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第一章材料的结合方式及性能

第一章

晶体: 原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。

具有固定的熔点。

长程有序: 规则排列的距离大大超过原子尺度，可贯穿晶体的整个体积.

短程有序: 在几个原子尺度的小范围内作有规则的排列.

研究表明，晶体和非晶体在一定的条件下可以互相转化。

二、原子间的结合能

吸引作用与排斥作用。

库仑引力

电子云

势能具有最低值E。即原子间的结合能

三、原子结合键的类型

结合键：在晶体中,使原子稳定结合在一起的力及其结合方式。

结合能：晶体结合键的强弱。

1、金属键：通过正离子与电子之间的相互吸引，使所有的离子结合在一起。这种结

合方式就是金属键。

金属键具有：

良好的导电性。

良好的导热性。

良好的塑性

2、共价键：由共有价电子形成的结合键。陶瓷材料，硬而脆。

3、离子键：有正负离子相吸引产生的结合键。

4、范德瓦尔键：瞬时偶极之间的吸引力

一、力学性能

力学性能：金属及其合金在外力作用下所表现出来的特性。

外力：拉、压、弯、扭、剪；大小、方向、作用点

1、拉伸试验及曲线

１、一个概念：

物体受力就变形２、二种变形

（１）弹性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形消失。

（２）塑性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形残留。

３、三个阶段

（１）弹性变形阶段ｏｅ

（２）塑形变形阶段ｅｋ

（３）断裂阶段（局部塑形变形）ｂｋ

塑性变形前必有弹性变形发生，塑性变形的同时，必伴随有弹性变形。

2、几种常见的机械性能指标（１）强度：金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。

ζp比例极限

ζe弹性极限

ζs屈服强度(极限)

ζ0.2

ζb(强度极限) 抗拉强度＝Fb／S o

钢:383~2607 Mpa

（２）硬度：金属材料抵抗硬的物体压入其表面的能力。ＨＢ

A:布氏硬度淬火钢球HBS 硬质合金钢球HBW

120HBS10／1000／30 500HBW5／750

B：洛氏硬度120°金刚石圆锥体1.588mm淬火钢球

HRC HRA HRB

维氏硬度HV

肖氏硬度HS

莫氏硬度十级十五级

（３）刚度：金属材料在外力作用下，抵抗产生弹性变形的能力。Ｅ（弹性模量）＝ζ／εMPa

Fe 214000 Mpa

Cl 72000 Mpa

机件刚度滞刚度

（4）塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。延伸率δ

＝（L1－L0）／L0×100％

断面收缩率ψ

＝（S0－S1）／S0×100％

δ10δ5

（５）冲击韧性：抵抗冲击载荷而不破裂的能力。

ακ＝Ακ／F

冷脆转变

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题第一章 1、一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成2.4mm，问： 1)设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，求拉伸后的长度； 2)在此拉力下的真应力和真应变； 3)在此拉力下的名义应力和名义应变。比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系，存在S14。 3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。 4、一瓷含体积百分比为95%的Al2O3（E=380GPa）和5%的玻璃相（E=84GPa），计算上限及下限弹性模量。如该瓷含有5%的气孔，估算其上限及下限弹性模量。 5、画两个曲线图，分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。并注出：t=0,t=∞以及t=τε（或τσ）时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱（图1.28），直径3mm，受轴向拉力F ，如临界抗剪强度τc=130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统时，所需之必要的拉力值。同时计算在滑移面上的法向应力。第二章 1、求融熔石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm；弹性模量值从60到75GPa。 2、融熔石英玻璃的性能参数为：E=73GPa；γ=1.56J/m2；理论强度。如材料中存在最大长度为的裂，且此裂垂直于作用力的方向，计算由此而导致的强度折减系数。 3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式：

与是一回事。 4、一瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。如果E=380GPa，μ=0.24，求KⅠc值，设极限载荷达50㎏。计算此材料的断裂表面能。 5、一钢板受有长向拉应力350 MPa，如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷，长8mm（=2c）。此钢材的屈服强度为1400MPa，计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。 6、一瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂，如边裂长度为：①2mm；② 0.049mm；③2μm，分别求上述三种情况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为 1.62 MPa·m2。讨论诸结果。

第二章建筑材料的基本性质

建筑材料的基本性质练习题姓名成绩一、名词解释（每小题4分，共12分） 1．材料的孔隙率： 2．堆积密度： 3．材料的比强度：二、填空题（每空1分，共16分） 1．材料的吸湿性是指材料在（）的性质。材料的吸湿性大小用（）表示，吸水性大小用（）表示， 2．材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的（）来表示。 3．水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为（）。 4．材料地表观密度是指材料在（）状态下单位体积的质量。 5．材料的密度是指材料在（）状态下单位体积的质量； 6. 材料的耐水性是指材料在长期（）作用下，（）不显著降低的性质，材料的耐水性可以用（）系数表示，其值=（）。 7．同种材料的孔隙率越小，其强度越高。孔隙率越大，材料的导热系数越（），其材料的绝热性越（） 8．抗渗性是指材料抵抗（）渗透性质，材料的抗渗性的好坏主要与材料（）和（）有关三、单项选择题（每小题1分，共10分） 1．孔隙率增大，材料的________降低。 A、密度 B、表观密度 C、憎水性 D、抗冻性 2．材料在水中吸收水分的性质称为________。 A、吸水性 B、吸湿性 C、耐水性 D、渗透性 3．含水率为10%的湿砂220g，其中水的质量为________。 A、19.8g B、22g C、20g D、20.2g 4．材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是________。 A、表观密度 B、堆积密度 C、密度 D、强度 5．当材料的润湿边角θ为________时，称为憎水性材料。 A、>90° B、≤90° C、0° 6当材料的软化系数为________时，可以认为是耐水材料。 A、>0.85 B、<0.85 C、=0.75 7．颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度为ρ0′，则存在下列关系________。 A、ρ>ρ0′>ρ0 B、ρ0>ρ>ρ0′ C、ρ>ρ0>ρ0′ 8．含水率表示________ A 耐水性B吸水性 C 吸湿性D抗渗性 9．下列材料不是亲水性材料的是________ A 陶器B石材 C 木材D沥青 10 当孔隙率一定时，下列构造________吸水率大。 A 封闭大孔B封闭小孔C开口贯通大孔D开口贯通微孔四、多项选择题（每小题4分，共8分） 1．下列性质属于力学性质的有________。 A、强度 B、硬度 C、弹性 D、脆性 2．下列材料中，属于复合材料的是________。 A、钢筋混凝土 B、沥青混凝土 C、建筑石油沥青 D、建筑塑料五、是非判断题（每小题1分，共8分） 1.软化系数越大的材料，其耐水性能越差。( )

建筑材料练习题-基本性质讲解学习

建筑材料练习题-基本性质

第一章建筑材料的基本性质---练习题一、单项选择题 1.某铁块的表观密度ρ = m /___________。A A.V 0B.V 孔 C.V D.V′ 2.某粗砂的堆积密度ρ′0／=m/___________。D A.V 0B.V 孔 C.V D.V′ 3.散粒材料的体积V′0=___________。B A.V+V 孔B.V+V 孔 +V 空 C.V+V 空 D.V+V 闭 4.材料的孔隙率P=___________。D A.P′ B.V 0C.V′ D.P K +P B 5.材料憎水性是指润湿角___________。B A.θ< 90° B.θ>90° C.θ=90° D.θ=0° 6.材料的吸水率的表示方法是___________。A A.W 体B.W 含 C.K 软 D.Pk 7.下列性质中与材料的吸水率无关的是___________。 B A.亲水性 B.水的密度 C.孔隙率 D.孔隙形态特征 8.材料的耐水性可用___________表示。D A.亲水性 B.憎水性 C.抗渗性 D.软化系数 9.材料抗冻性的好坏与___________无关。C A.水饱和度 B.孔隙特征 C.水的密度 D.软化系数 10.下述导热系数最小的是___________。 C A.水 B.冰 C.空气 D.发泡塑料 11.下述材料中比热容最大的是___________。D A.木材 B.石材 C.钢材 D.水 12.按材料比强度高低排列正确的是___________。 D A.木材、石材、钢材 B.石材、钢材、木材 C.钢材、木材、石材 D.木材、钢材、石材 13.水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为＿＿。A A.亲水性 B.憎水性 C.抗渗性 D.吸湿性 14.材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的＿＿来表示。D A.抗压强度 B.负温温度 C.材料的含水程度 D.冻融循环次数 15.含水率4％的砂100克，其中干砂重_______克。C A.96 B.95.5 C.96.15 D.97 16.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为________。B A.闭口孔隙体积 B.开口孔隙体积 C.实体积 D.孔隙体积 17.某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172MPa、 178MPa、168MPa，该岩石的软化系数为________。C A.0.87 B.0.85 C.0.94 D.0.96

