第一套答案
一、名詞解釋（每題4分，共12分）
低溫脆性：材料隨著溫度下降，脆性增加，當其低於某一溫度時，材料由韌性狀態變為脆性狀態，這種現象為低溫脆性。
疲勞條帶：每個應力週期內疲勞裂紋擴充套件過程中在疲勞斷口上留下的相互平行的溝槽狀花樣。
韌性：材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力。
二、填空題(每空1分，共30分)
1、滾動摩擦，滑動摩擦。幹、溼（流體），邊界，混合，幹。
2、△，20～60℃，高，安全，上限。
3、大，低，敏感。
4、剪下唇，纖維區，放射區，杯錐。
5、高，應力，低，應變，高周（應力）
6、下降，減小，減小
7、抗磁性，順磁性，鐵磁性
三、問答題（共20分）
1、答：（4分）
衡量彈性高低用彈性比功ae=σe2/e。由於彈性比功取決於彈性極限和彈性模量，而材質一定，彈性模量保持不變，因此依據公式可知提高彈性極限可以提高材料的彈性比功，改善材料的彈性。（4分）
2、答：（4分）
不能判定斷裂一定為脆性斷裂。（1分）韌性和脆性斷了依據斷口的巨集觀形貌和變形特徵來判定，單純從微觀斷口上的某些特徵不能確定斷裂一定屬於脆斷。（2分）逆著河流的方向可以找到裂紋源。
（1分）
3、答：（6分）
kic代表的是材料的斷裂力學效能指標，是臨界應力場強度因子，取決於材料的成分、組織結構等內在因素。ki是力學參量，表示裂紋尖端應力場強度的大小，取決於外加應力、尺寸和裂紋型別，與材料無關。（3分）
kic稱為平面應變的斷裂韌性，kc為平面應力的斷裂韌性。對於同一材料而言，kic4、答（6分）：
（1）溫度的影響：金屬電阻隨溫度的公升高而增大；（2分）
（2）冷塑性變形和應力的影響：冷塑性變形使金屬的電子率增大，拉應力使電阻率上公升，壓應力使電阻率下降；（2分）
（3）合金化對導電性的影響：一般情況下，形成固溶體和金屬化合物時電阻率增高，多相合金的電阻率與組成相的導電性、相對量及形貌有關。（2分）
四、分析題（共30分）
1、答：（12分）
布氏硬度、維氏硬度測試原理基本上一致，以壓頭在試件表面留下的壓痕上承受的平均應力表示材料的硬度。洛氏硬度則是以壓痕的深淺表示材料的硬度。（3分）
壓痕特點：布氏硬度為球冠；洛氏硬度hrc為圓錐坑，hrb為球冠；維氏硬度為四稜錐坑。（3分）
滲碳層的硬度梯度：顯微維氏硬度hv。（1分）
淬火鋼：洛氏硬度hrc。（1分）
灰口鑄鐵：布氏硬度hbs。（1分）
高速鋼刀具：洛氏硬度hrc。（1分）
氮化層硬度：（顯微）維氏硬度hv。（1分）
退火態20鋼：布氏硬度hbs。（1分）
2、答：（10分）
塑性：材料受到外力作用產生塑性變形而不破壞的能力。（2分）
塑性衡量：(1)40crnimo調質鋼：液壓萬能材料試驗機，單向拉伸實驗。（2分）
(2)20cr滲碳淬火鋼：扭轉試驗機，扭轉實驗。（2分）
(3)淬火、回火w18cr4v鋼：液壓萬能材料試驗機，彎曲實驗。（2分）
(4)灰鑄鐵：液壓萬能材料試驗機，壓縮實驗。（2分）
3、答：（8分）
呈現不同的磁性能是因為熱處理前後其組織發生了變化（2分）。鋼的所有組織中，除奧氏體為順磁性外，其他組織均為強鐵磁性組織（2分）。急冷淬火時其組織主要為奧氏體，因此呈現順磁性（2分），緩冷時，則出現了其他的組織，因此呈現鐵磁性（2分）。
五、證明題（8分）
設空氣為介質1，透明玻璃為介質2，光進入到玻璃之前的能量為w1,進入到玻璃之後光的能量為w2，再次進入到空氣中後的能量為w3，則透過後的光強係數應為w3/w1（2分）。則有
1分）1分）
1分）1分）
1分）1分）
證畢第二套答案
一、名詞解釋（每題3分，共12分）
缺口強化：缺口的存在使得其呈現屈服應力比單向拉伸時高的現象。
50%fatt：衝擊試驗中採用結晶區面積佔整個斷口面積50%時所對應的溫度表徵的韌脆轉變溫度。
破損安全：構件內部即使存在裂紋也不導致斷裂的情況。
應力疲勞：疲勞壽命n>105的高周疲勞稱為低應力疲勞，又稱應力疲勞。
二、填空題(每空1分，共28分)
1.滑動摩擦，滾動摩擦，滑動摩擦，滾子式，滑動摩擦、滾動摩擦，粘著磨損。
2.彈性變形，屈服，均勻塑性變形，不均勻集中塑性變形，杯錐狀，剪下唇，纖維區，放射狀結晶區，韌性（塑性，延性，剪下，穿晶，微孔聚合、長大模式）
3.彈性變形功，塑性變形功，斷裂功，極為敏感，敏感，不敏感。
4.鐵磁性材料，順磁性材料，抗磁性材料。
5.臨界溫度，臨界電流密度，臨界磁場。
三、簡答題（共25分）
1.答：（本小題4分）
在三向應力的作用下，使得試樣心部因夾雜物或第二相質點破裂等原因而形成微孔（微孔形核），微孔不斷長大形成微裂紋，微裂紋聚合在一起形成裂紋。
微觀形貌特徵：韌窩。（4分）
