航空航天材料功能評估測試卷姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.航空航天材料的基本功能指標包括哪些？

A.強度、硬度、韌性、塑性、疲勞極限、耐腐蝕性、熱穩定性

B.密度、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹系數、彈性模量

C.上述兩者均包含

D.以上均不正確

2.常見的航空航天結構材料有哪些？

A.鋼鐵、鋁合金、鈦合金、復合材料

B.鈦合金、復合材料、高溫合金、不銹鋼

C.鋼鐵、鋁合金、鈦合金、高溫合金

D.以上均包含

3.航空航天材料的熱穩定性主要受哪些因素影響？

A.溫度、時間、化學成分、微觀結構

B.溫度、時間、力學功能、耐腐蝕性

C.溫度、時間、化學成分、力學功能

D.以上均包含

4.材料的疲勞功能測試方法有哪些？

A.疲勞試驗機測試、共振疲勞測試、振動疲勞測試

B.疲勞試驗機測試、沖擊疲勞測試、高溫疲勞測試

C.疲勞試驗機測試、共振疲勞測試、高溫疲勞測試

D.以上均包含

5.金屬材料的腐蝕機理有哪些？

A.電化學腐蝕、化學腐蝕、生物腐蝕

B.電化學腐蝕、應力腐蝕、高溫腐蝕

C.化學腐蝕、應力腐蝕、生物腐蝕

D.以上均包含

6.航空航天材料的力學功能測試方法有哪些？

A.拉伸試驗、壓縮試驗、彎曲試驗、沖擊試驗

B.拉伸試驗、壓縮試驗、扭轉試驗、疲勞試驗

C.拉伸試驗、壓縮試驗、彎曲試驗、疲勞試驗

D.以上均包含

7.非金屬材料的熱導率通常比金屬材料低，這個說法正確嗎？

A.正確

B.錯誤

C.無法確定

D.以上均包含

8.航空航天材料的耐腐蝕功能測試方法有哪些？

A.恒溫水浸泡試驗、鹽霧試驗、腐蝕電位測試

B.恒溫水浸泡試驗、鹽霧試驗、腐蝕電流測試

C.恒溫水浸泡試驗、鹽霧試驗、腐蝕電位測試

D.以上均包含

答案及解題思路：

1.答案：C

解題思路：航空航天材料的基本功能指標應包括強度、硬度、韌性、塑性等力學功能，以及耐腐蝕性、熱穩定性等化學功能。選項A和B均不全面，選項C包含了兩者。

2.答案：D

解題思路：常見的航空航天結構材料包括鋼鐵、鋁合金、鈦合金、復合材料等。選項A、B、C均未全面列舉。

3.答案：A

解題思路：航空航天材料的熱穩定性受溫度、時間、化學成分、微觀結構等因素影響。選項B、C、D均未全面列舉。

4.答案：D

解題思路：材料的疲勞功能測試方法包括疲勞試驗機測試、共振疲勞測試、振動疲勞測試等。選項A、B、C均未全面列舉。

5.答案：D

解題思路：金屬材料的腐蝕機理包括電化學腐蝕、化學腐蝕、生物腐蝕等。選項A、B、C均未全面列舉。

6.答案：D

解題思路：航空航天材料的力學功能測試方法包括拉伸試驗、壓縮試驗、彎曲試驗、疲勞試驗等。選項A、B、C均未全面列舉。

7.答案：A

解題思路：非金屬材料的熱導率通常比金屬材料低。選項B、C、D均不正確。

8.答案：D

解題思路：航空航天材料的耐腐蝕功能測試方法包括恒溫水浸泡試驗、鹽霧試驗、腐蝕電位測試等。選項A、B、C均未全面列舉。二、填空題1.航空航天材料在高溫下的功能主要受______和______的影響。

解答：熱穩定性和抗氧化性

解題思路：航空航天材料在高溫環境下，需要保持其功能不退化，熱穩定性和抗氧化性是衡量其功能的關鍵因素。

2.材料的彈性模量是指材料在______下產生的應變量與______的比值。

解答：應力作用下、應變

解題思路：彈性模量是描述材料在應力作用下形變能力的物理量，計算公式為彈性模量=應力/應變。

3.航空航天材料在低溫下的功能主要受______和______的影響。

解答：脆性和沖擊韌性

解題思路：在低溫環境下，材料容易發生脆性斷裂，因此脆性和沖擊韌性是評估材料低溫功能的重要指標。

4.材料的硬度是指材料抵抗______的能力。

解答：硬物體壓痕的能力

解題思路：硬度是材料抵抗硬物體壓痕的能力，它是材料表面抵抗變形的物理量。

5.航空航天材料的耐腐蝕功能主要受______和______的影響。

解答：化學穩定性和電化學腐蝕

解題思路：航空航天材料在復雜環境下工作，需要具有良好的耐腐蝕功能。化學穩定性和電化學腐蝕是影響材料耐腐蝕功能的兩個關鍵因素。三、判斷題1.航空航天材料的疲勞功能與其強度成正比。（）