第一章金属材料的力学性能教案)

复习旧课 1、材料的发展历史 2、工程材料的分类讲授新课第一章金属材料的力学性能材料的性能有使用性能和工艺性能两类使用性能是保证工件的正常工作应具备的性能，主要包括力学性能、物理性能、化学性能等。工艺性能是材料在被加工过程中适应各种冷热加工的性能，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。力学性能是指金属在外力作用下所显示的性能能。金属力学性能指标有：强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。第一节刚度、强度与塑性一、拉伸试验及力—伸长曲线 L 0——原始标距长度；L 1——拉断后试样标距长度 d 0——原始直径。 d 1——拉断后试样断口直径国际上常用的是L 0 =5 d 0（短试样），L 0=10 d 0（长试样）

???? [拉伸曲线]：拉伸试验中记录的拉伸力F与伸长量ΔL（某一拉伸力时试样的长度与原始长度的差ΔL=Lu-L0）的F—ΔL曲线称为拉伸曲线图。 Oe段：为纯弹性变形阶段，卸去载荷时，试样能恢复原状 Es段：屈服阶段 Sb段：强化阶段，试样产生均匀的塑性变形，并出现了强化 ? Bk段：局部塑性变形阶段二、刚度刚度:金属材料抵抗弹变的能力指标：弹性模量 E E= σ / ε (Gpa ) 弹性范围内. 应力与应变的比值（或线形关系，正比） E↑刚度↑一定应力作用下弹性变形↓ 三、强度指标σ= F/S o 强度：强度是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。强度表示：强度一般用拉伸曲线上所对应某点的应力来表示。单位采用 N/mm2(或MPa 兆帕）σ= F/A o σ——应力（MPa）；F——拉力（N）；S o——截面积（mm2）。常用的强度判据主要有屈服点、条件屈服强度（也称为规定残余伸长应力）和抗拉强度等。 1、屈服点与条件屈服强度 [屈服强度]σs??产生屈服时的应力（屈服点），亦表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。 [ 规定残余伸长应力]：σ r0.2?产生0.2%残余伸长率时的应力。σ r0.2 = F r0.2/A o 2、抗拉强度 [抗拉强度]：σ b???? 断裂前最大载荷时的应力（强度极限） σγ0.2常常难以测出，所以，脆性材料没有屈服强度指标，只有抗拉强度指标用于零件的设计计算。

材料结构与性能试题及详细答案

一、名词解释（分）原子半径，电负性，相变增韧、气团原子半径：按照量子力学地观点，电子在核外运动没有固定地轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定地半径.根据原子间作用力地不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径.通常把统和双原子分子中相邻两原子地核间距地一半，即共价键键长地一半，称作该原子地共价半径（）；金属单质晶体中相邻原子核间距地一半称为金属半径（）；范德瓦尔斯半径（）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引地两相邻原子核间距地一半，如稀有气体.资料个人收集整理，勿做商业用途电负性：等人精确理论定义电负性为化学势地负值，是体系外势场不变地条件下电子地总能量对总电子数地变化率.资料个人收集整理，勿做商业用途相变增韧：相变增韧是由含地陶瓷通过应力诱发四方相（相）向单斜相（相）转变而引起地韧性增加.当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成地较大应力场将会诱发其周围亚稳向稳定转变，这种转变为马氏体转变，将产生近地体积膨胀和地剪切应变，对裂纹周围地基体产生压应力，阻碍裂纹扩展.而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性.资料个人收集整理，勿做商业用途气团：晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别.这种不均匀分布地溶质原子具有阻碍位错运动地作用，也成为气团.资料个人收集整理，勿做商业用途二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用.（分）答：从交互做作用地性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类.弹性交互作用：位错与溶质原子地交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起地弹性畸变与位错间地弹性交互作用.形成气团，甚至气团对晶体起到强化作用.弹性交互作用地另一种情况是溶质原子核基体地弹性模量不同而产生地交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途化学交互作用：基体晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别，具有阻碍位错运动地作用.资料个人收集整理，勿做商业用途静电交互作用：晶体中地位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子地费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分地费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途三、简述点缺陷地特点和种类，与合金地性能有什么关系（分）答：点缺陷对晶体结构地干扰作用仅波及几个原子间距范围地缺陷.它地尺寸在所有方向上均很小.其中最基本地点缺陷是点阵空位和间隙原子.此外，还有杂质原子、离子晶体中地非化学计量缺陷和半导体材料中地电子缺陷等.资料个人收集整理，勿做商业用途在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大.另外，点缺陷与合金力学性能之间地关系主要表现为间隙原子地固溶强化作用.资料个人收集整理，勿做商业用途四、简述板条马氏体组织地组织形态、组织构成与强度与韧性地关系.（分）答：板条马氏体地组织形态主要出现在低碳钢中，由许多成条排列地马氏体板条组成，大致平行地马氏体条组成地领域为板条束.每个晶粒内一般有个板条束，束地尺寸约为μ.一个马氏体板条束又由若干个板条组成，这些板条具有相同地惯习面，位向差很小，而板条束之间

