1- 1、金属弹性变形是一种“可逆性变形”，它是 金属晶格中原子自平衡位置产生“可逆位移”的 反映。
1- 2、弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是 产生“100%”弹性变形所需的应力。
1-3、弹性比功表示金属材料吸收“弹性变形功” 的能力。
1-4、金属材料常见的塑性变形方式主要为“滑 移”和“孪生”。
1-5、滑移面和滑移方向的组合称为“滑移系”。 1-6、影响屈服强度的外在因素有“温度”、“应 变速率”和“应力状态”。
1-7、应变硬化是“位错增殖”、“运动受阻”所 致。
1-8、缩颈是“应变硬化”与“截面减小”共同 作用的结果。
1-9、金属材料断裂前所产生的塑性变形由“均 匀塑性变形”和“集中塑性变形”两部分构成。 1-10、金属材料常用的塑性指标为“断后伸长率” 和“断面收缩率”。
1-11、韧度是度量材料韧性的力学指标， 又分为
“静力韧度”、“冲击韧度”、“断裂韧度”。 1-12＞机件的三种主要失效形式分别为''磨损”、 “腐蚀”和“断裂”。
1-13、断口特征三要素为“纤维区”、“放射区”、 “剪切唇”。
1-14、微孔聚集断裂过程包括“微孔成核”、“长
大”、“聚合”，直至断裂。
1-15、决定材料强度的最基本因素是“原子间结 合力”
2- 1、金属材料在静载荷下失效的主要形式为“塑 性变形”和“断裂”。
2- 2、扭转试验测定的主要性能指标有“切变模
“扭转屈服点T S”、“抗扭强度T b”。
2-3＞缺口试样拉伸试验分为“轴向拉伸”、“偏 斜拉伸”。
2- 5＞压入法硬度试验分为“布氏硬度”、“洛氏 硬度”和“维氏硬度”。
2-7、洛氏硬度的表示方法为''硬度值”、符号 “HR”、和“标尺字母”。
3- 1、冲击载荷与静载荷的主要区别是“加载速 率不同”。
3- 2、金属材料的韧性指标是“韧脆转变温度tk
4- 1、裂纹扩展的基本形式为“张开型”、“滑开 型”和“撕开型”。
4- 2、机件最危险的一种失效形式为“断裂”，尤 其是“脆性断裂”极易造成安全事故和经济损 失。 4-
脆断的断裂
3、裂纹失稳扩展K判据：KI >
KIC 4-4、断裂 G判据：GI > GIC。 4- 7、断裂J判据：JI > JIC
5- 1、变动应力可分为“规则周期变动应力”和 “无规则随机变动应力”两种。
5- 2、规则周期变动应力也称循环应力，循环应 力的波形有“正弦波”、“矩形波”和“三角形 波”。 5- 4、典型疲劳断口具有三个形貌不同的区域， 分别为“疲劳源”、“疲劳区”和“瞬断区”。 5-6、疲劳断裂应力判据：对称应力循环下
-1 。非对称应力循环下：r
5-7、疲劳过程是由“裂纹萌生”、“亚稳扩展” 及最后“失稳扩展”所组成的。
5-8、宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的“形成”、 “长大”及“连接”而成的。
5-10、疲劳微观裂纹都是由不均匀的“局部滑移” 和
“显微开裂”引起的。
5- 11、疲劳断裂一般是从机件表面“应力集中处” 或“材料缺陷处”开始的，或是从二者结合处发 生的。”。
6- 1、产生应力腐蚀的三个条件为“应力”、“化 学介质”和“金属材料”。
6- 2、应力腐蚀断裂最基本的机理是“滑移溶解 理论”和“氢脆理论”。
6- 5、防止氢脆的三个方面为“环境因素”、“力 学因素”及“材质因素”。
7- 4、脆性材料冲蚀磨损是“裂纹形成”与“快 速扩展”的过程。
7- 5、影响冲蚀磨损的主要因素有：“环境因素”、 “粒子性能”、“材料性能”。
7- 6、磨损的试验方法分为“实物试验”与“实 验室试验”。
&1、晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等 强温度”。
8- 2、金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢 的产生塑性变形的现象称为“蠕变”。
8- 3、金属的蠕变变形主要是通过“位错滑移” “原子扩散”等机理进行的
