绪论
二、单项选择题
1、下列不是材料力学性能的是（）
A、强度
B、硬度
C、韧性
D、压力加工性能
2、属于材料物理性能的是（）
A、强度
B、硬度
C、热膨胀性
D、耐腐蚀性
三、填空题
1、材料的性能可分为两大类：一类叫_ _，反映材料在使用过程中表现
出来的特性，另一类叫_ _，反映材料在加工过程中表现出来的特性。
2、材料在外加载荷（外力）作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速率）
联合作用下所表现的行为，叫做材料_ 。
四、简答题
1、材料的性能包括哪些方面？
2、什么叫材料的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？
第一章材料单向静拉伸的力学性能
一、名词解释
弹性极限：是材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时的应力（或达到最大弹性变形所需要的应力）。
强度：是材料对塑性变形和断裂的抗力。
屈服强度：材料发生屈服或发生微量塑性变形时的应力。
抗拉强度：拉伸实验时，试样拉断过程中最大实验力所对应的应力。
塑性变形：是材料在外力作用下发生的不可逆永久变形但不破坏的能力。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
二、单项选择题
1、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（）
A、强度和硬度
B、强度和塑性
C、强度和韧性
D、塑性和韧性
2、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
C、疲劳强度
D、抗拉强度
3、拉伸实验中，试样所受的力为（）
A、冲击
B、多次冲击
C、交变载荷
D、静态力
4、常用的塑性判断依据是（）
A、断后伸长率和断面收缩率
B、塑性和韧性
C、断面收缩率和塑性
D、断后伸长率和塑性
5、工程上所用的材料，一般要求其屈强比（C ）
A、越大越好
B、越小越好
C、大些，但不可过大
D、小些，但不可过小
6、工程上一般规定，塑性材料的δ为（）
A、≥1%
B、≥5%
C、≥10%
D、≥15%
7、形变强化是材料的一种特性，是下列（ C ）阶段产生的现象。
A、弹性变形；
B、冲击变形；
C、均匀塑性变形；
D、屈服变形。
8、在拉伸过程中，在工程应用中非常重要的曲线是（）。
A、力—伸长曲线；
B、工程应力—应变曲线；
C、真应力—真应变曲线。
9、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（）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、比弹性模数。
10、韧性是材料的力学性能，是指材料断裂前吸收（）的能力。
A、塑性变形功和断裂功；
B、弹性变形功和断裂功；
C、弹性变形功和塑性变形功；
D、塑性变形功。
11、拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的断面收缩率会（）。
a) 越高；b) 越低；c) 不变；d) 无规律可循。
12、拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的抗拉强度会（）。
a) 越高；b) 越低；c) 不变；d) 无规律可循
13、拉伸时的比例试样的尺寸越短，其断后伸长率会（）
a) 越高；b）越低；c）不变；d）无规律
14、材料的弹性比功，可通过（）来得到提高。
a) 提高抗拉强度、降低弹性模量；b) 提高弹性极限、降低弹性模量；
c) 降低弹性极限、降低弹性模量；d) 降低弹性极限、提高弹性模量。
15、从化学键的角度看，一价键材料的硬度变化规律是（ A ）。
a) 离子键＞金属键＞氢键；b) 离子键＞氢键＞金属键；
c) 氢键＞金属键＞离子键；d) 金属键＞离子键＞氢键
16、双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出1~3个数量级，是因为
（）。
