、三向压缩应力作用时，其应力状态软性系数分别为多少？
6.试述脆性材料弯曲试验的特点及其应用
7.缺口试样拉伸时应力分布有何特点？
8.试综合比较光滑试样轴向拉伸、缺口试样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点
9.机器零件一般会受到哪种力的作用？
10、为什么塑性材料在缺口静拉伸时，其缺口强度一般比光滑试样高，而脆性材料的缺口强度则低于光滑试样的强度?11．说明几何强化现象的成因。其本质与形变强化有何不同？
12.简述扭转试验的特点及应用。
13.布氏硬度与洛氏硬度的测量方法有何不同？280HBS10/3000/30与500HBW5/750代表什么意思？HRA、HRB、HRC分别用于测量何种材料的硬度？
第三章
1.试说明低温脆性的物理本质及其影响因素？
2.试述低应力脆断的原因和预防措施。
3.为何讲冲击韧性无物理意义，有实际意义？主要有哪些用途？
4.简述根据韧脆转变温度分析机件脆断失效的优缺点
5．细化晶粒尺寸可以降低脆性转变温度或者说改善材料低温脆性，为什么？
6.说明为什么焊接船只比铆接船只易发生脆性破坏？
7．缺口冲击韧性为什么被列为材料常规性能的五大指标之一，怎样正确理解冲击韧性
的功能：
(a)它是控制工艺的性能指标；(b)它是服役性能指标；(c)两者兼而有之，但要具体分析。
你对上述说法有何评论?冲击韧性能理解为材料抵抗冲击载荷而不发生破坏的能力吗?8、缺口冲击韧性试验能评定那些材料的低温脆性?那些材料不能用此方法检验和评定?这种试验方法本身在防止材料脆断方面有何局限性?9．为什么通常体心立方金属显示低温脆性，而面心立方金属一般没有低温脆性?
第四章
1.说明KI和KIc的异同。
2.写出断裂韧度G判据表达式，其物理意义是什么？
3.亚温淬火为何能够提高材料的断裂韧性？
4.高温形变热处理为何能够提高材料的断裂韧性？
5.低温形变热处理为何能够提高材料的断裂韧性？
6.应变速率是如何影响材料的断裂韧性的？
7.为什么研究裂纹扩展的力学条件时不用应力判据而用其它判据？
8.试述应力场强度因子的意义及典型裂纹KⅠ的表达式
9.试述K判据的意义及用途
10.试述裂纹尖端塑性区产生的原因及其影响因素，在什么条件下需考虑塑性区的影响对KⅠ进行修正？
11.试述KⅠc
的测试原理及其对试样的基本要求
12．材料中的裂纹是如何产生的？
13．材料的显微结构对其脆性断裂有何影响？
14.应力场强度因子与什么有关？
15.张开型、滑开型和撕开型哪种断裂方式最危险？
16.试述影响KⅠc的冶金因素
17.试述KⅠc与材料的强度、塑性之间的关系
18.试述影响KⅠc和AkV的异同及其相互之间的关系
19．为什么材料的实际强度远小于其理论强度？
20．根据Griffith微裂纹理论，材料产生脆性断裂的本质原因是什么？
21．从能量角度来看，裂纹扩展的条件是什么？
22．防止裂纹扩展可采取哪些措施？
23．
裂纹的扩展方式有哪些？通常材料破坏中最主要的裂纹扩展形式是哪种？
24．什么叫断裂韧性？它与应力场强度因子有何联系与区别？
第五章
1.轴对称循环应力的平均应力、应力幅和应力比分别为多少？
2.提高材料疲劳强度有哪些方法？试就每种方法各举一应用实例，并对这种方法具体分析，其在抑制疲劳裂纹的萌生中起有益作用，还是在阻碍疲劳裂纹扩展中有良好的效果?
3.材料的抗热震性和热疲劳损伤性能有何区别？其断裂过程可分别基于什么理论进行分析？
4.疲劳宏观断口上的贝纹线与微观断口的条带有什么区别？
5．试说明疲劳裂纹扩展曲线的三个区域的特点和影响因素。
6.如何根据疲劳条带特征判断其是属于韧性的还是脆性的？
7.试述金属疲劳断裂的特点
8.试述疲劳曲线（S-N）及疲劳极限的测试方法
9.试述疲劳图的意义、建立和用途
10.试述疲劳裂纹的形成机理及阻止疲劳裂纹萌生的一般方法
11.试述金属表面强化对疲劳强度的影响
12.喷丸处理为何改善材料的疲劳性能？
13．疲劳断口和静拉伸断口有何不同?14．什么是疲劳裂纹门槛值，哪些因素影响其值的大小?它有什么实用价值?15.疲劳断裂是“脆性的”和疲劳断裂是“塑性的”，哪一种意见对？为什么？
16.高速钢冲头在使用过程中常发生脆性断裂，改用基体钢后寿命有显著提高，说明其原因
第六章
1.粘着磨损与氧化磨损有何区别，分别随滑动速度和载荷如何变化？
2.摩擦副材料的硬度一般较测试材料高，请问为何一般不能选择同种材料作摩擦副？
3.评述陶瓷材料耐磨性的特点
4．粘着磨损是如何产生的?如何提高材料或零件的抗粘着磨损能力?5.比较粘着磨损、磨粒磨损和微动磨损摩擦面的形貌特征
6.耐磨性一般如何测量？
7.磨损量的测定方法有哪两种？
8.请问为何一般不能选择同种材料作摩擦副？
9．接触疲劳破坏有几种形式?他们是如何产生的?如何提高零件的接触疲劳抗力?10．磨粒磨损有几种类型?试各举一实例说明。针对不同磨粒磨损类型，如何提高材料或零件的磨损抗力?11.试分析接触疲劳过程中的深层剥落是如何产生的？
第七章
1.试说明材料的持久强度极限是如何由实验方法测得的？
2.试说明使材料产生稳态蠕变速率的蠕变极限是如何由实验方法测得的？
3.某些用于高温的沉淀强化镍基合金，不仅有晶内沉淀，还有晶界沉淀，晶界沉淀相是一种硬质金属间化合物，它对这类合金的抗蠕变性能有何贡献？
4．解释材料高温蠕变现象的理论主要有哪些？
5．影响高温蠕变的因素有哪些？
6.试分析晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响。
7.讨论稳态蠕变阶段的变形机制以及温度和应力的影响。
8．提高材料的蠕变抗力有哪些途径?9．应力松弛和蠕变有何关系?10.材料的高温性能包括哪些？
11.为什么许多在高温下工作的零件要考虑蠕变与疲劳的交互作用?12．金属材料在高温下的变形机制与断裂机制，和常温比较有何不同?
