发布时间 : 星期五 文章材料力学性能习题及解答库更新完毕开始阅读
必伴有形变强化。 特征 表面接触应力较小，摩擦力较大或表面质量较差时易产生。 出现在表面粗糙度低，纯滚动或相对滑动小、接近纯滚动的场合。 表面硬化机件强度太低，硬化层深不合理，梯度太陡或过渡区存在不利的应力分布都易造成深层剥落。 8、试从提高疲劳强度、接触疲劳强度、耐磨性的观点，分析化学热处理时应注意的事项。 答：对工件进行相应化学热处理，可以提高工件的疲劳强度、接触疲劳强度、耐磨性，但是在进行化学热处理时，应注意：选择合适的化学热处理；要有一定的渗层梯度；等等；（具体见有关书籍）
第八章 习题与答案
1、解释下列的名词：
（1）等强温度：晶粒与晶界两者强度相等的温度。 （2）约比温度：表征试验温度与金属熔点之间的比值。
（3）蠕变：金属在长时间的恒温、恒载作用下缓慢产生塑性变形的现象。 （4）稳态蠕变：蠕变速度几乎保持不变的现象。
（5）扩散蠕变：在高温条件下，大量原子和空位定向移动造成的蠕变现象。 （6）持久伸长率：在高温持久试验后，试样断裂后的伸长率。 （7）蠕变脆性：材料在高温下发生蠕变后，塑性下降的现象； （8）松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能。 2、说明下列力学性能指标的意义：
（1）??t：表征在规定温度下，使试样产生规定稳态蠕变速率的最大应力。
t（2）??/?：表征在规定温度下和在规定的试验时间内，使试样产生一定蠕变总伸长率的最
大应力。
（3）??t：表征金属材料的持久强度极限。
（4）?sh：表征应力松弛试验中，任一时间试样上所保持的应力。
3、试说明高温下金属蠕变变形的机理与常温下金属塑性变形的机理有何不同？
答：高温下金属蠕变变形的机理是通过位错滑移、原子扩散引起的；而金属塑性变形主要是由滑移和孪生引起的。（具体见有关资料）
4、试说明金属蠕变断裂的裂纹形成机理与常温下金属断裂的裂纹形成机理有何不同？ 答：金属蠕变断裂的裂纹形成机理有两种方式：在三晶粒交会处形成楔形裂纹；在晶界上由空洞形成晶界裂纹。常温下金属断裂的裂纹形成机理有很多，如：位错塞积理论、柯垂耳位错反应理论、微孔聚集长大等方式。
5、Cr-Ni奥氏体不锈钢高温拉伸持久试验的数据列于下表： 温度（℃） 应力（MPa） 断裂时间（h） 温度（℃） 480 540 550 620 700 345 600 410 480 515 550 170 650 205 240 275 310 1670 435 112 23 3210 268 112 45 24 43895 12011 2248 762 198 810 730 650 应力（MPa） 断裂时间（h） 345 375 410 120 135 170 195 235 70 88 105 120 135 170 95 64 25 17002 9534 812 344 61 15343 5073 1358 722 268 28 (1) 画出应力与持久时间的关系曲线。 (2) 求出810℃下经受2000h的持久强度极限。 (3) 求出600℃下20000h的许用应力。
6、试分析晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响。
答：当使用温度低于等强温度时，细晶粒钢有较高的强度；当使用温度高于等强温度时，粗晶粒钢及合金有较高的野蛮极限和持久强度极限。但是晶粒太大会降低高温下的塑性和韧性。对于耐热钢及合金来说，随合金万分及工作条件不同有一最佳晶粒度范围。
7、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？
答：晶界沉淀相能够强化晶界，它可以强烈的阻止位错的滑移，所以能大幅度提高材料的抗蠕变性能。（具体见有关资料）
第九章 习题与答案
1、解释下列名词：