a) 模型不正确；b) 近似计算太粗太多；c) 实际材料有缺陷；d) 实际材料无缺陷
17、生产上为了降低机械噪声，对有些机件应选用（）高的材料制造，以保证
机器稳定运转。
A、循环韧性；
B、冲击韧性；
C、弹性比功；
D、比弹性模数。
18、拉伸断口一般呈杯锥状，由纤维区、放射区和（）三个区域组成。
A、剪切唇；
B、瞬断区；
C、韧断区；
D、脆断区。
19、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（）阶段。
A、弹性；
B、屈服；
C、均匀塑性变形；
D、断裂。
三、判断题
（√）1、工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据；但在材料科学研究中，真应力与真应变具有更重要的意义。
（×）2、构件的刚度Q与材料的弹性模量E成正比，而与构件的横截面积A成反比。
（）3、对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。（）4、包申格效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限升高的现象。
四、填空题
1、对于材料的静拉伸实验，在整个拉伸过程中的变形分为弹性变形、弹塑性变
形和_ _三个阶段，塑性变形又可分为、均匀塑性变形和_ 三个阶段。
2、典型的弹性不完整性主要有、、、等
形式。
3、随着温度的增加，金属的弹性模量下降；通常加载速率增加，金属的弹性模
韧性断裂量不变，陶瓷的弹性模量不变，高分子材料的弹性模量随着负载时间的增加而下降。
4、弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。对机床的底座等
构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越（大、小）越好；
而对弹、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越（大、小）越好。
5、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度性能指标是_ _、
_ 等。
6、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力称为塑性，常用的塑性性能指标是
和_ _。
7、低碳钢拉伸的过程中，其屈服齿上往往存在和，通常把
作为屈服强度，因为其。铸铁在拉伸过程中测得的屈服强度用表示。
8、一般情况下，温度升高金属材料的屈服强度；在应变速率较高的情况
下，金属材料的屈服应力将显著；切应力分量越大，越有利于塑性变形，屈服强度就越。
9、σ
e 表示材料的，σ
p
表示材料的，σ
s
表示材料
的，σ
b
表示材料的。
10、材料三种主要的失效形式为、、。
11、低碳钢静拉伸断裂的宏观断口呈，由、、
三个区域组成。微孔聚集型断裂的微观特征是；解理断裂的微观特征主要有、和；沿晶断裂的微观特征为断口。
12、按照裂纹的扩展路径来看断裂主要分为、，其中
一般是脆性断裂。
13、材料的断裂按断裂机理分可分为断裂，断裂和断
裂；按断裂前塑性变形大小分可分为断裂和断裂。
五、简答题
1、简述韧性断裂和脆性断裂的宏观断口特征。典型宏观韧性断口由哪些区域组
成？
2、衡量弹性的高低用什么指标，为什么提高材料的弹性极限能够改善弹性。
答：衡量弹性高低用弹性比功a
e
=σe2/2E。由于弹性比功取决于弹性极限和弹性模量，而材质一定，弹性模量保持不变，因此依据公式可知提高弹性极限可以提高材料的弹性比功，改善材料的弹性。
3、某种断裂的微观断口上观察到河流状花样，能否认定该断裂一定属于脆性断
裂？为什么？如何根据河流状花样寻裂纹的源头。
4、简述韧性断裂的微观过程及韧性断口的微观形貌特征。
答：在三向应力的作用下，使得试样心部因夹杂物或第二相质点破裂等原因而形成微孔（微孔形核），微孔不断长大形成微裂纹，微裂纹聚合在一起形成裂
纹。微观形貌特征：韧窝。
5、单晶体纯金属的弹性模量与多晶体纯金属相比具有什么特点?纯铁（体心立方）和纯铝（面心立方）什么方向的弹性模量最大?