1、 蠕变过程可以用蠕变曲线来描述，按照蠕变 速率的变化，可将蠕变过程分为三个阶段： （
A、磨合阶段；
C）、恒速阶段和加速阶段。 B、疲劳磨损阶段；C减速阶
段；D不稳定阶段。
2、 不对称循环疲劳强度、耐久强度、疲劳裂纹 扩展门槛值、接触疲劳强度都属于（ C ） 产生的力学性能。
A、接触载荷； 荷；D化学载荷。
3、 生产上为了降低机械噪声，对有些机件应选 用（ 器稳定运转。 A、循环韧性； D比弹性模数。
4、 拉伸断口一般成杯锥状，由纤维区、放射区 和（ A A、剪切唇； 脆断区。
5、 根据剥落裂纹起始位置及形态的差异，接触 疲劳破坏分为点蚀、浅层剥落和（ B ） 三类。 A、麻点剥落；
B、深层剥落；
C、针
）三个区域组成。 B、瞬断区；
C韧断区；D、
B、冲击韧性； C弹性比功； A ）高的材料制造，以保证机
B、冲击载荷；
C交变载
状剥落； D、表面剥落。
6、 应力状态软性系数表示最大切应力和最大正 应力的比值，单向压缩时软性系数（v =0.25） 的值是（ D ）。
A 0.8 ;
B、0.5 ; C、1; D 2
7、 韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标， 是指材料断裂前吸收（
A
）和断裂
功的能力。 A 功; 形功；
、
塑
性
变
形
B、 弹性变
C、弹性变形功和塑性变形功； D
冲击变形功
&金属具有应变硬化能力，表述应变硬化行为 的Hollomon公式，目前得到比较广泛的应用， 它是针对真
实应力-应变曲线上的（ C 段。 A、弹性； 形； D断裂。
9、 因相对运动而产生的磨损分为三个阶段： (A 段。
)、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶 B、屈服； C、均匀塑性变
）阶
A、磨合阶段； B、疲劳磨损阶段；C跑合阶
段；D不稳定磨损阶段
10、 应力松弛是材料的咼温力学性能， 是在规定 的温度和初始应力条件下，金属材料中的 ( C
A、弹性变形； 力；
D屈服强度。
、随时间增加而减小的现象。
B、塑性变形；
C、应
11、 形变强化是材料的一种特性，是下列 (
C、阶段产生的现象。
B、冲击变形；
C、均匀塑性
A、弹性变形；
变形；D屈服变形。
12、 缺口引起的应力集中程度通常用应力集中系 数表示，应力集中系数定义为缺口净截面上的 ( A、与平均应力之比。
A、最大应力；B、最小应力； C屈服强度；D、 抗拉强度。
13、 因相对运动而产生的磨损分为三个阶段： ( A )、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶 段。 A、磨合阶段； B、疲劳磨损阶段；C轻微磨 损阶段；D不稳定磨损阶段。
14、 在拉伸过程中，在工程应用中非常重要的曲 线是（B ）。
A、力一伸长曲线； B、工程应力一应变曲
线； C真应力一真应变曲线。
15、 韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标， 是指材料断裂前吸收（A A、塑性变形功和断裂功； 变形功和断裂功； 形功； D塑性变形功。
16、 蠕变是材料的高温力学性能，是缓慢产生 （ B ）直至断裂的现象。 A、弹性变形； 损； D疲劳。
17、 缺口试样中的缺口包括的范围非常广泛， 下 列（C
）可以称为缺口。
B、塑性变形；
C、磨
）的能力。
B、弹性
C、弹性变形功和塑性变
A、材料均匀组织；B、光滑试样；C内部裂纹； D化学成分不均匀。
18、 最容易产生脆性断裂的裂纹是（ 纹。
A、张开； B、表面； C、内部不均匀； D 闭合 19、空间飞行器用的材料，既要保证结构的刚度， 又要求有较轻的质量，一般情况下使用 ( C )的概念来作为衡量材料弹性性能 的指标。 A、杨氏模数；B、切变模数；C弹性比功；D、 比弹
A ） 裂
性模数。
20、 KI的脚标表示I型裂纹，I型裂纹表示 ( A )裂纹。 A、张开型； 组合型。 21.