答案：×

解題思路：航空航天材料的疲勞功能與其強度并不成正比。疲勞功能是指材料在反復應力作用下抵抗疲勞裂紋產生和擴展的能力。強度是指材料在受到外力作用時抵抗變形和斷裂的能力。雖然高強度的材料通常有較好的疲勞功能，但兩者之間并非簡單的線性關系。材料的微觀結構、熱處理工藝、表面處理等多種因素都會影響疲勞功能。

2.材料的韌性越好，其抗沖擊功能越好。（）

答案：√

解題思路：材料的韌性是指材料在受到外力作用時吸收能量并發生塑性變形而不發生斷裂的能力。抗沖擊功能是指材料在受到突然沖擊載荷時抵抗破壞的能力。兩者之間存在正相關關系。韌性好的材料往往能夠更好地吸收和分散沖擊能量，從而提高抗沖擊功能。

3.航空航天材料的耐腐蝕功能與材料的耐熱功能無關。（）

答案：×

解題思路：航空航天材料的耐腐蝕功能與材料的耐熱功能密切相關。耐腐蝕功能是指材料在特定環境下抵抗腐蝕的能力，而耐熱功能是指材料在高溫環境下保持功能的能力。在某些情況下，材料在高溫下容易發生氧化、腐蝕，從而影響其耐腐蝕功能。

4.航空航天材料的彈性模量越大，其剛度越好。（）

答案：√

解題思路：彈性模量是衡量材料彈性變形能力的指標，剛度是衡量材料抵抗彈性變形的能力。兩者之間存在正相關關系。彈性模量越大，材料的剛度越好，即材料在受到外力作用時抵抗變形的能力越強。

5.材料的耐腐蝕功能與其化學穩定性無關。（）

答案：×

解題思路：材料的耐腐蝕功能與其化學穩定性密切相關。化學穩定性是指材料在特定環境下抵抗化學侵蝕的能力。具有良好化學穩定性的材料通常具有較強的耐腐蝕功能，因為它們不容易與外界物質發生化學反應。四、簡答題1.簡述航空航天材料的基本功能指標。