答：单晶体的弹性模量呈现出明显的各向异性，多晶体尽管其中单个晶粒的弹性模量为各向异性，但整体上呈现各向同性，即伪等向性。
单晶体中弹性模量最大的方向是晶体中的密排晶向。纯铁为体心立方晶格，其最大弹性模量方向为{111}，纯铝为面心立方晶格，最大弹性模量方向为{110}。
六、分析题
1、分析拉伸曲线图中1、2两种材料的变形规律，并指出属
于何种材料（脆性材料、低塑性材料、高塑性材料）及
其原因，并分析宏观断口。
答：（1）弹性变形、塑性变形、断裂；无颈缩和屈服。
由于塑性变形明显但没有颈缩，属于低塑性材料，韧性断
口，杯锥状不明显。
（2）弹性变形、屈服、均匀塑性变形、颈缩、断裂。因其出现颈缩为高塑性材料。杯锥状韧性断口。
2、某汽车弹簧，在未装满载时已变形到最大位置，卸载后可完全恢复到原来状
态；另一汽车弹簧，使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。
（提示：前者刚度不足，后者弹性不足）
3、某碳钢经不同的热处理后在相同条件下拉伸，拉伸曲线的弹性变形阶段有什
么相同点？为什么？
答：二者的弹性变形阶段往往存在线性阶段，应力与应变呈正比关系，并且斜率基本相同。因为相同成分的钢其弹性模量E基本保持不变，根据工程应力应变关系可知，E为斜率则相同。
4、现有do=10mm的圆棒长试样（L0=100mm）和短试样（L0=50mm）各一根，
测得其延伸率δ10与δ5均为25%，问长试件和短试件的塑性是否一样？哪个塑性好？为什么？
七、计算题
1、测定某种钢的力学性能时，已知试棒的直径是10mm，其标距长度是直径的
五倍，F b=33.81KN，F s=20.68KN，拉断后的标距长度是65mm。试求此钢的σs，σb及δ值是多少？
2、一个拉伸试样，标距50mm，直径13mm，实验后将试样对接起来后测量标
距81mm，伸长率多少？若缩颈处最小直径6.9mm, 断面收缩率是多少？3、一直径为2.5mm，长为200mm的杆，在载荷2000牛顿（N）作用下，直径
缩小为2.2mm（无颈缩），试计算：①杆的最终长度l；②在该载荷作用下的条件应力σ与条件应变ε。
4、将某材料制成长50mm，直径为5mm的圆柱形拉伸试样，进行拉伸试验，试
验力为8000牛顿（N）时，试样伸长量（
l）为2.5mm（无颈缩），试计算⑴
△
试样此时的直径R；⑵在该载荷作用下的条件应力σ和条件应变ε。
第二章材料在其他静载下的力学性能
二、单项选择题
1、适于测试硬质合金、表面淬火钢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
2、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上方法都不宜
3、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（）
A、布氏硬度
B、洛氏硬度
C、维氏硬度
D、以上都可以
4、缺口试样中的缺口包括的范围非常广泛，下列（）可以称为缺口。
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。
5、单向压缩条件下的应力状态系数为（）。
a) 0.5；b) 1.0；c) 0.8；d) 2.0
6、HRC是（）的一种表示方法。
a) 维氏硬度；b) 努氏硬度；c) 肖氏硬度；d) 洛氏硬度
7、缺口引起的应力集中程度通常用应力集中系数K t表示，应力集中系数定义为缺口净截面上的（）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。
8、扭转加载的应力状态系数（）单向拉伸的应力状态系数。
a) 大于；b) 小于；c) 等于；d) 无关系
9、在单向拉伸、扭转与单向压缩实验中，应力状态系数的变化规律是（）
a) 单向拉伸＞扭转＞单向压缩； b）单向拉伸＞单向压缩＞扭转；
c）单向压缩＞扭转＞单向拉伸；d）扭转＞单向拉伸＞单向压缩；
三、判断题
（）1、应力状态软性系数越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易于产生塑性变形；反之，应力状态软性系数越小，表示应力状
态越硬，则材料越容易产生脆性断裂。
（）2、同一材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是不相同的，且完全不可以互相转换。
（）3、同一金属材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是相同的。
（）4、缺口使塑性材料得到“强化”，因此，可以把“缺口强化”看作是强化材料的一种手段，提高材料的屈服强度。
（）5、缺口强化与形变强化不一样，不是强化材料的重要手段，但对于那些不能进行热处理强化的材料，可以作为强化的手段。
（）6、鉴于弯曲试验的特点，弯曲试验常用于铸铁、硬质合金等韧性材料的性能测试。
（√）7、在韧性材料的冲击试样断口上，裂纹会在距缺口一定距离的试样内部萌生，而不是在缺口根部。
四、填空题
1、常用的硬度表示方法有_ _、_ _和维氏硬度。
2、材料的缺口越深、越尖锐，材料的缺口敏感性就越（大、小），材料的
缺口敏感度就越（大、小），材料的对缺口就越（敏感、不敏感）。
3、缺口静弯曲实验得到的曲线包围的面积分为三个部分，分别代表三种能量Ⅰ、
弹性变形功，，。若只有Ⅰ而没有Ⅱ、Ⅲ，则
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