四、计算
1.通常纯铁的γs=2J/m2,E=2×105MPa,a0=2.5×10-10m，试求其理论断裂强度σm。
2.若一薄板内有一条长3毫米的裂纹，且a0=3×10-8mm，试求脆性断裂时的断裂应力σc（设σm=E/105MPa）。
3.有一材料E=2×1011N/m2,γs=8N/m,试计算在7×107N/m2的拉力作用下，该材料的临界裂纹长度？
4.有一大型板件，材料的σ0.2＝1200MPa,KIc=115MPa·m1/2,探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900MPa下工作,试计算KI和塑性区宽度，并判断该件是否安全。
5.设某压力容器周向应力σ
＝1400Mpa，采用焊接工艺后可能有纵向表面裂纹(半椭
圆)a=1mm,a/c=0.6.现可以选用的两种材料分别有如下性能：
A钢σ0.2＝1700Mpa,KⅠc=74Mpa；B钢σ0.2＝2100MPa，KⅠc=47Mpa。试从防止低应力断裂考虑，应选用哪种材料。
（提示：参考有关半椭圆表面裂纹，而且还要考虑到塑性修正的应力场强度因子KⅠ表达式）
6.有板件在脉动载荷下工作，σmax=200MPa,σmin=0,该材料的σb=670MPa,σ1/2-12,Paris公式中，C=6.9×10,n=3.0，使用中发现有0.1mm和0.2=600MPa,KIc=104MPa·m1mm的横向穿透裂纹，请估算他们的疲劳剩余寿命？
7.有一轴件平均轴向工作应力150MPa，使用中发生横向疲劳脆性正断，断口分析表明有25mm深的表面半椭圆疲劳区，根据裂纹a/c可以确定Φ=1，测试材料的σ0.2＝720MPa试估算材料的KⅠc是多少？
8．一铝合金制轻型人梯，发觉在人体重作用下弹性挠度过大。若欲在不增加梯重情况下减少挠度，试问下列方法是否可行?(1)采用时效铝合金，提高材料强度；
(2)改用镁合金代替铝合金，EMg=4.3×1010N/m2，ρMg＝1.74g/m3；EAl=7×1010N/m2，ρAl＝2.7g/m3；
(3)重新设计，改变铝合金型材的截面形状尺寸。
9．设有屈服强度为415MPa，断裂韧性为132MPa.m1/2，厚度分别为100mm和260mm的两块很宽的合金钢板。如果板都受500MPa的拉应力作用，并设板内都有长为46mm的中心穿透裂纹，试问此两板内裂纹是否都扩展?10.物体内部有一圆盘状尖锐深埋裂纹，直径为2.5cmm，当作用的应力为700MPa时，物体发生断裂事故，求:(a)材料的断裂韧性是多少?(假定满足平面应变条件。)(b)若用这种材料制成一块厚度t=0.75cm，裂纹半长a=3.75cm的板作断裂韧性试验，问测得的断裂韧性值是否有效?(设材料的屈服强度为1100MPa。)(c)测得有效KIC的厚度是多少?11．一直径为2.5mm，长为200mm的杆，在载荷2000N作用下，直径缩小为2.2mm,试计算：
(1)杆的最终长度；
(2)在该载荷作用下的真应力S与真应变e；
(3)在该载荷作用下的名义应力σ与名义应变δ。
12．一块无限大板，远处的应力为350MPa，板中心有一长为5/πcm的穿透裂纹，材料的屈服强度为500MPa，求(a)裂纹顶端处的应力强度因子。(b)裂纹顶端处的塑性区尺寸。(c)讨论上述情况下塑性区修正的有效性。
13．低合金钢厚板的断裂韧性在-20℃时的GⅠc=5.1×10-2MN/m，GⅠc值随温度成比例地减小，每下降10℃，GⅠc降低1.3×10-2MN/m，如果这块板上有长度为10mm的裂纹，问在-50℃时σc的断裂应力是多少?(E=2×105MN/m2,ν)五、分析
1.某校力学性能试验室装有液压万能实验机、扭转试验机和疲劳试验机等设备，今欲测定下列材料的塑性：（1）40CrNiMn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，可分别采用哪种试验机？采用何种试验方法？为什么？
2.今有如下工件需要测定硬度，试说明选用何种硬度试验法为宜？（1）渗碳层的硬度分布；（2）淬火钢；（3）灰铸铁，（4）硬质合金，（5）鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体，（6）仪表小黄铜齿轮，（7）龙门刨床导轨，（8）氮化层，（9）火车圆弹簧，（10）高速钢刀具。
3.下列3组试验方法中，试举出每组中哪种试验方法测得的tk较高？为什么？（1）拉伸和扭转；（2）缺口静弯曲和缺口扭转弯曲，（3）光滑试样拉伸和缺口试样拉伸？
4.现需检验一下材料的冲击韧性，问哪些材料需要开缺口？哪些材料不要开缺口？W18Cr4V,Cr12MoV,3Cr2W8V,40CrNiMo,30CrMnSi,20CrMnTi,铸铁。
5.试将下列材料的弹性比功由大到小进行排序：黄铜，高强铝合金，人造橡胶，铍青铜，弹簧钢。
6.有一M24栓焊桥梁用高强度螺栓，采用40B钢调质制成，抗拉强度为1200MPa，承受拉应力650MPa。在使用中，由于潮湿空气及雨淋的影响发生断裂事故。观察断口发现，裂纹从螺纹根部开始，有明显的沿晶断裂特征，随后是快速脆断部分。断口上有较多腐蚀产物，且有较多的二次裂纹。试分析该螺栓产生断裂的原因，并考虑防止这种断裂的措施。
7．今有以下各种材料，欲评定材料在静载条件下的力学行为，给定测试方法有单向拉伸、单向压缩、弯曲、扭转和硬度五种，试对给定的材料选定一种或两种最佳的测试方法。
材料：低碳钢、灰铸铁、高碳工具钢(经淬火低温回火)、结构陶瓷、玻璃、热塑性塑料
8．试比较材料的冲击韧性和断裂韧性这两个性能指标，它们有哪些相似的地方?为什么有这种定性的变化关系?在工程应用上断裂韧性是否可以完全代替冲击韧性，还是两者有互补作用，因而需同时采用它们?
