第3练 金属材料的力学性能 广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第3练，内容为：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳等性能及指标。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第3练 金属材料的力学性能 一、单项选择题 1. 钢的哪种性质指的是其耐形变的能力？（ ） A. 硬度 B. 韧性 C. 弹性 D. 塑性 2. 材料承受外力而不被破坏的能力称为（ ） A. 抵抗弹性变形和回弹的能力 B. 抵抗塑性变形和断裂的能力 C. 抵抗冲击载荷和吸收能量的能力 D. 抵抗表面压入和磨损的能力 3. 材料抵抗其他物体压入或划伤其表面的能力称为（ ） A. 材料抵抗外力断裂的能力 B. 材料抵抗冲击破坏的能力 C. 材料抵抗表面压入的能力 D. 材料发生塑性变形的能力 4. 材料受冲击载荷作用时抵抗断裂并吸收能量的能力称为（ ） A. 材料抵抗弹性变形的能力 B. 材料抵抗表面磨损的能力 C. 材料抵抗冲击断裂的能力 D. 材料抵抗静载断裂的能力 5. 制造滑动轴承的轴承合金通常应具有的主要力学性能是（ ） A. 高硬度和低塑性的组合性能 B. 良好耐磨性和抗咬合性能 C. 高脆性和较低冲击韧性 D. 高强度和较低减振性能 二、填空题 6. 材料在外力撤除后恢复原状的能力称为______。 7. 材料开始发生明显塑性变形时的应力称为______。 8. 材料抵抗冲击载荷而不发生破坏的能力称为______。 9. 材料在交变载荷作用下，经过规定循环次数而不发生疲劳破坏的最大应力称为______。 三、综合应用题 10. 某机械加工企业对一批调质钢圆棒进行拉伸试验，并拟将其用于承受交变弯曲载荷的传动轴。试样原始直径为10 mm，标距长度为50 mm。试样达到屈服时的载荷为28.3 kN，最大载荷为36.5 kN；断裂后标距长度为62 mm，断口处直径为7.6 mm。取π＝3.14。该材料用于传动轴时，名义交变应力为180 MPa，轴肩处应力集中系数为1.3，材料疲劳极限为220 MPa。求：（1）计算试样的原始横截面积、屈服强度和抗拉强度。（2）计算试样的断后伸长率和断面收缩率，并判断该材料的塑性。（3）计算传动轴轴肩处的实际交变应力，判断其疲劳强度是否满足要求，并提出两项改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第3练，内容为：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳等性能及指标。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第3练 金属材料的力学性能 一、单项选择题 1. 钢的哪种性质指的是其耐形变的能力？（ ） A. 硬度 B. 韧性 C. 弹性 D. 塑性 【答案】A 【解析】硬度是指材料抵抗局部压入的能力，反映了材料的耐形变能力。 2. 材料承受外力而不被破坏的能力称为（ ） A. 抵抗弹性变形和回弹的能力 B. 抵抗塑性变形和断裂的能力 C. 抵抗冲击载荷和吸收能量的能力 D. 抵抗表面压入和磨损的能力 【答案】B 【解析】强度是材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。弹性、韧性和硬度分别主要反映材料的弹性恢复、吸收冲击能量和抵抗表面压入的能力。 3. 材料抵抗其他物体压入或划伤其表面的能力称为（ ） A. 材料抵抗外力断裂的能力 B. 材料抵抗冲击破坏的能力 C. 材料抵抗表面压入的能力 D. 材料发生塑性变形的能力 【答案】C 【解析】硬度是材料抵抗其他物体压入或划伤其表面的能力，通常也反映材料的耐磨性。抵抗断裂属于强度，抵抗冲击破坏属于韧性。 4. 材料受冲击载荷作用时抵抗断裂并吸收能量的能力称为（ ） A. 材料抵抗弹性变形的能力 B. 材料抵抗表面磨损的能力 C. 材料抵抗冲击断裂的能力 D. 材料抵抗静载断裂的能力 【答案】C 【解析】韧性表示材料在冲击载荷作用下抵抗断裂并吸收能量的能力。弹性主要反映卸载后的恢复能力，硬度主要反映抵抗压入和划伤的能力。 5. 制造滑动轴承的轴承合金通常应具有的主要力学性能是（ ） A. 高硬度和低塑性的组合性能 B. 良好耐磨性和抗咬合性能 C. 高脆性和较低冲击韧性 D. 高强度和较低减振性能 【答案】B 【解析】滑动轴承工作时与轴颈发生相对运动，轴承合金需要具有良好的耐磨性和抗咬合性，以减少磨损并防止轴颈与轴承发生黏着。高脆性和低塑性不利于轴承承受冲击和适应装配。 二、填空题 6. 材料在外力撤除后恢复原状的能力称为______。 【答案】弹性 【解析】弹性是材料在外力作用下发生变形，外力撤除后能够恢复原状的能力。材料的弹性变形通常不会留下永久变形。 7. 材料开始发生明显塑性变形时的应力称为______。 【答案】屈服强度 【解析】屈服强度是材料开始发生明显塑性变形时的应力，是衡量材料抵抗塑性变形能力的重要指标。应力达到该值后，材料卸载通常不能完全恢复原状。 8. 材料抵抗冲击载荷而不发生破坏的能力称为______。 【答案】冲击韧性 【解析】冲击韧性表示材料在冲击载荷作用下吸收能量并抵抗断裂的能力。冲击韧性较好的材料不容易在突然受力时发生脆性断裂。 9. 材料在交变载荷作用下，经过规定循环次数而不发生疲劳破坏的最大应力称为______。 【答案】疲劳强度 【解析】疲劳强度是材料在交变载荷作用下，经过规定循环次数而不发生疲劳破坏的最大应力。它反映材料抵抗长期重复载荷作用的能力。 三、综合应用题 10. 某机械加工企业对一批调质钢圆棒进行拉伸试验，并拟将其用于承受交变弯曲载荷的传动轴。试样原始直径为10 mm，标距长度为50 mm。试样达到屈服时的载荷为28.3 kN，最大载荷为36.5 kN；断裂后标距长度为62 mm，断口处直径为7.6 mm。取π＝3.14。该材料用于传动轴时，名义交变应力为180 MPa，轴肩处应力集中系数为1.3，材料疲劳极限为220 MPa。求：（1）计算试样的原始横截面积、屈服强度和抗拉强度。（2）计算试样的断后伸长率和断面收缩率，并判断该材料的塑性。（3）计算传动轴轴肩处的实际交变应力，判断其疲劳强度是否满足要求，并提出两项改进措施。 【答案】（1）原始横截面积：。屈服强度：。抗拉强度：。（2）断后伸长率：。断面收缩率： 。伸长率和断面收缩率较大，说明材料塑性较好。（3）实际交变应力：。由于234 MPa大于疲劳极限220 MPa，疲劳强度不满足要求。可采用增大轴肩圆角、减小截面突变、降低工作交变应力或进行表面强化等措施。 【解析】（1）先按圆截面公式求面积，再用载荷除以面积分别求屈服强度和抗拉强度。（2）根据标距和断面直径变化计算塑性指标，数值越大通常表示塑性越好。（3）应力集中会放大交变应力，实际值超过疲劳极限时容易产生疲劳破坏，应减小应力集中或提高疲劳强度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $