工程材料第1阶段练习题
江南大学现代远程教育第一阶段练习题
考试科目:《工程材料》绪论至第二章（总分100分）
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一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。）
1．强度是指金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。其中抵抗变形的能力用（）衡量。
A．屈服强度 B．规定残余伸长应力
C．抗拉强度 D．断裂强度
2．下面（）不是洛氏硬度法的优点。
A．测量迅速简便 B．压痕小
C．适应于成品零件的检测 D．硬度范围的上限比布氏、维氏硬度高
3．亚晶界的结构是（）。
A．由点缺陷堆积而成 B．由晶界间的相互作用构成
C．由位错排列而成 D．由杂质和空位混合而成
4. 拉伸试验过程中，当低碳钢拉伸曲线上出现屈服现象时，表明试样开始产生（）变形。
A．均匀弹性 B．不均匀弹性
C．均匀塑性 D．不均匀塑性
5．主要依据（）指标来判定材料能否顺利经受变形加工。
A．弹性极限 B．抗拉强度R m(σb)
C．断后伸长率A(δ)、断面收缩率Z(ψ) D．冲击韧度
6．下列力学性能指标中（）是综合性能指标。
A．R m B．E C．HBW D．冲击韧度αk
7．在图纸上出现以下几种硬度技术条件的标注，其中（）是最正确的。
A．500HBW B．800HBW
C．12～15HRC D．223HBW
8. 组成晶格的最基本的几何单元是（）。
A．原子 B．晶胞
C．晶粒 D．亚晶粒
9．晶体缺陷是（）。
A．晶体中出现的各种不规则的原子排列现象
B．晶体外形的不规则现象
C．晶体产生的裂纹
D．晶体产生的变形
10．金属间化合物的特点是（）。
A．熔点高，硬度低 B．熔点低，硬度高
C．熔点低，硬度低 D．熔点高，硬度高
二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。在每小题列出的五个选项中有2至5个选项是符合题目要求的。多选、少选、错选均无分。)
1．机械工程材料按其化学成分分为（）（）（）（）（）等几大类，这是从科学意义和实用意义上综合考虑的最有价值的分类方法。
A．金属材料 B．高分子材料 C．无机非金属材料(陶瓷材料)
D．复杂材料 E．复合材料
2．通过拉伸试验可得到的材料强度指标有（）（）（）（）（）。
A．屈服强度R p0.2 B．抗拉强度R m C．疲劳强度σ-1
D．断后伸长率A E．断面收缩率Z
3．晶体与非晶体相比具有一系列的晶体特性，例如：（）（）（）（）（）等。
A．具有规则的外形 B．具有固定的熔点 C．没有固定的熔点
D．性能上表现为各向同性 E．性能上表现为各向异性
4．下列各项中，（）（）（）（）（）属于金属的基本特性。
A．导电性 B．导热性 C．抗磁性
D．正的电阻温度系数 E．良好的塑性
5．晶体中的面缺陷主要是指（）（）（）（）（）。
A．空位 B．位错 C．晶界
D．间隙原子 E．亚晶界
三、是非题（本题共10小题，每小题1分，共10分。你认为对的打“√”，错的打“×”，不需要改错。）
1．改善零件的结构形状，减小零件表面的粗糙度以及采取各种表面强化的方法，都能提高零件的疲劳强度。（）
2．所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（）
3．屈服强度R p0.2(σS)是拉伸试验时能够准确而惟一地测定的强度指标。（）
4．金属材料的力学性能主要是由其内部组织结构决定的。（）
5．布氏硬度试验因压痕面积大、测量结果误差小，故适合于大批量生产的零件检验。（）
6．金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。（）
7．晶界上的原子因具有较高的能量而呈现出不稳定性，所以，容易导致加热时晶界的氧化。（）8．合金固溶强化的基本原因是晶体的晶格类型发生变化。（）
9．金属化合物的晶格类型和组成金属化合物的各组元的晶格类型完全不同。（）
10．间隙固溶体有可能是无限固溶体，置换固溶体不可能是无限固溶体。（）
四、填空题（本题共5小题，每空1分，共10分）
1．复合材料是由两种或两种以上不同或不同的物质，通过人工制成的一种多相固体材料。
2．材料用于结构零件时，其性能是工程设计的重要依据。
3．在抗交变载荷作用下，评定材料性能的指标是，其单位是。
4．金属元素中，绝大多数的晶体结构比较简单，其中最典型最常见的有、和
三种类型。
5．根据溶质原子在溶剂晶格中的配置不同，固溶体可以分为和两类。
五、简答题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．简述屈服强度的工程意义。
2．简述洛氏硬度试验的基本原理。
3．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体没有各向异性？
4．简述金属键的基本结构，说明金属的性能和其之间的联系。
5．一碳钢支架刚性不足，采用以下哪种方法可有效解决此问题？为什么？
(1)改用合金钢；(2)进行热处理强化；(3)改变支架的截面形状与结构尺寸。
六、计算题（本题共2小题，每小题10分，共20分）