下列哪项不是陶瓷材料的优点 (
b)耐腐蚀 c)耐磨损 d)
D)
B、滑开型；
C、撕开型；
D
a)耐高温 塑性好 22. (A ) a) 高 等
对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强 度
b) 低
d) 不确定
c) 相
23. 今欲用冲床从某薄钢板上冲剪出一定直径的 孔，在确定需多大冲剪力时应采用材料的力学性 能 指标为(C ) a） 抗压性能 能c）抗剪切性能 24.
b） 弯曲性 d）疲劳性能
（B ）
工程中测定材料的硬度最常用
a） 刻戈ij 法 法 25.
c）回跳法
b） 压入 d）不确定
细晶强化是非常好的强化方法，但不适用 于
（A ） a） 高温 温 d）低温 26.
机床底座常用铸铁制造的主要原因是 （C ）
b） 中温
c） 常
a）价格低，内耗小，模量小 b）价格低，内 耗小，模量高
c）价格低，内耗大，模量大 d）价格高，内 耗大，模量高 27.
应力状态柔度系数越小时，材料容易会发
生（ B ) a) 韧性断裂 形
b）脆性断裂
c)
塑性变 )
d）最大正应力增大
b） 滑开型
29. 裂纹体变形的最危险形式是（ A a）张开型 型
c) 撕开 d）混合型
30.韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性 材料（B ）
a) 增大缺口半径
b)
增大加载速 d） 减小 B )
度 c）升高温度 晶粒尺寸
31. 腐蚀疲劳正确的简称为（
a) SCC d) HE
b) CF
c) AE
32.高强度材料的切口敏感度比低强度材料的切 口敏感度（A ） a） 高 等 （ 力
B）
b）引入表面压应
d）引入内
c）引入内部压应力
b） 低
d） 无法确定
c） 相
33 .为提高材料的疲劳寿命可米取如下措施 a）引入表面拉应力 部拉应力
34.工程上产生疲劳断裂时的应力水平一般都比 条件屈服强度（ a） 高 样 36、
B） b） 低
d） 不一定
下列不是金属力学性能的 ( D )
B、硬度 D压力加工性能
C、 c） 一
A、强度 韧性
37、 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
(B )
A、强度和硬度 强度和韧性
B、强度和塑性 D塑性和韧性
C、
38、 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
强度 D抗拉强度 39 、拉伸
|实验中，试样
为
( D )
A、冲击 B、多次冲击
荷
D 静态力
40 、 属
于材料物理
D )
C、疲劳
所受的力
C、交变载
性能的
(
C ) B、 硬度
A、 强度 性
C、热膨胀
D 耐腐蚀性
用的
41 、 常 是
塑性：
判断依据
(
性
A )
B、塑性和韧
D断后
A断后伸长率和断面收缩率
C、断面收缩率和塑性
伸长率和塑性
42、 工程上所用的材料，一般要求其屈强 比
（ C ）
A、越大越好 但不可过大
B、越小越好 D小些，但不可过小
C、大些,
43、 工程上一般规定，塑性材料的5 为
B )
AA 1%
B、》5% D、
> 15%
44、 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 （B ） A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏
硬度 D以上方法都可以
45、 不宜用于成品与表面薄层硬度测试方 法
（ A ）
A、布氏硬度 硬度
B、洛氏硬度
C、维氏
D以上方法都不宜
（ b ）
46、 用金刚石圆锥体作为压头可以用来测 试
A、布氏硬度 硬度
B、洛氏硬度 C、维氏
D以上都可以
47、 金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、 应 而
力
集
中 （b B、变差
程 度 ） C无影响
加
剧 D、
A变好
难以判断
48 、 判断韧性 的依据 是
（
A、强度和塑性
性 C冲击韧度和多冲抗力 韧度和强度
c ）
B、冲击韧度和塑
D冲击
49 、 金属疲劳的判 是
J断依据
（
A、强度 度
d )
C、抗拉强
B、 塑性
D疲劳强度
50、 材料的冲击韧度越大，其韧性 就 （ A、越好 难以确定
51. 通常用来评价材料的塑性高低的指标是 （A） A比例极限 D杨氏模量
52. 在测量材料的硬度实验方法中（C ）是直接 测量压痕深度并以压痕深浅表示材料的硬 度A布氏硬度 B洛氏硬度 硬度 D肖氏硬度
53. 下列关于断裂的基本术语中，哪一种是指断 裂的缘由和断裂面的取向（B ）
