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'《材料性能学》习题答案Chapter1P40-421.3解：22（1）根据变形前后体积不变假设：dldl，004422d02.5则杆的最终长度ll200258.3mm；0d2.2P2000（2）真应力：s526.4MPaA32(2.210)4l258.3真应变：eln()ln0.256；l2000P2000（3）工程应力：407.6MPaA320(2.510)4l258.3200工程应变：0.292l20001.5解：710180（1）求E：根据定义，E212000MPa；4(33.48.4)10（2）求极限弹性应变，，ee120.0110103其中：为线弹性应变，即4.7610，11E2120003为非线弹性弹性应变，即0.01%0.00010.110，2233则：(4.760.1)104.8610e 1.7解：（1）弹性模量E：材料产生100%弹性形变的应力，表征材料抵抗弹性变形的能力；（2）：产生规定非比例应变0.01%所对应的应力，称为非比例伸长应力，通常表征比0.01例极限或弹性极限；（3）屈服点：拉伸曲线出现屈服时，屈服平台对应的应力，表示宏观屈服开始；s（4）抗拉强度：试样拉断前由最大载荷确定的工程应力。对于塑性很好有颈缩的材料，b为颈缩开始时的工程应力；对于脆性材料，为断裂强度；（5）伸长率：断裂后试样标距长度的相对伸长量的百分数。表征材料塑性变形能力。k1.16解：（1）40CrNiMo调质钢：拉伸试验，该钢为中碳合金结构钢，且为调质处理状态，有一定强度和塑性的配合，可由单向拉伸试验的或来表征塑性；（2）20Cr渗碳淬火钢：拉伸、扭转、弯曲，该钢本身为低碳合金钢，有较好的塑性。经渗碳后，表面为高碳处于外硬内韧状态，若需要确定整体塑性，可采用拉伸试验的或 来表征；若需要确定表面渗碳质量，可采用硬度试验，扭转试验或四点弯曲试验来确定表层缺陷；（3）W18Cr4V淬火回火钢：弯曲、压缩，该钢属于高碳工具钢高强高硬，但塑性韧性较差，可由三点弯曲试验的挠度或压缩试验的相对压缩量来表征塑性；（4）灰铸铁：压缩，为脆性材料，一般由三点弯曲试验或压缩试验来显示一定的塑性1.19解：（1）渗碳层的硬度分布：用显微硬度；（因为渗碳层较硬且厚度较小）（2）淬火钢：用洛氏硬度（HRC）；（3）灰铸铁：洛氏硬度或布氏硬度（HRA或HRC：金刚石压头；HBW：硬质合金压头）；（4）仪表小黄铜齿轮：布氏硬度（HBS淬火钢球压头）；（5）氮化层：维氏硬度或显微硬度（HV）;（6）高速钢刀具：洛氏硬度（HRC）；（7）硬质合金：维氏硬度、洛氏硬度（HV或HRA）；（8）双相钢中的铁素体和马氏体：显微硬度，努氏硬度（显微硬度或HK）；（9）退火软钢：布氏硬度（HBS）；（10）红宝石：莫氏硬度Chapter2P92-932.5解：（1）理想弹性：（2）粘弹性：2.10解： （1）根据分切应力的概念，m，其中mcoscos，为滑移面法线与拉伸轴的夹角；为滑移方向与拉伸轴的夹角。则m越大在相同的条件下，也越大，越容易滑移。在本题中，28.1，在此滑移面上的三个滑移方向分别为：=62.4；=72.0；=81.1，则：123mcos28.1cos62.40.4091mcos28.1cos72.00.2732mcos28.1cos81.10.1363显然，mmm，即m滑移系最先滑移；1231（2）根据临界分切应力概念，m，则有0.4091.950.80MPacsc2.15解：（1）Al为fcc结构，单晶体有三阶段：易滑移。线性硬化、抛物线硬化；（2）Mg为hcp结构，只有三个基面滑移系，曲线上只有易滑移阶段；（3）工业纯铁：有明显的屈服现象，随后是应变硬化和颈缩。模量和强度比Al、Mg高，但塑性略差于Al；（4）T8钢为高碳钢，无屈服，与工业纯铁相比，高，但%低；b（5）过共晶白口铸铁，非常脆，几乎无宏观塑性，为低应力脆断，不高。b2.19解： 1根据Hall-Petch公式，kd2，已知d和d时的和则分别代入上式联立si12s1s2求解和k，即：2122135=+k(510)i132260+k(810)i11解得51.72；k=18.63MPa/mm2，则在=205时，有20551.7218.63d=+2，is18.6322即d()1.4810mm20551.72Chapter3P141-1423.10解：（1）冲击功与温度关系曲线如下：（2）以-20℃为低阶能终点，以-40℃为高阶能起点。以低阶能和高阶能平均值对应的温度()T575T，则：Ac40,J由曲线查得T10℃；ckc2（3）由曲线可知，该钢在-10℃的AJ9，不满足AJ10的要求，故此钢不适于此应kk用。3.14解：（1）根据题意，求出工作状态下裂纹尖端应力场强度因子KI值：3K2a2800MPa(2.510)m80MPamI与题中所给不同状态的KIC比较，仅有热处理状态①和②满足KI