基本功能指標包括：強度、硬度、韌性、塑性、疲勞極限、蠕變極限、彈性模量、導電性、導熱性、耐腐蝕性、熱穩定性等。

2.簡述金屬材料的疲勞功能測試方法。

金屬材料疲勞功能測試方法主要有以下幾種：

（1）扭轉疲勞試驗：將試樣在扭轉條件下進行循環加載，記錄疲勞斷裂前承受的最大應力循環次數。

（2）彎曲疲勞試驗：將試樣在彎曲條件下進行循環加載，記錄疲勞斷裂前承受的最大應力循環次數。

（3）拉伸疲勞試驗：將試樣在拉伸條件下進行循環加載，記錄疲勞斷裂前承受的最大應力循環次數。

（4）壓縮疲勞試驗：將試樣在壓縮條件下進行循環加載，記錄疲勞斷裂前承受的最大應力循環次數。

3.簡述非金屬材料的耐腐蝕功能測試方法。

非金屬材料的耐腐蝕功能測試方法主要有以下幾種：

（1）浸泡試驗：將試樣浸泡在腐蝕性介質中，在一定時間內觀察試樣表面的腐蝕情況。

（2）滴定試驗：通過化學滴定方法測定試樣表面腐蝕產物的含量，進而評估耐腐蝕功能。

（3）電化學腐蝕試驗：在一定的電化學條件下，通過測定腐蝕電流和腐蝕電位來評估耐腐蝕功能。

（4）腐蝕磨損試驗：在一定的腐蝕磨損條件下，觀察試樣的磨損程度和腐蝕情況。

4.簡述航空航天材料的熱穩定性測試方法。

航空航天材料的熱穩定性測試方法主要有以下幾種：

（1）熱重分析（TGA）：通過測量材料在加熱過程中的質量變化，評估材料的熱穩定性。

（2）差示掃描量熱法（DSC）：通過測量材料在加熱過程中的熱量變化，評估材料的熱穩定性。

（3）動態熱機械分析（DMA）：通過測量材料在加熱過程中的力學功能變化，評估材料的熱穩定性。

（4）紅外光譜分析：通過分析材料在加熱過程中的紅外光譜變化，評估材料的熱穩定性。

5.簡述航空航天材料的力學功能測試方法。

航空航天材料的力學功能測試方法主要有以下幾種：

（1）拉伸試驗：測定材料的抗拉強度、屈服強度、彈性模量等力學功能。

（2）壓縮試驗：測定材料的抗壓強度、彈性模量等力學功能。

（3）彎曲試驗：測定材料的抗彎強度、彈性模量等力學功能。

（4）沖擊試驗：測定材料的沖擊韌性、韌度等力學功能。

答案及解題思路：

1.解題思路：航空航天材料的基本功能指標是評價材料功能的基礎，根據材料在實際應用中的需求，總結出基本功能指標。

2.解題思路：金屬材料疲勞功能測試方法包括扭轉、彎曲、拉伸、壓縮等疲勞試驗，通過循環加載記錄疲勞斷裂前的應力循環次數，評估材料的疲勞功能。

3.解題思路：非金屬材料的耐腐蝕功能測試方法包括浸泡、滴定、電化學腐蝕、腐蝕磨損等試驗，通過觀察腐蝕情況或測定腐蝕產物含量，評估材料的耐腐蝕功能。

4.解題思路：航空航天材料的熱穩定性測試方法包括熱重分析、差示掃描量熱法、動態熱機械分析、紅外光譜分析等，通過測量材料在加熱過程中的質量、熱量、力學功能、紅外光譜變化，評估材料的熱穩定性。

5.解題思路：航空航天材料的力學功能測試方法包括拉伸、壓縮、彎曲、沖擊等試驗，通過測定材料的抗拉強度、抗壓強度、彈性模量、沖擊韌性等力學功能，評估材料的力學功能。五、論述題1.論述航空航天材料在高溫下的功能特點及其影響因素。