A 解理断裂、沿晶断裂和延性断 裂 B正断和切断 C 穿晶断裂和沿晶断 裂
D韧性断裂
C维氏
B抗拉强度
C延 伸率
a ）
B、越差
C无影响
D、
和脆性断裂 54. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的 能力叫（B） A 强度
B 硬
度 C 塑性 D 弹性
55、金属的弹性变形是晶格中 ---------- 。 （A）
A、原子自平衡位置产生可逆位移的反应。 B、原子自平衡位置产生不可逆位移的反应。 C原子自非平衡位置产生可逆位移的反应。 D、原子自非平衡位置产生不可逆位移的反应。 56、在没当原子间相互平衡力受外力作用而受到 破坏时，原子的位置必须作相应调整，即产生位 移，以期外力、引力和( C )三者达到新
的平衡。
A、作用力B、平衡力C斥力D张力
57、 金属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( a )。 A、不大、b、不确定c、很大
58、 金属产生滞弹性的原因可能与 (
a )有关。
A、晶体中点缺陷的移动 b、晶体中线缺陷的
移动c、晶体中点阵滑移d、晶体晶界缺陷
59、 根据应力-应变曲线的特征，可将屈服分为 ( c )三种。 (1)非均匀屈服(2) 均匀屈服(3)连续屈服(4)间隔屈服
a、 (1) (3) (4)b(1) (1)
(2) (3)d、(2) (3) (4)
(2) (4)c、
60、 影响屈服强度的内因(D)
(1) 基体金属的本性及晶格类型 (2) 溶质原 子(3)
晶粒大小和亚结构(4) 第二相
a、( 1) (3) (4)b、 (1) (2) (4)c、
d、(1) (2) (3) (4) (2) (3) (4) 6
61、 2、影响屈服强度的外因(a) 度(2) 应变速率增大(3) 应力状态
⑴ 温
a、 (1) (2) (3)b、 (2) d、(2) (3)
(1) (3)c、 (1)
62、 应变硬化指数n:反映(b ) A 金属材料抵抗均匀脆性变形的能力。 B、金属 材料抵抗均匀塑性变形的能力。 C金属材料 抵抗不均匀塑性变形的能力。 D金属材料抵 抗不均匀脆性变形的能力。 63、应变硬化指数n的意义(c)
(1) n较大，抗偶然过载能力较强；安全性 相对较好；(2) 反映了金属材料抵抗、阻止 继续塑性变形的能力，表征金属材料应变硬化的 性能指标，(3) 应变硬化是强化金属材料的 重要手段之一，特别是对不能热处理强化的材 料；(4) 提高强度，降低塑性，改善低碳钢 的切削加工性能。 A、(1) (2) (3) b、(1) (2) (4) c、(1)
(2) (3) (4) d、(2) (3) (4)
a ) (1)细化晶
64、影响塑性的因素( 粒，塑性提高
⑵软的第二相塑性提高；固溶、硬的第二相 等，塑性降低。(3)温度提高，塑性提高 A、(1) (2) (3) b、(1) (2) c、(1) (3) d、(2) (3) 65、 韧性断裂的断裂特点( b )
① 断裂前发生明显宏观塑性 变
形® >5%，断裂面一般平行于最大切应力， 并与主应力成45°，断口呈纤维状，暗灰色；
②
屈服强度；
慢，消耗大量塑性变形能。
A、(1) (2) b、(1) (2) (3) c、(1) (3) d、 (2) (3) 66、 脆性断裂的断裂特点(
B)
断裂时的名义应力高于
③裂纹扩展
① 断裂前不发生明显塑性 变
形屮<5%断裂面一般与正应力垂直，断口平 齐而光亮，常呈放射状或结晶状；
②
快速、突 然。
A、(1) (2) b. (1) (2) (3) c、(1) (3) d、 (2) (3) 67、 解理裂纹扩展的条件：(b )
断裂时材料承受的工作
应力往往低于屈服强度一低应力断 裂； ③裂纹扩展
(1) 存在拉应力；(2)表面能Y s较低；(3)
裂纹长度大于临界尺寸。
A、(l)(2)b、(l)
(2) (3) c、(1) (3) d、
68、 应力状态软性系数(
(2)(3)
c )
单向拉伸： a =()扭转：a =()单向压缩：a = () 0.5 C
0.8 、
A、 1.0 0.5
0.8
2.0 D
0.5 0.7
1.0 B、
、
0.8 0.8 2.0
69脆性金属材料在拉伸时产生正断， 塑性变形 、
几乎为零，而在压缩时除能产生一定的塑性变形 外，常沿与轴线(d )°方向产生切断。 30; b、 35; c、 40; d、 45
A、
70、 为防止压缩时试件失稳，试件的高度和直径 之比应取( b ) A、0.5〜2.0 B、 1.5〜2.0 C、1.5〜2.5 D 1.0〜2.0 71、 扭转试验具有如下特点：