中职金工实训第一章金属材料的力学性能剖析

【教学组织】 1．提问5分钟 2．讲解75分钟 3．小结5分钟 4．布置作业5分钟【教学内容】第一章教案二金属材料的力学性能金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 ●使用性能是指金属材料为保证机械零件或工具正常工作应具备的性能，即在使用过程中所表现出的特性。使用性能包括力学性能（或机械性能）、物理性能和化学性能等。 ●工艺性能是指金属材料在制造机械零件或工具的过程中，适应各种冷、热加工的性能，也就是金属材料采用某种成形加工方法制成成品的难易程度。工艺性能包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。第一节一、力学性能的概念金属材料的强度与塑性 ●金属材料的力学性能是指金属材料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，又称机械性能，主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等。 ●物体受外力作用后导致物体内部之间相互作用的力称为内力。 ●单位面积上的内力称为应力σ(N/mm或M pa）。 ●应变?是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化(%)。二、拉伸试验过程分析 ●拉伸试验是指用静（缓慢）拉伸力对试样进行轴向拉伸，通过测量拉伸力和伸长量，测定试样强度、塑性等力学性能的试验。圆柱形拉伸试样分为短圆柱形试样和长圆柱形试样两种。长圆柱形拉伸试样L 0 =10d0；短圆柱形拉伸试样L0=5d0。 ●在进行拉伸试验时，拉伸力F和试样伸长量△L之间的关系曲线，称为力-伸长曲线。 2

a）拉伸前b）拉断后图1-1圆柱形拉伸试样图1-2退火低碳钢的力—伸长曲线完整的拉伸试验和力一伸长曲线包括弹性变形阶段、屈服阶段、变形强化阶段、颈缩与断裂四个阶段。三、强度 ●强度是金属材料抵抗永久变形和断裂的能力。金属材料的强度指标主要有屈服强度（或规定残余伸长强度）、抗拉强度等。 1.屈服强度和规定残余伸长应力 ●屈服强度是指拉伸试样在拉伸试验过程中拉力（或载荷）不增加(保持恒定)仍然能继续伸长(变形)时的应力。屈服强度分为上屈服强度（R e ）和下屈服强度（R eL）。一般情况下，屈服强度指下屈 H 服强度（R eL）。屈服强度是大多数机械零件选材和设计的依据。 R eL=F s/S o ●规定残余伸长应力是指拉伸试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长与原始标距表示规定残余伸长率为0.2%时的比值达到规定的百分比时的应力，用符号R r表示，如R r0. 2 应力。 2．抗拉强度。 ●抗拉强度是指拉伸试样拉断前承受的最大标称拉应力，用符号R m表示。 R m=F b/S o R m是表征金属材料由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是表征金属材料在静拉伸条件下的最大承载能力。四、塑性 ●塑性是金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。金属材料的塑性可以用断后伸长率和断面收缩率评价。 1．断后伸长率

