单选题
79.镁合金的比强度、()远远高于铝和钢,而且镁合金的刚度随着厚度的增加而成比例增加。
A
屈服强度
B
比密度
C
比硬度
D
比刚度
答案解析
正确答案:D
解析:
这道题考查的是镁合金的材料力学性能特点,特别是其“比性能”(即性能与密度的比值)的优势。
**解析如下:**
1. **理解核心概念:比强度与比刚度**
* **比强度**(Specific Strength):指材料的强度(如抗拉强度或屈服强度)与其密度之比。它反映了材料在单位重量下能承受多大的力。
* **比刚度**(Specific Stiffness):指材料的弹性模量(刚度)与其密度之比。它反映了材料在单位重量下抵抗变形的能力。
2. **分析镁合金的特性**
* 镁合金是目前最轻的结构金属材料之一,其密度约为 $1.74 \text{ g/cm}^3$,大约是铝的 $2/3$,钢的 $1/4$。
* 虽然镁合金的绝对强度(如屈服强度)和绝对刚度(弹性模量)通常低于高强度钢,甚至低于某些铝合金,但由于其**密度极低**,计算出的**比强度**和**比刚度**却非常高。
* 题目中已经提到了“比强度”,根据并列关系和镁合金的典型优势,另一个显著高于铝和钢的指标应当是**比刚度**。
3. **排除干扰项**
* **A. 屈服强度**:这是绝对强度指标。镁合金的绝对屈服强度通常低于高强度钢,也不一定远高于所有铝合金,因此不符合“远远高于”的描述。
* **B. 比密度**:“比密度”不是一个标准的力学性能对比指标,且密度本身是物理属性,镁的密度低是事实,但通常不说“比密度高”,而是说“密度低”。
* **C. 比硬度**:硬度也是绝对性能指标,镁合金的绝对硬度并不高,且“比硬度”不是工程上衡量结构材料轻量化优势的主要指标。
* **D. 比刚度**:镁合金的弹性模量约为 $45 \text{ GPa}$,虽然低于铝(约 $70 \text{ GPa}$)和钢(约 $210 \text{ GPa}$),但除以极小的密度后,其**比刚度**确实优于铝和钢。这意味着在相同重量下,镁合金构件可以提供更好的刚性支持,或者说在满足相同刚度要求时,镁合金部件可以更轻。
4. **结合题干后半句**
* 题干提到“镁合金的刚度随着厚度的增加而成比例增加”,这进一步暗示了题目关注的是**刚度**相关的特性。在轻量化设计中,利用薄壁结构提高截面惯性矩,可以充分发挥镁合金高比刚度的优势。
**结论:**
镁合金不仅比强度高,其**比刚度**也远远高于铝和钢,这使得它在航空航天、汽车等对重量敏感的领域具有重要应用价值。
故正确答案为 **D. 比刚度**。
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