(a )
(1) .扭转的应力状态软性系数0.8，比拉伸时 的大，易于显示金属的塑性行为。
(2) .试样扭转时，塑性变形均匀，没有缩颈现 象。能精确地反映出高塑性材料，直至断裂前的 变形能力和强度。
(3) .表面切应力最大，能较敏感地反映出金属 表面缺陷及表面硬化层的性能。
(4) .不仅适用于脆性也适用于塑性金属材 料。 A、(1) (2) (3) (4) B、(1) (2)
(3) C、(1) (3) (4) D (2) (3) (4)
)，塑性(
),
72、 缺口使塑性材料强度(
这是缺口的第二个效应。( c) A、提高 提 咼 B、提咼 不变 C、提咼 降低 D、不 变 降低
73、 冲击载荷与静载的主要差异：(b ) A、 应力大小不同 B、加载速率不同 C应力方向 不同 D加载方向不同
74、 如果在一定加载条件及温度下：(b)
材料产生正断，则断裂应力变化不大，随 应
变率的增加塑性();
如果材料产生切断，则断裂应力随着应变 率
提高显著()，塑性的变化()A、增大 增 加 变大B、减小 增加 小 大
75、 新标准冲击吸收能量K的表示方法：KV2的 意义（ D ） A U型缺口试样在2mm罢锤 刀刃下的冲击吸收能量，表示为 KV2
B、V型缺口试样在2m摆锤刀刃下的冲击吸收能 量，表示为KV2
C V型缺口试样在2cm摆锤刀刃下的冲击吸收 能量，表示为KV2
D V型缺口试样在2mm摆锤刀刃下的冲击吸收 能量，表示为KV2
76、 断裂是工程上最危险的换效形式。不是其特 点的是：（ b ）
（a）突然性或不可预见性； 性
（c）低于屈服力，发生断裂； 扩展引起。
（d）由宏观裂 （b）有一定的塑
增加 变小 D、减小
变大C减 减小 变
77、 不是裂纹扩展的基本形式的是（ A、张开型 型
78、 断裂判据正确地（a）
B、滑开型 C、撕开型
d） D、撕张
A KI < KIC
损安全）B、 C KI=KIC D KI > KIC 损安全）
有裂纹，但不会扩展（破
KI < KIC
临界状态
发生裂纹扩展，直至断裂
有裂纹，但不会扩展（破
c ）
79、疲劳现象及特点错误的（
A、疲劳是低应力循环延时断裂，即具有寿命的 断裂；B、疲劳是潜在的突发性脆性断裂； C疲劳对缺陷（缺口、裂纹及组织缺陷）不敏 感；D疲劳断口能清楚显示裂纹的萌生、 扩展 和断裂。
80、疲劳宏观断口特征，不是断口区域：（c） A、疲劳源b、疲劳区、c、滑开区 断区
•简答题论述题
1、 金属的弹性模量主要取决于什么？为什么说它 是一个对结构不敏感的力学性能?答：金属的 弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的 结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，
d、
瞬
所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是 弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分 和组织会对材料的强度（如屈服强度、抗拉强度） 有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 2. 影响屈服强度的因素
答：与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈 服强度位错增值和运动
晶粒、晶界、第二相等外界影响位错运动的因 素 主要从内因和外因两个方面考虑
3、 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？
答：缺口冲击韧性试验能评定的材料是
低、中强度的体心立方金属以及 Bb, Zn,这些 材料的冲击韧性对温度是很敏感的。对高强度 钢、铝合金和钛合金以及面心立方金属、陶瓷材 料等不能用此方法检验和评定。
4、 在评定材料的缺口敏感应时，什么情况下宜 选用缺口静拉伸试验？什么情况下宜选用缺口偏 斜拉伸?什么情况下则选用缺口静弯试 验？ 答：缺口静拉伸试验主要用于比
较淬火低中温回火的各种高强度钢， 各种高强度 钢在屈服强度小于1200MPa寸，其缺口强度均随 着材料
屈服强度的提高而升高；但在屈服强度超 过1200MPS以上时，则表现出不同的特性，有的 开始降低，有的还呈上升趋势。
缺口偏斜拉伸试验就是在更苛刻的应 力状
态和试验条件下，来检验与对比不同材料或 不同工艺所表现出的性能差异。
缺口试样的静弯试验则用来评定或比较结构钢 的缺口敏感度和裂纹敏感度。
5、 如何提高陶瓷材料的热冲击抗 力?