篇五：有一板件在脉动载荷下工作,估算它们的疲劳剩余寿命
一、填空题（60分）
1.金属材料的性能的性能包括和
2.力学性能包括
3.圆柱形拉伸试样分为
4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、、四个阶段。
5.金属材料的强度指标主要有和
6.金属材料的塑性指标主要有和
7.硬度测定方法有、、8.夏比摆锤冲击试样有
9.载荷的形式一般有载荷和
10.钢铁材料的循环基数为为。11.提高金属疲劳强度的方法有。12.50HRC表示用“C”标尺测定的13.150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球，在试验力作用下，保持时测得的布氏硬度值为。14.金属材料的工艺性能包括
二、判断题（25分）
1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能。（）
2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。（）
3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。（）
4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时，拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。（）
5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号A表示。（）
6.现有标准圆形截面长试样A和短试样B，经拉伸试验测得δ10、δ5均为25%，表明试样A的塑性比试样B好。()7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（）
8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。（）
9.洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。（）
10.洛氏硬度HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。（）
11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。（）
12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。（）
13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。()14.拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线，又称为拉伸曲线。（）
15.材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，称为硬度。（）
16.韧性的大小通常通过小能量多次冲击试验来测定。（）
17.韧脆转变温度越低，材料的高温抗冲击性能越好。（）
18.在工程上，在一定的应力循环次数下不发生断裂的最大应力称为疲劳强度。（）
19.零件在循环应力作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程，称为金属疲劳。（）
20.用淬火钢球做压头的硬度试验都是布氏硬度试验。()21.经外力作用，金属发生塑性变形：当外力去除后，变形会自动消失。（）
22.金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。（）
23.合理设计零件结构、降低表面粗糙度、进行喷丸处理、表面热处理等，可以提高工件的疲劳强度。（）
24.金属都具有磁性，都能被磁铁所吸引。（）
25.常用的强度判据是屈服点和抗压强度。（）
三、计算题（1题10分，2题5分）
1.有一钢试样，其原始直径d0=10mm,原始标距长度L0=50mm。
当载荷达到18840N时，试样产生屈服现象；当载荷加至36110N时，试样产生缩颈现象，然后被拉断。试样拉断后的标距长度Lu=73mm，断裂处的直径du=6.7mm，求试样的Rel,Rm,A和Z。
2.一圆钢的Rel=360MPa，Rm=610MPa，横截面积是S0=100mm，问：（1）当拉伸力达到多少时，圆钢将出现屈服现象；
（2）当拉伸力达到多少时，圆钢将出现缩颈并断裂。
第一章
金属的力学性能
一、填空题
1、金属材料的性能可分为两大类：一类叫_____________，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫__________，反映材料在加工过程中表现出来的特性。
2、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能，叫做金属________。
3、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度判断依据是__________、___________等。
4、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性，常用的塑性判断依据是________和_________。
5、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。
二、单项选择题
6、下列不是金属力学性能的是
（）
A、强度
B、硬度
C、韧性
D、压力加工性能
7、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（）
A、强度和硬度
B、强度和塑性
C、强度和韧性
D、塑性和韧性
8、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为
（）
A、抗压强度
B、屈服强度
C、疲劳强度
D、抗拉强度
9、拉伸实验中，试样所受的力为
（）
A、冲击
B、多次冲击
C、交变载荷
D、静态力
10、属于材料物理性能的是
（）
A、强度
B、硬度
C、热膨胀性
D、耐腐蚀性
11、常用的塑性判断依据是
（）
A、断后伸长率和断面收缩率
B、塑性和韧性
C、断面收缩率和塑性
D、断后伸长率和塑性
12、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都可以
13、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都不宜
14、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上都可以
15、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而
（）
A、变好
B、变差
C、无影响
D、难以判断
16、判断韧性的依据是
（）
A强度和塑性B、冲击韧度和塑性C、冲击韧度和多冲抗力D、冲击韧度和强度
17、金属疲劳的判断依据是
（）
A、强度
B、塑性
C、抗拉强度
D、疲劳强度
18、材料的冲击韧度越大，其韧性就
（）
A、越好
B、越差
C、无影响
D、难以确定
三、简答题
19、什么叫金属的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？
20、什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度？
四、计算题
21、测定某种钢的力学性能时，已知试棒的直径是10mm，其标距长度是直径的五倍，Fb=33.81KN，Fs=20.68KN，拉断后的标距长度是65mm。
试求此钢的σs，σb及δ值是多少？
金属的性能
测试题一
一．填空题（每空1分，共45分）
1．金属材料的性能一般分为两种，一类是使用性能，一类是工艺性能，前者包括
____________，和，后者包括，，，和。2．力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能，包
括，，，，及疲劳强度
等。
3．强度是指金属材料在
载荷作用下，抵抗
或
的能力，强度常用的衡量指标有
和。4．如果零件工作时所受的应力低于材料的或
则不会产生过量
的塑性变形。
5．断裂前金属材料产生
的能力称为塑性，金属材料的________________和
_____________的数值越大，表示材料的塑性越好。
6．530HBW/750表示直径为