（1）玻璃态：当聚合物材料受到外力作用时，只能通过改变主链上的键长、键角去适应外力，因此聚合物表现出的形变能力很小。形变量与外力大小成正比，外力一旦去除，形变立即恢复。由于该状态下聚合物表现出的力学性质与小分子玻璃很相似，所以将聚合物的这种力学状态称为玻璃态。
（2）高弹态：亦称橡胶态，指温度在Tg～Tf之间，链段已经能自由地旋转和运动，而整个大分子链不能进行相对移动。此时材料受外力作用时分子链伸长，发生高弹性变形，即弹性模量较小，形变量很大，拉伸时放热，但由于分子链的缠结，形变可逆，外力除去后，能回复原状。
（3）粘流态：当温度高于粘流温度tf时，聚合物的分子链在外力作用下可进行整体相对滑动，呈粘性流动，导致不可逆永久变形，这种状态则是粘流态。 （4）粘性：通常把无屈服应力出现的流动变形称为粘性。 （5）粘性变形：将粘流态下的永久变形称为粘性变形。
（6）粘弹性：聚合物在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学性能称为粘弹性。
（7）银纹：在拉应力作用下，非晶态聚合物的某些薄弱地区，因应力集中产生局部塑性变形，结果在其表面和内部会出现闪亮的、细长形的“类裂纹”，称为银纹。 2、试述聚合物材料的结构特征与性能特点？
答：高分子材料的结构特征有：○1聚合物长重复链节的数目（聚合度）可以不一样，因而聚合物中各个巨分子的相对分子质量不一定相同。聚合物实际上是一个复合物，其相对分子质量只能平均相对分子质量表达；○2聚合物长链有构象、构型的变化，加之可以是几种单体的聚合，从而形成共聚、嵌段、接枝、交联等结构上的变化；○3分子之间可以有各种相互排列，如取向、结晶等。 聚合物的性能特点：（1）密度小（2）高弹性（3）弹性模量小（4）粘
弹性明显。
3、线型非晶态聚合物力学性能三态是什么？各有何特点？
答：线型非晶态聚合物的力学行为随温度不同而发生变化，可处于玻璃态、高弹态和粘流态三种力学状态。玻璃态: 当聚合物材料受到外力作用时，只能通过改变主链上的键长、键角去适应外力，因此聚合物表现出的形变能力很小。形变量与外力大小成正比，外力一旦去除，形变立即恢复。由于该状态下聚合物表现出的力学性质与小分子玻璃很相似，所以将聚合物的这种力学状态称为玻璃态。高弹态: 亦称橡胶态，指温度在Tg～Tf之间，链段已经能自由地旋转和运动，而整个大分子链不能进行相对移动。此时材料受外力作用时分子链伸长，发生高弹性变形，即弹性模量较小，形变量很大，拉伸时放热，但由于分子链的缠结，形变可逆，外力除去后，能回复原状。粘流态:当温度高于粘流温度tf时，聚合物的分子链在外力作用下可进行整体相对滑动，呈粘性流动，导致不可逆永久变形，这种状态则是粘流态。
4、试述线型非晶态聚合物和结晶态聚合物应力-应变曲线的区别？
答：由于线型非晶态聚合物的力学行为随温度不同而变化，可处于玻璃态、高弹态和粘流态三种力学状态。三种状态下聚合物的变形能力不同，弹性模量也不同，所以它们的应力-应变曲线也不同（具体见课本第六章）；结晶态聚合物由于晶内的链段无法运动，因此结晶度高的聚合物不存在高弹性，但具有较高的强度和硬度。从其应力-应变曲线上可以看出，当结晶聚合物出现屈服后，原有的结构开始破坏，试样上出现缩颈，并沿长度方向不断扩展（具体见课本第六章）。
5、聚合物为什么会产生粘弹性？
答：由于聚合物的普通弹性变形是依靠主键键长的微量伸缩和键角的微小变化来实现的，其余的变形是通过巨分子链构象的变化实现的，改变分子链构象需要时间，由此产生的变形就与时间有关，表现为应变落后于应力。聚合物在外力作用下，便有弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为，从而产生了粘弹性。 6、试述银纹和裂纹的区别？
答：银纹中含有空洞，还称为银纹质的聚合物，而裂纹不含聚合物。在银纹区仍有力学强度，但其密度低，银纹具有可逆性，在压应力作用下或经玻璃化温度以上退火处理，银纹将会减少和消失。
第十章 习题与答案