答：在工程应用中，陶瓷构件的
失效分析是十分重要的，如果材料的失效，主要 是热震断裂，例如对高强、微密的精细陶宠，贝V 裂纹的萌生起主导作用，为了防止热震失效提高 热震断裂抗力，应当致力于提高材料的强度，并 降低它的弹性模量和膨胀系数。若导致热震失效 的主要因素是热震损坏，这时裂纹的扩展起主要 作用，这时应当设法提高它的断裂韧性，降低它 的强度
6、 疲劳断口有什么特点?
答：有疲劳源。在形成疲劳裂纹之后， 裂
纹慢速扩展，形成贝壳状或海滩状条纹。这种 条纹开始时比较密集，以后间距逐渐增大。由于 载荷的间断或载荷大小的改变，裂纹经过多次张 开闭合并由于裂
纹表面的相互摩擦，形成一条条 光亮的弧线，叫做疲劳裂纹前沿线，这个区域通 常称为疲劳裂纹扩展区，而最后断裂区则和静载 下带尖锐缺口试样的断口相似。对于塑性材料， 断口为纤维状，对于脆性材料，则为结晶状断口。
总之，一个典型的疲劳断口总是由疲劳源， 疲劳 裂纹扩展区和最终断裂区三部份构成。 7、 如何提高材料或零件的抗粘着磨损能 力？
答：
1、 注意一对摩擦副的配对。不要用淬 硬
钢与软钢配对；不要用软金属与软金属配 对。
2、 金属间互溶程度越小，晶体结构不
同，原子尺寸差别较大，形成化合物倾向较大的 金属，构成摩擦副时粘着磨损就较轻微。
3、 通过表面化学热处理，如渗硫、硫
氮共镕、磷化、软氮化等热处理工艺，使表面生 成一化合物薄膜，或为硫化物，磷化物，含氮的 化合物，使摩擦系数减小，起到减磨作用也减小 粘着磨损。
4、改善润滑条件。
8. 简述材料性能的分析方法。
答：对材料性能的分析，常有如下四种不同的方 法 A.黑箱法：由于不知道或不需要知道材料内部 的结
构，认为材料是一个黑箱；可从输入和输出 信息的实验关系来定义或理解性能
B相关法（灰箱法）：随着对材料结构的不断认识， 及对材料实验数据的不断积累，材料的结构部分 已知，从而可用统计的方法建立起性能与结构之 间相关性的经验方程。
C过程法（白箱法）：在深入了解材料内部结构 的本质、并掌握材料的行为过程机制的情况下， 可从材料的结构参数去计算或预测材料的各种 性能。 D环境法：材料的性能，除与材料的成分和结构 有关外，还与外界的环境条件有关。即从环境条 件对材料的作用角度去研究材料的性能。
9. 解释形变强化的概念，并阐述其工程意义。 答：拉伸试验中，材料完成屈服应变后，随应变 的增加发生的应力增大的现象，称为形变强化。 材料的形变强化规律，可用 Hollomon公式S=K £ n描述。
形变强化是金属材料最重要的性质 之
一，其工程意义在于：1）形变强化可使材料 或零件具有抵抗偶然过载的能力，阻止塑性变形 的继续发展，保证材料安全。2）形变强化是工 程上强化材料的重要手段，尤其对于不能进行热 处理强化的材料，形变强化成为提高其强度的非 常重要的手段。3）形变强化性能可以保证某些 冷成形如冷拔线材和深冲成
形等工艺的顺利进
行。
10简述布氏硬度试验方法的原理、计算方法和 优缺点。
答：a）测试原理：用一定的压力 P将直径为D 的淬火钢球或硬质合金球压入试样表面，保持规 定的时间后卸除压力，于是在试件表面留下压痕
（压痕的直径和深度分别为 d和h）。布氏硬度 用单位压痕表面积 A上所承受的平均压力表 示。 b） 计算方法： HB PP 综合平均性能。 度。
缺点：1）不能测试薄件或表面硬化层的硬 度。 2）试验过程中，常需要更换压头和实验载荷, 耗费人力和时间 11.解释平面应力和平面应变状态，并用应力应 变参数表述这两种状态。