mm的球压头，在
________N压力
下，保持
S，测得的硬度值为。7韧性是指金属在
吸收
的能力，韧性的判据通过试验来测定，国标规定采用
来作韧性判据，符号为，单位是，数
值越大，冲击韧性越。8．金属材料抵抗
载荷作用而
能力，称为。9．试验证明，材料的多种抗力取决于材料的与
的综合力学性能，冲击能量高时，主要决定于，冲击能量低时，主要决定于。10．金属力学性能之一疲劳强度可用
性能指标表示，该性能指标是指
的最大应力，单位为，用
表示，对于黑色金属一般规定应力
循环周次为，有色金属取。二．选择题（每选择项1分，共5分）
1．用拉伸试验可测定材料的（以下的）性能指标（）
A强度
B硬度
C韧性
2．金属材料的变形随外力消除而消除为（）
A弹性形变
B屈服现象
C断裂
3．做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）
A．静载荷
B冲击载荷
C交变载荷
4．用压痕的深度来确定材料的硬度值为（）
A．布氏硬度
B洛氏硬度
C维氏硬度
5．现需测定某灰铸铁的硬度一般应选用何种方法测定（）
A．布氏硬度机
B洛氏硬度机
C维氏硬度机
三．判断题（每题1分，共10分）
1.工程中使用的金属材料在拉伸试验时，多数会出现显著的屈服现象。（）
2．维氏硬度测量压头为正四棱锥体金刚石（）
3.洛氏硬度值无单位。（）
4.做布氏硬度测试时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（）
5.在实际应用中，维氏硬度值是根据测定压痕对角线长度再查表得到的。（）
6.各种不同的标尺的洛氏硬度值可进行直接比较，因此应用方便（）
7.维氏硬度值具有连续性，故可测定以很软到很硬的各种金属材料的硬度，其准确性高。（）
8.铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状较复杂工件。（）
9.金属的塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。（）
10.焊接性主要与金属材料的化学或分有关，尤其是碳的影响最大。（）
四．名词解释（共8分）
1.弹性变形与塑性变形。(4分)2.疲劳极限与抗拉强度。(4分)五.简答题：(16分)1.写出下列力学性能指标符号（8分）
(1)抗拉强度
(5)断面收缩率
(2)屈服点
(6)洛氏硬度C标尺
(3)规定残余伸长应力
(7)冲击韧度
(4)伸长率
(8)疲劳极限
2.画出低碳钢力一伸长曲线，并简述变形的几个阶段（8分）
六．计算题：（16分）
1．有一根环形链条，用直径为2cm的钢条制造，已知此材料σS=300Mpa,求链条能承受的最大载荷是多少？(4分)
2.有一个直径d0=10mm，l0=100mm的低碳钢试样，拉伸试验时，测得Fs=21KN,Fb=29kN，d1=5.65mm，l1=138cm，求此试样的σS,σb,δ,ψ.(12分)金属的性能
测试题二
一、填空题
1．
物理性能,化学性能，力学性能属于金属的_________,工艺性能是指金属在_________过
程中反映出来的各种性能。
2．
强度的常用衡量指标有_________和_________，分别用符号_________、_________表示。
3．
抗拉强度表示材料在拉伸载荷作用下的______________________________。
4．
一拉伸试样的原标距长度为50cm，直径为10mm拉断后试样的标距长度为79mm,缩颈
处的最小直径为4.9mm。此材料的伸长率_________。断面收缩率为_________。
5．
140HBS10/1000/30表示用_________________的_________________钢球作压头，在
_________试验力作用下保持_________，所测得的布氏硬度值为_________。
6．
洛氏硬度可以硬度可由硬度计表盘上_________，材料越_________硬度值越大，用符号
_________表示。
7．
塑性是指断裂前金属材料发生_________________的能力。塑性判据是_________和
_________，分别用符号_________和_________表示。
8．
如图所示，当σ低于某一数值时，曲线与横坐标_________表示材料可经
_________________作用而不_________，在工程上，疲劳强度是指在一定的_________下，不发生_________的_________。
第8题图
9．
洛氏硬度常用标尺有_________、_________、_________三种。
二，选择题
1．
拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）
A．屈服点
B．抗拉强度
C．弹性极限
2．
材料抵抗局部变形，压痕及划痕的能力称为（）
A．
强度
B.韧性
C。硬度
3．
洛氏硬度C标尺所用的压头是（）
A．
淬硬钢球
B．金刚石圆锥体
C.硬质合金球
4．
金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（）
A．
塑性
B．硬度
C．强度
5．
金属材料的ακ值表示材料的（）
A．抵抗冲击载荷的能力
B．抵抗静载荷的能力
C．抵抗交变载荷的能力
D.抵抗拉伸载荷的能力
三．判断题
1．
材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高（）
2．
材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性（）
3．
布氏硬度测量度法不宜于测量成品较薄的零件（）
4．
洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的（）
5．
淬火，低温回火后的钢件，常用布氏硬度试验法测量其硬度（）
6．
各种硬度值之间可以互相换算（）
7．
铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造的形状复杂的工件（）
8．
一般说，布氏硬度值比洛氏硬度值准确（）
四，名词解释
1．
内力与应力
2．
屈服点与规定残余拉伸应力
五．简答题：简述维氏硬度试验法的优缺点
六．计算题
1.有一直径d0=10mm、L0=100mm的低碳钢试样，拉伸时测得
Fs=25kN,Fb=32kN,d1=6.5mm,L1=130mm。试求：（1）S0、S1（2）σs、σb、、δ、ψ
2.按规定15钢各项力学性能指标应不低于下列数值：σb=330Mpa,σs=230Mpa，δ10=27%，ψ=55%，现纺织厂购进15钢，制成的拉伸试棒d0=10mm，L0=100mm，通过实验得到以下数据：Fb=34000N,Fs=21000N,L1=135mm,d1=6mm,试检验钢的力学性能是否合格？
一、计算题
1、有一化工合成塔，直径为D=3200mm，工作压力P=6MPa，选用材料为σ0.2=l200MPa，KIC=58MPa·m1／2，厚度t=16mm的钢板．制作过程中，经探伤发现在纵焊缝中，存在一纵向椭圆裂纹，2a=4mm，2c=6mm．试校核该合成塔能否安全运行。
2、有一火箭壳体承受很高的工作压力，其周向最大工作拉应力σ＝1400Mpa，采用超高强度钢制造，焊接后往往发现有纵向表面半椭圆裂纹，尺寸为a＝1.0mm,a/2c=0.3,现有两种材料，其性能如下：
A：σ0.2＝1700Mpa、KIC=78Mpam1/2B：σ0.2＝2800Mpa、KIC=47Mpam1/2从断裂力学角度考虑，选用哪种材料较为合适？
3、有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa，KⅠc=115MPa·m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900MPa下工作，试计算KⅠ和塑性区宽度，并判断该件是否安全。
4、有板件在脉动载荷下工作，σmax=200MPa，σmin=0，该材料的σb=670MPa，σ0.2=600MPa，KⅠc=104MPa·m1/2，Paris公式中C=6.9X10-12，n=3.0，使用中发现有0.1mm和1mm的单边横向穿透裂纹，请估算它们的疲劳剩余寿命。
2010年考试内容
一、名词解释
1、弹性比功：弹性比功又称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。A1、滞弹性：材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。