2.答：（本小題4分）
格里菲斯理論的基本假設：實際結構中往往存在微裂紋而不是理想的狀態。（1分）
σc=a為裂紋半長，e-楊氏模量，γ-表面能密度；（寫出上面任意乙個都可以）（2分）
適用條件：玻璃等脆性材料。（1分）
3.答：（本小題4分）
二者的彈性變形階段往往存**性階段，應力與應變呈正比關係，並且斜率基本相同。因為相同成分的鋼其彈性模量e基本保持不變，根據工程應力應變關係可知，e為斜率則相同。
4.答：（本小題6分）
按照壽命分為高周疲勞，低周疲勞（或者長壽命疲勞，短壽命疲勞）。（1分）。疲勞過程：
疲勞裂紋的形成，疲勞裂紋的擴充套件，（瞬時）斷裂。（2分）裂紋產生機制：表面滑移帶開裂；夾雜物與基體相介面分離或夾雜物本身斷裂；晶界或亞晶界開裂。
（3分）
5.答：（本小題7分）
（1）離子極化率。離子極化率越大，折射率越大。（1分）
（2）原子的密堆積方向。沿原子的密堆積方向，折射率大。（1分）
（3）同質異構體。高溫晶型的堆積密度較低，折射率較小，低溫晶型的堆積密度大，折射率較大。（2分）
（4）相同化學組成的材料你，玻璃的折射率比晶體的折射率小。（1分）
（5）應力的影響。施加拉應力時，在垂直應力的方向上折射率增加，而沿拉應力的方向折射率減小。壓應力則相反。（2分）
四、分析題（共20分）
1.答：（本小題8分）
e —彈性模量（彈性係數，彈性模數，楊氏模量）；（1分）
σe—彈性極限；（1分）
ae—彈性比功；（1分）
根據公式：ae =，將表中資料帶入計算可得：0.011。（3分）
彈性排序：銅《鋁《低碳鋼《彈簧鋼。（2分）
2.答：（本小題8分）
(1)20crmnti滲碳表面質量檢驗了——扭轉試驗機，扭轉試驗
(2)調質鋼的塑性——萬能材料試驗機（拉伸試驗機），拉伸試驗；
(3)車刀的塑性——萬能材料試驗機，彎曲試驗；
(4)鑄鐵基座的承載能力——萬能材料試驗機，壓縮試驗；
3.答：（本小題4分）
常用硬度及其標尺：
(1)調質後的40cr主軸——洛氏硬度，hrc；
(2)灰口鑄鐵——布氏硬度，hbs；
(3)淬火鋼中馬氏體和殘餘奧氏體的鑑別與分布——顯微維氏硬度，hv；
(4)高速鋼鑽頭——洛氏硬度，hrc
五、計算（共15分）
1.答：（本小題8分）
已知件屈服強度為1200mpa，平均應力600mpa。
=0.5<0.6～0.7；無須進行塑性區修正。（2分）
構件受到橫向中心穿透裂紋作用，則應力強度因子為：
=y為形狀因子，本模型取值為,a=0.01m。
將各個數值代入可得106.3 mpa.m1/2
ki2.答：（本小題7分）
設入射光的強度為i0,透射光的強度為i，則
i=i0(1-r)2e-(β+s)x4分)
其中，r為反射係數，β為吸收係數，s為散射係數，x為厚度。
代入已知引數，可得
β+s=-76.75mm-1
第三套答案
一、填空（每個1分，共30分）
1、i型（張開型），ii型（滑開型），iii型（撕開型），i型（張開型）。
2、疲勞源，疲勞裂紋擴充套件區，瞬斷區。疲勞裂紋的萌生，疲勞裂紋的擴充套件，瞬時斷裂。
3、滯彈性，粘彈性，偽彈性，包申格效應。
4、穿晶斷裂，沿晶斷裂，沿晶斷裂。
5、粘著磨損，磨粒磨損，腐蝕磨損，接觸疲勞，接觸疲勞，齒輪。
6、電子偱軌運動時受外加磁場作用所產生的抗磁矩，原子（離子的固有磁矩）
7、熱啟用，溫度
8、電擊穿，熱擊穿，化學擊穿
二、名詞解釋（每個4分，共20分）
韌脆轉化溫度：在一定的載入方式下，當溫度冷卻到某一溫度或溫度範圍時，出現韌性斷裂向脆性斷裂的轉變，該溫度稱為韌脆轉化溫度。
應力狀態軟性係數：在各種載入條件下最大切應力與最大當量正應力的比值，通常用α表示。
疲勞強度：通常指規定的應力迴圈周次下試件不發生疲勞破壞所承受的上限應力值。
內耗：材料在彈性範圍內載入時由於一部分變形功被材料吸收，則這部份能量稱為內耗。
賽貝克效應：當兩種不同的金屬或合金聯成閉合迴路，且兩接點處溫度不同，則迴路中將產生電流，這種現象稱為賽貝克效應。
三、問答題（共32分）
1、答：（本題6分）
隨著溫度下降，材料由韌性狀態逐漸變為脆性狀態的現象稱為低溫脆性。（2分）
通常體心立方金屬容易發生低溫脆性。（2分）
衡量材料的低溫脆性通常採用韌脆轉變溫度。（2分）
2、答：（本題8分）
脆性斷裂和疲勞斷裂在斷裂前都沒有明顯的塑性變形，屬於低應力的破壞。（2分）
但是這兩種斷裂還是有明顯的區別：在斷裂完成時間上，脆性斷裂一般不需要多次載入而瞬時完成，疲勞斷裂需要多次載入；（2分）
溫度對疲勞斷裂影響不大，溫度下降，脆性斷裂的危險增加，溫度對脆斷影響大；（2分）
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