答：对薄板，由于板材较薄，在厚度方向上可以 自由变形，即z 0。这种只在两个方向上存在 应力的状态称为平面应力。
对厚板，由于厚度方向变形的约束作用，使得z 方向
A Dhc） 优缺点：
优点：1） 分散性小，重复性好，能反映材料的
2）可估算材料的抗拉强
不产生应变，即z 0,这种状态称为平面 应变。 12•什么是低温脆性？并阐述低温脆性的物理本 质。 答：材料因温度的降低由韧性断裂转变为脆性断 裂，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集 型变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状 的现象，称为低温脆性或冷脆
低温脆性是材料屈服强度随温度的下降而急剧 增加、但材料的断裂强度Z f却随温度变化较小 的结果。 13. 弯曲试验与拉伸试验相比有什么特点。
答1）弯曲试验试样形状简单、操作简便。同时 弯曲试验不存在拉伸试验时的试样偏斜对试验 结果的影响
2）弯曲试样表面应力最大，可较灵敏地反 映材料表面缺陷。
14. 与常温下力学性能相比，金属材料在高温下 的力学行为有哪些特点？ 答：与常温下力学性 能相比，金属材料在高温下的力学行为有如下特 占： 八\\、•
（1） 材料在高温下将发生蠕变现象。即在应力 恒定的情况下，材料在应力的持续作用下不断地 发生变形。
（2） 材料在高温下的强度与载荷作用的时间有 关
了。载荷作用的时间越长，引起一定变形速率 或变形量的形变抗力及断裂抗力越低。
（3） 材料在高温下工作时，不仅强度降低，而 且塑性也降低。应变速率越低，载荷作用时间越 长，塑性降低得越显著。因而在高温下材料的断 裂，常为沿晶断裂。
（4） 在恒定应变条件下，在高温下工作的材料 还会应力松弛现象，即材料内部的应力随时间而 降低的现象。
15. 与常规晶粒材料相比，纳米材料的力学 性能主要有哪些不同？
答:纳米材料的力学性能与常规晶粒材料的不同 之处在于：（1）纳米材料的弹性模量较常规晶粒 材料的弹性模量降低了 30%~50%（ 2）纳米纯金 属的硬度或强度是大晶粒（＞1 a m）金属硬度或强 度的2~7倍。（3 ）纳米材料可具有负的
Hall-Petch 关系，即随着晶粒尺寸的减小，材 料的强度降低。（4 ）在较低的温度下，如室温附 近脆性的陶瓷或金属间化合物在具有纳米晶时， 由于扩散的相变机制而具有塑性或是超塑性。（4 分） 16. 简述洛氏硬度试验方法的优缺点。
答：洛氏硬度试验的优点是：（1）因有硬质、软 质两种压头，故适于各种不同硬质材料的检验， 不存在压头变形问题。（2）因为硬度值可从硬度 机的表盘上直接读出，故测定洛氏硬度更为简便 迅速，工效高。（3）对试件表面造成的损伤较小， 可用于成品零件的质量检验。（4）因加有预载荷， 可以消除表面轻微的不平度对试验结果的影 响。
洛氏硬度的缺点是：（1）洛氏硬度存在人为的定 义，使得不同标尺的洛氏硬度值无法相互比较， 不象布氏硬度可以从小到大统一起来。（2）由于 压痕小，所以洛氏硬度对材料组织的不均匀性很 敏感，测试结果比较分散，重复性差，因而不适 用具有粗大组成相或不均匀组织材料的硬度测 ^定。
17冲击弯曲试验主要用途有哪些用途？ 1. 2.
控制原材料的冶金质量和热加工后的产品 质根据系列冲击试验（低温冲击试验）可得 AK值量，即将AK值作为质量控制指标使用。 与温度的关系曲线，测定材料的韧脆转变 温度。
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