1、循环韧性：金属材料在交变载荷（震动）作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，又叫金属的内耗。
2、包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
3、脆性断裂：脆性断裂是材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显征兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程，因而具有很大的危险性。断口一般与正应力垂直，宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。A4、韧性断裂：韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。裂纹扩展较慢，消耗大量塑性变形功。断口宏观观察呈灰暗色、纤维状。
5、应力状态软性系数：材料所受的应力状态下，最大的切应力分量与最大正应力分量之比，系数越大，最大切应力分量越大，应力状态越软，材料越容易产生塑性变形，反之系数越小，表示应力状态越硬，材料越容易产生脆性断裂。A5、缺口效应：由于缺口的存在，缺口截面上的应力状态将发生变化的现象。
6、缺口敏感度：常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值作为材料敏感性指标，称为缺口敏感度。比值越大，缺口敏感性越小。
7、冲击韧度：是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功表示。
7、低温脆性：体心立方金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，尤其是工程上常用的中、低强度结构钢，当试验温度低于某一温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。A7、韧脆转变温度：材料屈服强度急剧升高的温度，或断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收功急剧减少的温度。
7、张开型裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹。
7、应力场强度因子KI：张开型裂纹尖端区域各点的应力分量大小除了取决于其位置外，还取决于KI值的大小。KI值越大，则应力场各应力分量也越大。这样，KI就可以表示应力场的强度，故称为引力场强度因子。
7、裂纹扩展K判据：根据应力场强度因子KI和断裂韧度KIC的相对大小可以建立裂纹失稳扩展断裂的断裂K判据，即KI≥KIC时，裂纹失稳扩展。
8、裂纹扩展G判据:根据裂纹扩展能量释放率GI和断裂韧度GIC的相对大小可以建立裂纹失稳扩展断裂的断裂G判据，即GI≥GIC时，裂纹失稳扩展。
8、次载锻炼：材料特别是金属，在低于疲劳强度的应力下先运转一定周次，可以提高材料的疲劳强度的现象。
9、过载损伤：材料在过载应力下运行一定周次后，疲劳强度和疲劳寿命降低的现象。A10、热疲劳：由周期变化的热应力或热应变引起的材料破坏称为热疲劳或叫热应力疲劳。
10、应力腐蚀断裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所发生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。
10、氢蚀：由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化的现象。
10、白点：当钢中含有过量的氢时，随着温度的降低氢在钢中的溶解度减小。如果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，体积发生急剧膨胀，内压力很大，足以将金属局部撕裂而形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色，故称为白点。
10、氢化物致脆：金属中的某些合金元素与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化的现象。
10、氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象。
11、磨损：在摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。
12、粘着磨损：又称咬合磨损，是因为两种材料表面某些接触点局部压应力超过该处材料的屈服强度发生粘合并拽开而产生的一种表面损伤磨损，多发生在摩擦副相对滑动速度小，接触面氧化膜脆弱，润滑条件差，以及接触应力大的滑动摩擦条件下。A13、跑合：是在磨损过程的第一阶段，在此阶段无论摩擦副双方硬度如何，摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率逐渐减小。
14、耐磨性：是材料抵抗磨损的性能，是一个系统性质。通常用磨损量来表示材
料的耐磨性，磨损量越小，耐磨性越高。
15、冲蚀磨损：是指流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。
16、接触疲劳：是机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而使材料流失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。
13、等强温度：材料晶粒与晶界强度相等时的温度。
14、蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
17、松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能称为松弛稳定性。可以通过应力松弛实验测定应力松弛曲线来评定。
二、简答题
1、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说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，应力与应变的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的关系。原子间作用力取决于金属原子本性和晶格类型，故弹性模量也主要决定于金属原子本性和晶格类型。
合金化、热处理（影响显微组织）、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。温度、加载速率等外在因素对其影响也不大。
1、何谓断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些?断口三要素：纤维区、放射区、剪切唇。这三个区域的的形态、大小及相对位置因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速度和受力状态不同而变化。
1、简述应变硬化的工程意义有？A材料的加工硬化性能，在材料的加工和使用中有明显的实用价值：
○1利用加工硬化和塑性变形的合理配合，可使金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺顺利实施；○2低碳钢切削时，易产生粘刀现象，且表面加工质量差，如果切削加工前进行冷变形提高强度，降低塑性，使切屑易于脆断脱落，改善切削加工性能；○3加工硬化可使机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件的使用安全；○4形变强化也是一种强化金属的手段，尤其是对于那些不能进行热处理强化的材料。
2、简述材料屈服强度的工程意义。
屈服强度是工程技术上最重要的力学性能指标之一，其工程意义在于：○1作为防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；○2根据屈服强度和抗拉强度之比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆断的参考依据。
3、简述影响金属材料屈服强度的因素。
○1金属本性及晶格结构：金属晶体结构不同，位错运动的阻力不同，屈服强度也不同；
○2晶粒大小与亚结构：晶粒和亚结构越细小，晶界和亚晶界越多，位错移动越困难，屈服强度越大；
