PDF《《 材料性能学》期末考试试卷 标准答案》

1 分,理由

2 分) 灰铸铁――布氏 仪表黄铜小齿轮――维氏 高速钢刀具――洛氏 A 标准答案DD共(6)页,第(3)页 硬质合金――维氏 渗氮层硬度分布――显微硬度 渗碳淬火齿轮――洛氏 淬火钢――洛氏 精轧轧辊表面――肖氏硬度 布氏用于低硬度,洛氏用于淬火钢,维氏用于高硬度及薄件,显微硬 度用于显微组织,肖氏硬度用于高精表面. 五(12 分) 何谓主平面? 单元体上只存在正应力而不存在切应力的平面. 何谓主应力?主应力之间有何关系? 主平面上的三个正应力用σ

1、σ

2、σ3表示称主应力.σ1>σ2>σ3 分别写出单向拉伸应力状态和单向压缩应力状态的张量表达式. 单向拉伸应力状态 ( )

1 0

0 0

0 0

0 0

0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? σ = σ 单向压缩应力状态 ( )

3 0

0 0

0 0

0 0

0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? σ = σ 六(16 分) (1)加载规范对疲劳寿命有何影响? 在过载损伤区的过载将降低材料的疲劳寿命 次载锻炼提高材料的疲劳寿命 A 标准答案DD共(6)页,第(4)页 间歇效应空载或适当间歇提高材料的疲劳寿命 载荷频率提高可以提高材料的疲劳寿命,低于 1Hz 的加载,疲劳强度有所 降低. (2)为什么表面强化可以提高疲劳寿命?表面强化有哪些方法? 表面强化处理产生表面残余压应力,抵消工作应力,表面强化提高了表面 的疲劳强度. 表面强化的方法

1 表面喷丸及滚压 产生残余压应力抵消部分表层工作压力

2 表面热处理和化学处理 表硬心韧

3 复合强化 渗氮+表面淬火 渗碳+喷丸 表面淬火+喷丸 (滚压) 疲劳强度 合成总应力 表面强化层 外加应力 残余应力 表面强化提高疲劳极限示意图 七 氢致延滞断裂的机理是什么?试解释为什么其只在一定温度范围内 与低应变速率下出现.(10 分) 氢致延滞断裂的机理是氢聚集在位错周围并随位错一起运动,位错 的塞积造成氢的集,使材料变脆导致裂纹的产生. 氢聚集在位错周围并随位错一起运动是有一定条件的, 温度很低时, A 标准答案DD共(6)页,第(5)页 氢的扩散能力很低,跟不上位错的运动,温度很高时,氢的扩散能力很 高,位错周围形不成氢的气团都不会出现氢致延滞断裂,只有温度合适 时氢才会聚集在位错周围并随位错一起运动形成氢脆.如果应变速率很 高,氢的扩散能力永远跟不上位错的运动,也不会出现氢致延滞断裂, 因此只在低应变速率下出现. 八(12 分) (1) 何为低温脆性?其本质是什么? 低温脆性是指金属材料在低温变脆的现象. 从宏观角度分析,材料低温脆性的产生与其屈服强度σ S和断裂强度σ C随 温度的变化有关,如图所示. σ S、 ' s σ 、和σ C随温度变化示意图 (2) 何为钢的韧脆转化温度?如何测定韧脆转化温度? 上图中两曲线的交叉点所示温度即为韧脆转化温度.可通过系列 冲击实验画出冲击功-温度曲线,根据能量法、断口形貌法、0.4α kmax法求出韧脆转化温度. A 标准答案DD共(6)页,第(6)页