a.高溫下的功能特點

材料的強度和硬度變化

熱膨脹系數

熱導率

腐蝕和氧化行為

脆性轉變

b.影響因素

材料的化學成分

微觀結構

熱處理工藝

環境條件（如氧化氣氛）

2.論述航空航天材料在低溫下的功能特點及其影響因素。

a.低溫下的功能特點

材料的脆性增加

線膨脹系數

硬度和強度變化

耐疲勞功能

材料的韌性

b.影響因素

材料的晶體結構

熱處理狀態

材料的微觀缺陷

冷加工歷史

3.論述航空航天材料的耐腐蝕功能特點及其影響因素。

a.耐腐蝕功能特點

腐蝕速率

腐蝕形態

腐蝕機理

防護功能

b.影響因素

材料成分

表面處理

工作環境（如濕度、鹽度）

材料的組織結構

4.論述航空航天材料的力學功能特點及其影響因素。

a.力學功能特點

抗拉強度

延伸率

剪切強度

疲勞極限

沖擊韌性

b.影響因素

材料的化學成分

微觀結構

熱處理狀態

加工工藝

5.論述航空航天材料的熱穩定性特點及其影響因素。

a.熱穩定性特點

溫度對材料功能的影響

熱膨脹系數

熱導率

熱穩定性測試方法

b.影響因素

材料的化學成分

微觀結構

熱處理工藝

工作環境溫度

答案及解題思路：

1.答案：

高溫下，航空航天材料的功能特點包括強度和硬度降低、熱膨脹系數增加、熱導率提高、更容易發生腐蝕和氧化，以及可能發生的脆性轉變。

影響因素包括材料成分、微觀結構、熱處理工藝和環境條件等。

解題思路：

概述高溫對材料功能的一般影響。

詳細闡述每個功能特點的具體表現。

分析哪些因素會影響這些功能特點。

2.答案：

低溫下，航空航天材料的功能特點包括脆性增加、線膨脹系數減小、硬度和強度可能增加、耐疲勞功能降低，以及韌性可能改善。

影響因素包括材料的晶體結構、熱處理狀態、微觀缺陷和冷加工歷史。

解題思路：

同上，概述低溫對材料功能的一般影響。

詳細描述每個功能特點的具體表現。

分析哪些因素可能導致這些功能特點的變化。

3.答案：

航空航天材料的耐腐蝕功能特點包括低腐蝕速率、特定的腐蝕形態、明確的腐蝕機理和良好的防護功能。

影響因素包括材料成分、表面處理、工作環境和材料的組織結構。

解題思路：

首先定義耐腐蝕功能。

描述耐腐蝕功能的具體表現。

分析影響耐腐蝕功能的因素。

4.答案：

航空航天材料的力學功能特點包括高抗拉強度、良好的延伸率、高剪切強度、較高的疲勞極限和良好的沖擊韌性。

影響因素包括材料成分、微觀結構、熱處理狀態和加工工藝。

解題思路：

描述力學功能的基本特點。

分析每個特點是如何由材料特性和加工工藝決定的。

5.答案：

航空航天材料的熱穩定性特點包括在高溫下保持材料功能的能力、熱膨脹系數的變化以及熱導率的特性。

影響因素包括材料成分、微觀結構、熱處理工藝和工作環境溫度。

解題思路：

描述熱穩定性的基本概念。

分析材料如何在不同溫度下保持穩定性。

列出影響熱穩定性的關鍵因素。六、計算題1.已知某材料的彈性模量為200GPa，應力為100MPa，求該材料的應變量。

解題步驟：

根據彈性模量的定義，應變量（ε）等于應力（σ）除以彈性模量（E）。

應用公式：ε=σ/E

將已知數值代入：ε=100MPa/200GPa

轉換單位：1GPa=1,000MPa，因此200GPa=200,000MPa

計算得到：ε=100MPa/200,000MPa=0.0005

結果為：應變量ε=0.0005或0.05%

2.已知某材料的抗拉強度為500MPa，屈服強度為400MPa，求該材料的比例極限。

解題步驟：

比例極限（σ_p）通常定義為材料在拉伸試驗中達到最大應力的點，與屈服強度的比值。

根據題意，這里直接給出了屈服強度，因此比例極限通常等于屈服強度。

結果為：比例極限σ_p=400MPa

3.已知某材料的疲勞極限為100MPa，應力幅為50MPa，求該材料的疲勞壽命。

解題步驟：

疲勞壽命（N）可以通過SN曲線估算，其中SN曲線的關系為N=(σ_0/σ_a)^(n)，其中σ_0為疲勞極限，σ_a為應力幅，n為疲勞指數。

需要查找或估算疲勞指數n，這通常依賴于材料類型和應力幅。

假設疲勞指數n為3（這是一個常見的假設，但實際值可能不同）。

應用公式：N=(100MPa/50MPa)^(3)

計算得到：N=(2)^(3)=1/8=0.125

結果為：疲勞壽命N=0.125周期

4.已知某材料的硬度為200HB，求該材料的布氏硬度值。

解題步驟：

布氏硬度（HB）和維氏硬度（HV）是兩種硬度測試方法，它們之間有轉換公式。

布氏硬度（HB）和維氏硬度（HV）之間的關系為：HV=1.547HB^2

將已知數值代入：HV=1.547(200HB)^2

計算得到：HV=1.54740,000=61,880

結果為：布氏硬度對應的維氏硬度HV≈61,880Hv

5.已知某材料的耐腐蝕功能為0.5mm/a，求該材料的腐蝕速率。

解題步驟：

腐蝕速率通常以每年損失的厚度來表示。

已知耐腐蝕功能為0.5mm/a，即每年腐蝕0.5mm。

結果為：腐蝕速率=0.5mm/a

答案及解題思路：

1.答案：應變量ε=0.0005或0.05%

解題思路：應用彈性模量的定義和公式計算應變量。

2.答案：比例極限σ_p=400MPa

解題思路：根據屈服強度直接確定比例極限。

3.答案：疲勞壽命N=0.125周期

解題思路：使用SN曲線公式和假設的疲勞指數計算疲勞壽命。

4.答案：布氏硬度對應的維氏硬度HV≈61,880Hv

解題思路：應用布氏硬度與維氏硬度的轉換公式計算布氏硬度對應的維氏硬度。

5.答案：腐蝕速率=0.5mm/a

解題思路：直接讀取材料的耐腐蝕功能值，即腐蝕速率。七、綜合題1.分析航空航天材料在高溫、低溫、耐腐蝕等方面的功能特點及其影響因素。

功能特點：

高溫功能：材料在高溫下保持力學功能、化學穩定性和熱穩定性的能力。

低溫功能：材料在低溫下保持一定強度的能力。

耐腐蝕功能：材料抵抗化學腐蝕、腐蝕疲勞和電化學腐蝕的能力。

影響因素：

化學成分：元素含量和微觀結構。

微觀結構：晶體結構、相組成、析出行為等。

制造工藝：加工溫度、冷卻速度等。

2.設計一種航空航天材料的功能