○3溶质元素：溶质元素引起晶格畸变，阻碍位错运动，提高屈服强度（固溶强化）；
○4第二相：第二相的性质、尺寸、形状、数量等均影响强化效果；
○5温度：温度越高，位错越易于移动，屈服强度越低；
○6应变速率和应力状态：应变速率高，屈服强度高，应力状态越软，屈服强度越小。
4、简述材料塑性的实际意义。A材料具有一定的塑性，对材料加工和使用具有以下意义：
○1当偶然承受过载时，通过塑性变形和应变硬化的配合可避免机件发生突然破坏；
○2当机件因存在台阶、沟槽、小孔等而产生局部应力集中时，通过材料的塑性变形可削减应力高峰使之重新分布，从而保证机件正常运行；
○3有利于塑性加工和修复工艺的顺利进行；
○4金属材料塑性的好坏是评定冶金质量的重要标准。
5、试述缺口的三个效应。
○1缺口造成应力应变集中，这是缺口的第一效应；
○2缺口改变缺口前方的应力状态，使单向应力状态改变为双向或三向应力状态；
○3在有缺口的情况下，由于出现了三向应力，试样的屈服应力比单向拉伸时要高，即产生了所谓的缺口强化现象，这是缺口的第三个效应。6、今有如下工件需要
8、试从宏观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？A从宏观角度分析，材料低温脆性的产生与其屈服强度σs断裂强度σc随温度的变化情况有关。因热激活裂纹断裂的力学条件没有明显作用，故断裂强度σc随温度的变化很小，如图所示。屈服强度随温度的变化情况与材料的本性有关，具有体心立方或密排六方结构的金属或合金的屈服强度对温度的变化十分敏感，温度降低，屈服强度急剧升高，故两线交于一点，该交点对应的温度即为韧脆转变温度，高于该温度时，断裂强度高于屈服强度，材料受载后先屈服再断裂，为韧性断裂，低于该温度时，外加应力首先达到材料的断裂强度，材料表现为脆性断裂。而面心立方结构材料的屈服强度s随温度的下降变化不大，近似为水平线，即使在很低的温度下仍没与断裂强度曲线相交，故此材料的冷脆现象不明显。
9、试从微观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？
从微观上讲，体心立方金属的低温脆性与位错在晶体中的运动阻力对温度变化非常敏感有关，运动阻力随温度降低而增加，故该类材料在低温下处于脆性状态，而面心立方金属因位错宽度比较大，位错运动阻力对温度变化不敏感，故一般不显示低温脆性。
第一章
金属材料的力学性能复习试题
一、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是（）。
A.ReLB.RmC.AD.Z2.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。
A.HBB.HRC.HVD.HS3.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。
A.强度
B.硬度
C.塑性
D.弹性
4.金属材料抵抗局部变形，特别是塑形变形、压痕或划痕的能力叫（）。
A.强度
B.硬度
C.塑性
D.弹性
5.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为
a)150HBW10／3000／30b)150HRA3000／l0／30c)150HRC30／3000／10d)150HBSl0／3000／307、下列不是金属力学性能的是
（）
A、强度
B、硬度
C、韧性
D、压力加工性能
8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（）
A、强度和硬度
B、强度和塑性
C、强度和韧性
D、塑性和韧性
9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为
（）
A、抗压强度
B、屈服强度
C、疲劳强度
D、抗拉强度
10、拉伸实验中，试样所受的力为
（）
A、冲击
B、多次冲击
C、交变载荷
D、静态力
11、属于材料物理性能的是
（）
A、强度
B、硬度
C、热膨胀性
D、耐腐蚀性
12、常用的塑性判断依据是
（）
A、断后伸长率和断面收缩率
B、塑性和韧性
C、断面收缩率和塑性
D、断后伸长率和塑性
13、工程上所用的材料，一般要求其屈强比
（）
A、越大越好
B、越小越好
C、大些，但不可过大
D、小些，但不可过小
14、工程上一般规定，塑性材料的δ为
（）
A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%
15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都可以
16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都不宜
17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试
（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上都可以
18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而
（）
A、变好
B、变差
C、无影响
D、难以判断
19、判断韧性的依据是
（）
A、强度和塑性
B、冲击韧度和塑性
C、冲击韧度和多冲抗力
D、冲击韧度和强度
20、金属疲劳的判断依据是
（）
A、强度
B、塑性
C、抗拉强度
D、疲劳强度
21、材料的冲击韧度越大，其韧性就
（）
A、越好
B、越差
C、无影响
D、难以确定
二、填空
1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。
2.金属塑性的指标主要有（）和（）两种。
3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（）和（）三个阶段。
4.常用测定硬度的方法有（）、（）和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经（）作用而（）的最大应力值。
6.金属强度的指标主要有（）和（）两种。
7、金属材料的性能可分为两大类：一类叫_____________，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫__________，反映材料在加工过程中表现出来的特性。
8、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能，叫做金属________。
三、是非题
1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。
2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。
3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。
四、改正题
1.疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
2.渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。3.受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。
4.衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
5.冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。
五、计算题
24、测定某种钢的力学性能时，已知试棒的直径是10mm，其标距长度是直径的五倍，Fm=33.81KN，Fs=20.68KN，拉断后的标距长度是65mm。试求此钢的ReL，Rm，A及Z值是多少？
2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能
一、判断题
1.金属材料的密度越大其质量也越大。（）
2.金属材料的热导率越大，导热性越好。（）
3.金属的电阻率越小，其导电性越好。（）
简答题：
1.什么是金属材料的工艺性能？它包括哪些？
2.3.
什么是金属材料的化学性能？它包括哪些？
什么是金属材料的物理性能？它包括哪些？
篇六：有一板件在脉动载荷下工作,估算它们的疲劳剩余寿命
1、屈服强度的工程意义？
?
作为防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；
?