材料性能期中答案

1、What is the definition for Materials Properties （MP ）?How do we classify materials properties?And please list some classification for MP.(材料特性（MP ）的定义是什么？我们如何分类材料特性，请列出一些MP 的分类。) 答：MP ：Materials ’Response to External Stimulus. 材料性能：材料在给定的外界条件下的行为。怎样分类：根据材料对外界刺激做出的响应的类型进行分类。分类：复杂性能（使用性能，工艺性能，复合性能）化学性能（抗渗入性，耐腐蚀性等）力学性能（刚度强度韧性等）物理性能（热学光学磁学电学性能） 2. What is the core relationship between materials science and engineering? In order to obtain desired materials properties, what should we consider first to do with the materials? （材料科学与工程的核心是什么关系？为了获得所需的材料性能，我们应该首先考虑的材料的什么？）答：材料科学与工程学的核心关系是性能（课件上面那个三角形的图）为了提高对于材料性能的期望，我们首先要研究材料的结构与性能的关系，即研究材料学。 3. What is the most determinant for Materials mechanical properties? Why?（材料力学性能的决定因素是什么？为什么呢？）答：材料的力学性能主要指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能，影响材料力学性能的最重要的因素是材料的结构。这些结构包括：subatomic-atomic-molecular-nano-micro-macro.由于材料的结构决定了材料的屈服强度，塑性韧性，刚度等性质，所以材料的结构对材料的力学性能影响最大。 4. what is strength of materials? Please try to identify the difference yield strength ,tensile strength ,fatigue strength and theoretical fracture strength? （材料的强度是什么？请尝试找出屈服强度，拉伸强度，疲劳强度和理论断裂强度的差异？）(中文ppt) 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力就是材料的强度。屈服强度代表材料开始产生明显塑性变形的抗力疲劳强度是材料在承受大小和方向同时间做周期性变化的交变应力时，往往在远小于强度极限甚至小于屈服极限的应力作用下就发生断裂。理论断裂强度是无缺陷材料的理论预测值，其中E 为杨氏模量，为解理面的表面能，a 为材料内部原子间的距离 5.Please describe yielding phenomena for materials, and its practical/engineering meaning. As long as there are no yielding phenomena for some materials, how do we determine the yield strength? （请描述为材料的屈服现象(书上p16)，其实际/工程意义。有一些材料没有屈服现象，我们如何确定的屈服强度？）屈服现象是材料开始产生明显塑性变形的标志，对应图中bd 段， 2 1)(a E c s γσ≈

第二章建筑材料基本性质试题

第二章材料的基本性质试题一、单项选择题 1、材料的耐水性可用软化系数表示，软化系数是（） A.吸水率与含水率之比 B、材料饱水抗压强度与干燥抗压强度之比 C、材料受冻后的抗压强度与受冻前抗压强度之比 D、材料饱水弹性模量与干燥弹性模量之比 2、已知普通砖的密度为2.5g/cm3，表观密度为1800kg/cm3，则该砖的密实度为 ( ). A、0.85; B、0.73; C、 0.72 ; D、0.65 3、含水率为5％的砂220kg，将其干燥后的重量是（）kg。 A、209 B、209.5 C、210 D、211 4、当材料的润湿边角。为（）时，称为憎水性材料。 A、>90° B、<90° C、＝0° D、≥90° 5、用于吸声的材料，要求其具有（）孔隙的多孔结构材料，吸声效果最好。 A、大孔 B、内部连通而表面封死 C、封闭小孔 D、开口细孔 6、通常，材料的软化系数为（）时，可以认为是耐水的材料。 A、≥0.85 B、<0.85 C、>0.85 D、0.95 7、颗粒材料的密度为ρ，表观密度为，堆积密度为，则存在下列关系( ) A、ρ >> B 、>ρ> C、ρ>> D、 >ρ> 8、当材料的润湿边角为( )时，称为亲水性材料。 A、>90° B、<90° C、≤90° D、≥90° 9、材料在绝对密实状态下的体积为V，开口孔隙体积为V K，闭口孔隙体积为V B ，材料在干燥状态下的质量为m,则材料的表观密度为ρ‘( )。 A、 m/V B、m/(V+V k ) C、m/(V+V k +V B ) D、m/(V+V B ) 10、将一批混凝土试件，经养护至此28天后分别测得其养护状态下的平均抗压强度为23Mpa，干燥状态下的平均抗压强度为25Mpa，吸水饱和状态下的平均抗压强度为22Mpa，则其软化系数为（）。 A、0.92 B、0.88 C、0.96 D、0.13 11、在100g含水率为3%的湿砂中，其中水的质量为（）。 A、3.0g B、2.5g C、3.3g D、2.9g 12、下列概念中，（）表明材料的耐水性。 A、质量吸水率 B、体积吸水率 C、孔隙水饱和系数 D、软化系数13、密度是指材料在（）单位体积的质量。 A、自然状态 B、绝对体积近似值 C、绝对密实状态 D、松散状态 14、经常位于水中或受潮严重的重要结构物的材料，其软化系数不宜小于（）。 A、0.75-0.80 B、0.70-0.85 C、0.85-0.90 D、0.90-0.95 15、某材料吸水饱和后的质量为20Kg，烘干到恒重时，质量为16Kg，则材料的（）。 A、质量吸水率为25% B、质量吸水率为20% C、体积吸水率为25% D、体积吸水率为20% 16、材料吸水后将材料的（）提高。 A、耐久性 B、强度和导热系数 C、密度 D、体积密度和导热系数 17、软化系数表明材料的（）。 A、抗渗性 B、抗冻性 C、耐水性 D、吸湿性 18、如材料的质量已知，求其体积密度时，测定的体积应为（）。 A、材料的密实体积 B、材料的密实体积与开口孔隙体积 C、材料的密实体积与闭口孔隙体积 D、材料的密实体积与开口及闭口体积 19、对于某一种材料来说，无论环境怎样变化，其（）都是一定值。 A、体积密度 B、密度 C、导热系数 D、平衡含水率 20、当材料的润湿边角θ为( )时，称为憎水性材料。 A、>90° B、≤90° C、0° 21、当材料的软化系数为( )时，可以认为是耐水材料。 A、>0.85 B、<0.85 C、≥0.85 D、≤0.85 22、材料的吸湿性用（）表示 A. 吸水率 B. 含水率 C .抗渗系数 D .软化系数 23、材料的吸水性用（）来表示。 A. 吸水率 B. 含水率 C .抗渗系数 D .软化系数 24、原材料品质完全相同的4组混凝土试件，它们的表观密度分别为2360、2400、2440及2480kg/m3，通常其强度最高的是表观密度为（）kg/m3的那一组。 A、2360 B、2400 C、2440 D、2480 25、材料在自然状态下，单位体积的质量称之为（）。 A、密度 B、相对密度 C、表观密度 D、堆积密度 26、材料吸水后，将使材料的（）提高。 A、耐久性 B、强度 C、保温 D、导热系数 27、亲水性材料的润湿边角θ（）。

第一章材料的结合方式及性能

第一章晶体: 原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。具有固定的熔点。长程有序: 规则排列的距离大大超过原子尺度，可贯穿晶体的整个体积. 短程有序: 在几个原子尺度的小范围内作有规则的排列. 研究表明，晶体和非晶体在一定的条件下可以互相转化。二、原子间的结合能吸引作用与排斥作用。库仑引力电子云势能具有最低值E。即原子间的结合能三、原子结合键的类型结合键：在晶体中,使原子稳定结合在一起的力及其结合方式。结合能：晶体结合键的强弱。 1、金属键：通过正离子与电子之间的相互吸引，使所有的离子结合在一起。这种结合方式就是金属键。金属键具有：良好的导电性。良好的导热性。良好的塑性 2、共价键：由共有价电子形成的结合键。陶瓷材料，硬而脆。 3、离子键：有正负离子相吸引产生的结合键。 4、范德瓦尔键：瞬时偶极之间的吸引力一、力学性能力学性能：金属及其合金在外力作用下所表现出来的特性。外力：拉、压、弯、扭、剪；大小、方向、作用点 1、拉伸试验及曲线１、一个概念：物体受力就变形２、二种变形（１）弹性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形消失。（２）塑性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形残留。３、三个阶段（１）弹性变形阶段ｏｅ（２）塑形变形阶段ｅｋ（３）断裂阶段（局部塑形变形）ｂｋ塑性变形前必有弹性变形发生，塑性变形的同时，必伴随有弹性变形。 2、几种常见的机械性能指标（１）强度：金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 ζp比例极限

ζe弹性极限 ζs屈服强度(极限) ζ0.2 ζb(强度极限) 抗拉强度＝Fb／S o 钢:383~2607 Mpa （２）硬度：金属材料抵抗硬的物体压入其表面的能力。ＨＢ A:布氏硬度淬火钢球HBS 硬质合金钢球HBW 120HBS10／1000／30 500HBW5／750 B：洛氏硬度120°金刚石圆锥体1.588mm淬火钢球 HRC HRA HRB 维氏硬度HV 肖氏硬度HS 莫氏硬度十级十五级（３）刚度：金属材料在外力作用下，抵抗产生弹性变形的能力。Ｅ（弹性模量）＝ζ／εMPa Fe 214000 Mpa Cl 72000 Mpa 机件刚度滞刚度（4）塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。延伸率δ ＝（L1－L0）／L0×100％断面收缩率ψ ＝（S0－S1）／S0×100％ δ10δ5 （５）冲击韧性：抵抗冲击载荷而不破裂的能力。 ακ＝Ακ／F 冷脆转变