根据屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
一、计算题
1、有一化工合成塔，直径为D=3200mm，工作压力P=6MPa，选用材料为σ0.2=l200MPa，KIC=58MPa·m1／2，厚度t=16mm的钢板．制作过程中，经探伤发现在纵焊缝中，存在一纵向椭圆裂纹，2a=4mm，2c=6mm．试校核该合成塔能否安全运行。
2、有一火箭壳体承受很高的工作压力，其周向最大工作拉应力σ＝1400Mpa，采用超高强度钢制造，焊接后往往发现有纵向表面半椭圆裂纹，尺寸为a＝1.0mm,a/2c=0.3,现有两种材料，其性能如下：
A：σ0.2＝1700Mpa、KIC=78Mpam1/2B：σ0.2＝2800Mpa、KIC=47Mpam1/2从断裂力学角度考虑，选用哪种材料较为合适？
3、有一大型板件，材料的σ0.2=1200MPa，KⅠc=115MPa·m1/2，探伤发现有20mm长的横向穿透裂纹，若在平均轴向应力900MPa下工作，试计算KⅠ和塑性区宽度，并判断该件是否安全。
4、有板件在脉动载荷下工作，σmax=200MPa，σmin=0，该材料的σb=670MPa，σ0.2=600MPa，KⅠc=104MPa·m1/2，Paris公式中C=6.9X10-12，n=3.0，使用中发现有0.1mm和1mm的单边横向穿透裂纹，请估算它们的疲劳剩余寿命。
2010年考试内容
一、名词解释
1、弹性比功：弹性比功又称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。A1、滞弹性：材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。
1、循环韧性：金属材料在交变载荷（震动）作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，又叫金属的内耗。
2、包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
3、脆性断裂：脆性断裂是材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显征兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程，因而具有很大的危险性。断口一般与正应力垂直，宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。A4、韧性断裂：韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。裂纹扩展较慢，消耗大量塑性变形功。断口宏观观察呈灰暗色、纤维状。
5、应力状态软性系数：材料所受的应力状态下，最大的切应力分量与最大正应力分量之比，系数越大，最大切应力分量越大，应力状态越软，材料越容易产生塑性变形，反之系数越小，表示应力状态越硬，材料越容易产生脆性断裂。A5、缺口效应：由于缺口的存在，缺口截面上的应力状态将发生变化的现象。
6、缺口敏感度：常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的1比值作为材料敏感性指标，称为缺口敏感度。比值越大，缺口敏感性越小。
7、冲击韧度：是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功表示。
7、低温脆性：体心立方金属及合金或某些密排六方晶体金属及合金，尤其是工程上常用的中、低强度结构钢，当试验温度低于某一温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断口特征由纤维状变为结晶状，这就是低温脆性。A7、韧脆转变温度：材料屈服强度急剧升高的温度，或断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收功急剧减少的温度。
7、张开型裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，裂纹沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹。
7、应力场强度因子KI：张开型裂纹尖端区域各点的应力分量大小除了取决于其位置外，还取决于KI值的大小。KI值越大，则应力场各应力分量也越大。这样，KI就可以表示应力场的强度，故称为引力场强度因子。
7、裂纹扩展K判据：根据应力场强度因子KI和断裂韧度KIC的相对大小可以建立裂纹失稳扩展断裂的断裂K判据，即KI≥KIC时，裂纹失稳扩展。
8、裂纹扩展G判据:根据裂纹扩展能量释放率GI和断裂韧度GIC的相对大小可以建立裂纹失稳扩展断裂的断裂G判据，即GI≥GIC时，裂纹失稳扩展。
8、次载锻炼：材料特别是金属，在低于疲劳强度的应力下先运转一定周次，可以提高材料的疲劳强度的现象。
9、过载损伤：材料在过载应力下运行一定周次后，疲劳强度和疲劳寿命降低的现象。A10、热疲劳：由周期变化的热应力或热应变引起的材料破坏称为热疲劳或叫热应力疲劳。
10、应力腐蚀断裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所发生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。
10、氢蚀：由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化的现象。
10、白点：当钢中含有过量的氢时，随着温度的降低氢在钢中的溶解度减小。如果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，体积发生急剧膨胀，内压力很大，足以将金属局部撕裂而形成微裂纹，这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色，故称为白点。
10、氢化物致脆：金属中的某些合金元素与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，使金属脆化的现象。
10、氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象。
11、磨损：在摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。
12、粘着磨损：又称咬合磨损，是因为两种材料表面某些接触点局部压应力超过该处材料的屈服强度发生粘合并拽开而产生的一种表面损伤磨损，多发生在摩擦副相对滑动速度小，接触面氧化膜脆弱，润滑条件差，以及接触应力大的滑动摩擦条件下。A13、跑合：是在磨损过程的第一阶段，在此阶段无论摩擦副双方硬度如何，摩擦表面逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率逐渐减小。
14、耐磨性：是材料抵抗磨损的性能，是一个系统性质。通常用磨损量来表示材2料的耐磨性，磨损量越小，耐磨性越高。
15、冲蚀磨损：是指流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损。
16、接触疲劳：是机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而使材料流失的现象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。
13、等强温度：材料晶粒与晶界强度相等时的温度。
14、蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。
17、松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能称为松弛稳定性。可以通过应力松弛实验测定应力松弛曲线来评定。
二、简答题
1、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说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，应力与应变的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的关系。原子间作用力取决于金属原子本性和晶格类型，故弹性模量也主要决定于金属原子本性和晶格类型。
合金化、热处理（影响显微组织）、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。温度、加载速率等外在因素对其影响也不大。
1、何谓断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些?断口三要素：纤维区、放射区、剪切唇。这三个区域的的形态、大小及相对位置因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速度和受力状态不同而变化。
1、简述应变硬化的工程意义有？A材料的加工硬化性能，在材料的加工和使用中有明显的实用价值：
○1利用加工硬化和塑性变形的合理配合，可使金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺顺利实施；○2低碳钢切削时，易产生粘刀现象，且表面加工质量差，如果切削加工前进行冷变形提高强度，降低塑性，使切屑易于脆断脱落，改善切削加工性能；○3加工硬化可使机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件的使用安全；○4形变强化也是一种强化金属的手段，尤其是对于那些不能进行热处理强化的材料。
2、简述材料屈服强度的工程意义。
屈服强度是工程技术上最重要的力学性能指标之一，其工程意义在于：○1作为防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；○2根据屈服强度和抗拉强度之比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆断的参考依据。
3、简述影响金属材料屈服强度的因素。
○1金属本性及晶格结构：金属晶体结构不同，位错运动的阻力不同，屈服强度也不同；
○2晶粒大小与亚结构：晶粒和亚结构越细小，晶界和亚晶界越多，位错移动越困难，屈服强度越大；
○3溶质元素：溶质元素引起晶格畸变，阻碍位错运动，提高屈服强度（固溶强化）；3○4第二相：第二相的性质、尺寸、形状、数量等均影响强化效果；
○5温度：温度越高，位错越易于移动，屈服强度越低；
○6应变速率和应力状态：应变速率高，屈服强度高，应力状态越软，屈服强度越小。
4、简述材料塑性的实际意义。A材料具有一定的塑性，对材料加工和使用具有以下意义：
○1当偶然承受过载时，通过塑性变形和应变硬化的配合可避免机件发生突然破坏；
○2当机件因存在台阶、沟槽、小孔等而产生局部应力集中时，通过材料的塑性变形可削减应力高峰使之重新分布，从而保证机件正常运行；
○3有利于塑性加工和修复工艺的顺利进行；
○4金属材料塑性的好坏是评定冶金质量的重要标准。
5、试述缺口的三个效应。
○1缺口造成应力应变集中，这是缺口的第一效应；
○2缺口改变缺口前方的应力状态，使单向应力状态改变为双向或三向应力状态；
○3在有缺口的情况下，由于出现了三向应力，试样的屈服应力比单向拉伸时要高，即产生了所谓的缺口强化现象，这是缺口的第三个效应。6、今有如下工件需要
8、试从宏观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？A从宏观角度分析，材料低温脆性的产生与其屈服强度σs断裂强度σc随温度的变化情况有关。因热激活裂纹断裂的力学条件没有明显作用，故断裂强度σc随温度的变化很小，如图所示。屈服强度随温度的变化情况与材料的本性有关，具有体心立方或密排六方结构的金属或合金的屈服强度对温度的变化十分敏感，温度降低，屈服强度急剧升高，故两线交于一点，该交点对应的温度即为韧脆转变温度，高于该温度时，断裂强度高于屈服强度，材料受载后先屈服再断裂，为韧性断裂，低于该温度时，外加应力首先达到材料的断裂强度，材料表现为脆性断裂。而面心立方结构材料的屈服强度s随温度的下降变化不大，近似为水平线，即使在很低的温度下仍没与断裂强度曲线相交，故此材料的冷脆现象不明显。
σ
σc
s
σs
t
9、试从微观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？
从微观上讲，体心立方金属的低温脆性与位错在晶体中的运动阻力对温度变化非常敏感有关，运动阻力随温度降低而增加，故该类材料在低温下处于脆性状态，而面心立方金属因位错宽度比较大，位错运动阻力对温度变化不敏感，故一般不显示低温脆性。
10、试描述KI和KIC的不同。A4KI和KIC是两个不同的概念，KI是一个力学参量，表示裂纹体中裂纹尖端的应力应变场强度的大小，它决定于外加应力、试样尺寸和裂纹形状，而和材料无关；但KIC是材料的力学性能指标，它决定于材料的成分、组织结构等内在因素，而与外加应力及试样尺寸等外在因素无关。KI和KIC的关系与σ和σS的关系相同，KI和σ都是力学参量，而KIC和σS都是材料的力学性能指标。
10、试述影响材料断裂韧度KIC的因素。
化学成分、基体相结构和晶粒的大小、杂质及第二相、显微组织、温度、应变速率等因素都影响材料断裂韧度KIC的大小。
11、试描述σ-1和⊿Kth的不同。
同为表征材料无限寿命疲劳性能的σ-1和⊿Kth，它们的意义完全不同，疲劳强度σ-1代表的是光滑试样的无限寿命疲劳强度，适用于传统的疲劳强度设计和校核；疲劳裂纹扩展门槛值⊿Kth代表的是裂纹试样的无限寿命疲劳性能，适用于裂纹件的设计和疲劳强度校核。
11、试述金属疲劳断裂的特点。
疲劳断裂与静载断裂或一次冲击断裂相比，具有以下特点：
（1）疲劳断裂是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂，其断裂应力水平往往低于材料抗拉强度，甚至屈服强度。断裂寿命随应力不同而变化，应力高寿命短，应力低寿命长。当应力低于某一临界值时，寿命可达无限长。
(2)疲劳断裂是脆性断裂。由于一般疲劳的应力水平比屈服强度低，所以不论是韧性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前均不会发生塑性变形及有形变预兆，它是在长期积累损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢亚稳扩展到临界尺寸时才突然发生的。因此，疲劳是一种潜在的突发性脆性断裂。
（3）疲劳对缺陷十分敏感。由于疲劳破坏是从局部开始的，所以它对缺陷具有高度的选择性。缺口、裂纹和组织缺陷都加快疲劳破坏的开始和发展。
11、试述金属表面强化对疲劳强度的影响。
常用的提高疲劳强度的金属表面强化方法有喷丸、滚压、表面淬火及表面化学热处理。
喷丸是用压缩空气将坚硬的小弹丸高速喷打到机件表面，使机件表面产生局部形变硬化，同时因塑变层周围的弹性约束，又在塑变层内产生残余压应力，从而提高疲劳强度。
滚压的作用与喷丸相似，只是压应力层较大，适合大工件。
表面热处理和化学热处理都是利用组织相变获得表面强化的工艺方法，也是常用的表面强化方法，使机件表面获得高强度和残余压应力，可有效提高机件疲劳强度和疲劳寿命。
11、试述金属产生应力腐蚀的条件。
应力、化学介质和金属材料三者是产生应力腐蚀的条件。
（1）应力
在化学介质诱导开裂过程中起作用的是拉应力，包括工作拉应力和残余拉应力。产生应力腐蚀的拉应力不一定很大，如果没有化学介质的协同作用，机件在该应力的作用下可以长期服役而不会断裂。（2）化学介质
只有在某些特定的化学介质中，某种金属材料才能产生应力腐蚀。（3）金属材料
一般认为，纯金属不会产生应力腐蚀，所有合金对应力腐蚀都有不同程度的敏感性。但在每一种合金系列中，都有对应力腐蚀不敏感的合金成分。
12、试述粘着磨损的防止措施。A○1合理选择摩擦副材料。尽量选择互溶性小，粘着倾向小的材料配对，如非同种5或晶格结构类型、电子密度、电化学性质相差甚远的多相或化合物材料，强度高不易塑变的材料；○2避免或阻止两摩擦副间直接接触。增强氧化膜的稳定性，提高氧化膜与基体的结合力，降低接触表面粗糙度，改善表面润滑条件等；○3为使磨屑少沿接触面剥落，以降低磨损量，可采用表面渗流、渗麟、渗氮等表面处理工艺，在材料表面形成一层化合物层或非金属层，既降低接触层原子间结合力，减少摩擦系数，又避免直接接触。
13、改善冲蚀磨损耐磨性的措施
（1)设法减小入射粒子和介质的速度，因为速度是引起冲蚀磨损的重要参数。
（2)改变冲击角以减轻冲蚀磨损，塑性材料尽量避免在20°--30°之间服役，脆性材料则应力求不受粒子垂直入射。
（3)合理利用粒子浓度和粒度减轻冲蚀磨损。
（4)合理设计机件形状，如合理设计涡轮叶片、飞行器或其他机件的迎风面，输送管线平滑过渡和弯曲等。
（5)在保持良好设计条件时，应尽可能选用冲蚀磨损抗力较高的材料及表面处理方法。选材时，关键是要根据服役条件正确处理硬度和韧性的合理配合。如在小冲击角下应选硬度较高材料(淬硬钢、陶瓷等)，以防切削型冲蚀磨损；在大冲击角下(特别是接近垂直冲击时)，应保证材料有足够韧性，以防产生表面裂纹剥落。此时可选用奥氏体高锰钢、塑料、橡胶等。
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