第一章土木工程材料的基本性质习题参考答案

第一章土木工程材料的基本性质习题参考答案一名词解释 1.密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 2.表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。 3.软化系数：材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。二填空题 1.材料的吸湿性是指材料在_潮湿空气中吸收水分的_的性质。 2.材料的亲水性与憎水性用__润湿边角来表示，材料的吸湿性用_含水率_ 来表示。材料的吸水性用_吸水率_来表示。 3.同种材料的孔隙率越_小_ ，其强度越高。当材料的孔隙一定时，_密闭孔隙越多，材料的保温性能越好。 4.材料的耐水性是指材料在长期_水_ 作用下，_强度_ 不显著降低的性质。材料的耐水性可以用_软化系数表示，该值越大，表示材料的耐水性_越好。三判断题 1.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。（√ ） 2.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。（×）吸湿性 3.材料比强度越大，越轻质高强。（√ ） 4.材料的导热系数越大，其保温隔热性能越好。（×） 5.材料的孔隙率越小，密度越大。（×） 6.材料受潮或冰冻后，其导热系数都降低。（×） 7.渗透系数K越大，表示材料的抗渗性越好（×）。 8.软化系数不大于1。（√ ） 9.具有粗大孔隙的材料，其吸水率较大；具有细微连通孔隙的材料，其吸水率较小。（×） 10.某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。（×）四选择题（1）孔隙率增大，材料的_ B 降低。 A 密度 B 表观密度 C憎水性 D抗冻性（2）材料在水中吸收水分的性质称为_ A 。 A 吸水性 B 吸湿性 C耐水性 D渗透性（3）有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水量为_ D ___。 A 131.25g B 129.76g C 130.34g D 125g

材料结构与性能试题及详细答案

《材料结构与性能》试题一、名词解释（20分）原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。 Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。（15分）答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。化学交互作用：基体晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别，具有阻碍位错运动的作用。静电交互作用：晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子的费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分的费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用。三、简述点缺陷的特点和种类，与合金的性能有什么关系（15分）答：点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。它的尺寸在所有方向上均很小。其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。此外，还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大。另外，点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。

-第一章建筑材料的基本性质答案

第一章建筑材料的基本性质一、填空题 1.材料的实际密度是指材料在（绝对密实）状态下（单位体积的质量）。用公式表示为 (p= m/V )。自然）状态下（单位体积的质量）。用公式表示为 (Q= m/V0 )。 3.材料的外观体积包括（固体物质）和（孔隙）两部分。 4. 材料的堆积密度是指（散粒状、纤维状）材料在堆积状态下（大小与堆积的（紧密程度）有关。料的（体积密度 6.材料内部的孔隙分为（开口）孔和（闭口）孔。一般情况下，材料的孔隙率越大，且连通孔隙越多的材料，则其强度越（低），吸水性、吸湿性越（大）。导热性越（差）保温隔热性能越（好）。（0. 1 75Wm*k ）的材料称为绝热材料。二、名词解释 1. 软化系数：材料吸水饱和时的抗压强度与其干燥状态下抗压强度的比值。原有性能的性质。 2.材料的体积密度是指材料在（单位体积）的质量，其 5.材料孔隙率的计算公式是（ P 切），式中P 为材料的（实际密度）,P 为材 7.材料空隙率的计算公式为（ P '二1 一 po 为材料的（体积）密度，0为材料的（堆积）密度。 8.材料的耐水性用（软化系数）表示，其值越大，则耐水性越（好）。一般认为，（软化系数）大于（0.80 ）的材料称为耐水材料。 9.材料的抗冻性用（抗冻等级）表示，抗渗性一般用（抗渗等级）表示，材料的导热性用（热导率）表示。 10.材料的导热系数越小, 则材料的导热性越（差），保温隔热性能越（好）。常将导热系数 2.材料的吸湿性: 材料在潮湿的空气中吸收水分的能力。 3.材料的强度: 材料抵抗外力作用而不破坏的能力。 4.材料的耐久性: 材料在使用过程中能长期抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏, 也不易失去其）。式中

材料结构与性能复习题答案(仅供参考)讲课稿

1 钢分类的方法有哪几种？钢中常用合金元素有哪些是强碳化物形成元素？中强碳化物形成元素? 钢的分类方法有5种：1）按化学成分，有碳素钢（低碳钢，中碳钢，高碳钢），合金钢；2）按质量，有普通钢，优质钢，高级优质钢；3）按用途，有结构钢，工具钢，特殊钢；4）按炼钢方法，有转炉钢，平炉钢，电炉钢；5）按浇筑前脱氧程度，有镇静钢，沸腾钢，半镇静钢。强碳化合物形成元素：Hf,Zr,Ti,Ta,Nb,V 中强碳化合物形成元素：W,Mo 2 合金钢的主要优点是什么？常用以提高钢淬透性的元素有哪些？强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有哪些？提高回火稳定性的元素有哪些？合金钢主要优点：优异的力学性能和其他性能，既有高的强度，又有足够韧性和塑性。提高钢淬透性的元素：B,Mn,Cr,Mo,Si,Ni 强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素：Hf,Zr,Ti,Ta,Nb,V 提高回火稳定性的元素：V,Nb,Cr,Mo,W 3 解释下列现象：（1）大多数合金钢的热处理温度比相同含碳量的碳素钢高；（2）大多数合金钢比相同含碳量的碳素钢具有较高的回火稳定性；（3）含碳量为0.4%、含铬量为12%的铬钢属于过共析钢，而含碳量为1.5%、含铬量为12%的铬钢属于莱氏体钢；（4）高速钢在热断货热轧后经空冷获得马氏体钢。 1) 热处理目的是让碳及合金元素充分溶解，合金元素扩散速度慢，另外合金元素形成的碳化物溶解需要更高温度和时间。 2) 由于合金钢中含有较多的碳化物形成元素如，Cr、W、Mo、Ti、V等，它们与碳有较强的亲和力，使碳化物由马氏体向奥氏体溶解时，合金元素扩散困难，加之合金碳化物的稳定性高，使碳化物的溶解比较困难，合金钢在加热时需要较高的温度和较长的时间。因此，合金钢具有较高的回火稳定性。 3) 按照金相组织来看，含碳量为0.4%、含铬量为12%的铬钢平衡态是渗碳体加珠光体，含碳量为1.5%、含铬量为12%的铬钢平衡态出现莱氏体。 4）由于高速钢的合金元素含量高，C曲线右移，一般合金元素越高临界冷却速度越小，淬透性越好，当空冷的冷却速度大于临界冷却速度时，空冷即可获得马氏体。 4 有资料表明，南京长江大桥采用16Mn钢比普通碳素钢节约钢材15％，简要解释原因。低合金高强度钢是在碳素工程钢基础上加入少量合金元素（Mn,Si,Ti,Nb,V,Al等）形成的，以此获得较好的塑性，韧性，焊接性能，性能的提高使得在相同的工程条件要求下大大降低了钢材的使用量。16Mn属于低合金高强度结构钢，这类钢适应大型工程结构，减轻结构重量，提高使用的可靠性及节约钢材，因此与碳素钢相比可以节省15%材料。 5 试比较45钢与40Cr钢的应用范围，以此说明合金元素Cr在调质钢中的作用。 45钢属优质碳素结构钢，大量的模具生产会用到，做模具钢使用。 40Cr钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件，如蜗杆；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如套筒；此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。 Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。 6 说明渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的化学成分、最终热处理及组织、性能特点。渗碳钢：一般都是低碳钢，碳的质量分数一般在0.12%-0.25%范围，主要合金元素有Ni,Cr,Mn

材料结构与性能试题及答案

《材料结构与性能》试题2011级硕士研究生适用一、名词解释（20分）原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。 Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。（15分）答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。化学交互作用：基体晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别，具有阻碍位错运动的作用。静电交互作用：晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子的费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分的费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用。三、简述点缺陷的特点和种类，与合金的性能有什么关系（15分）答：点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。它的尺寸在所有方向上均很小。其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。此外，还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大。另外，点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。

第一章材料的结合方式及性能

《材料结构与性能》习题

第二章 建筑材料的基本性质

建筑材料练习题-基本性质讲解学习

第一章金属材料的力学性能教案)

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中职金工实训第一章金属材料的力学性能剖析

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