1．拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10mm，经拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若最后的标距长度为79mm，颈缩区的最小直径为4.9mm，试求该材料的断后伸长率和断面收缩率。
2．已知纯铝的原子直径是0.286 83 nm，求1μm3纯铝中铝原子的个数。
七、填表题（本题共1小题，共10分）
附：参考答案：
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题1分，共10分）
1．A 2．D 3．C4．C 5．C
6．C7．A8．B 9．A 10．D
二、多项选择题：(本题共10小题，每小题2分，共20分。)
1．A、B、C、E 2．A、B 3．A、B、E. 4． A、B、D、E 5．C、E
三、是非题：（本题共10小题，每小题1分，共10分。）
1．√ 2．× 3．× 4．√ 5．×
6．√ 7．√ 8．× 9．√ 10．×
四、填空题：（本题共5小题，每空1分，共10分）
1．化学性质，组织结构 2．力学
3．疲劳强度，MPa (或N/mm2)
4．体心立方结构，面心立方结构，密排六方结构 5．置换固溶体，间隙固溶体
五、简答题：(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．答：屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之一。其工程意义在于：①屈服强度(一般为下屈服强度)是防止材料因过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
2．答：用一定规格的压头，在一定载荷作用下压入试样表面，然后测定压痕的深度h来计算并表示其硬度值，用符号HR表示。
3．答：单晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列的密度不同，因而同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能不同。多晶体中因为大量微小的晶粒之间位向不同，因此在某一方向上的性能，只能表现出这些晶粒在各个方向上的平均性能，实际是“伪各向同性”。
4．答：金属键的基本结构为：正离子＋电子云；金属是由金属键键合而成，因此其导电性、导热性及具有良好塑性均和该结构有关；如金属键受外力作用时，正离子间发生相对位置的移动，而金属键的结合形式不被破坏，因此具有良好塑性。
5．答：用第(3)种方法。因为工件的刚度首先取决于其材料的弹性模量E ，金属材料的弹性模量E 主要决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。
六、计算题：（本题共2小题，每小题10分，共20分）
1．解：%58%10050
5079%10000=?-=?-=L L L A u %76%1005
45.25%10022
200=?-=?-=S S S Z u 2．解：（1）r = 2a /4，d = 2r ；计算出a = 4 r/2= 2d/2= 0.40564 nm ；
（2）晶胞的体积a 3；计算1μm 3纯铝中晶胞的个数N = 1×109/0.405643 = 1.4982×1010；
（3）纯铝属于面心立方晶格，其原子数为4；n = 4N = 4×1.4982×1010 = 5.9928×1010；
（4）1μm 3纯铝中铝原子的个数约为6×1010。
七、填表题：（本题共1小题，共10分）
第一章汽车工程材料
第一章汽车工程材料
理论教学内容和过程： .金属材料的性能 金属材料的使用性能 请同学们回顾并思考以下两个问题： ）你所知道的汽车材料有哪些？ ）汽车材料的选用与环境有关吗？ （一）汽车材料分类：、金属材料黑色金属、有色金属、合金 、非金属材料有机高分子、无机非金属材料、新型复合材料 、汽车运行材料燃料、润滑剂、工作液 （二）金属材料性能：（分组讨论每组给出答案，老师点拨） .使用性能力学性能、物理性能、化学性能 .工艺性能压力加工性能、铸造性能、焊接性能、切削加工热处理 （三）、力学性能定义：材料受到外力作用所表现出来的性能，又称机械能。、力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、抗疲劳性（板书） （五）力学性能指标： .强度在外力作用下，金属材料抵抗永久变形和断裂的能力 （1）强度的大小用应力表示，金属材料在受到外力作用时必然在材料内部产生与外力相等的抵抗力，即内力。 （2）单位截面上的内力称为应力。 （3）用符号σ表示，σ （4）单位： （5）通过拉伸试验得到的指标有；弹性极限、屈服强度、抗拉强度。
.塑性在外力作用下,金属材料产生永久变形而不断裂的能力 （1）定义：指材料受力时在断裂前产生永久变形的能力。 （2）指标：伸长率（δ）和断面收缩率ψ δ（）×﹪ψ（）×﹪ （3）伸长率、断面收缩率与塑性的关系： δ、ψ值越大，塑性越好。 .硬度——指材料表面抵抗局部塑性变形、压痕或划痕的能力。 汽车零件根据工作条件的不同，要求具有一定的硬度以保证零件具有足够的强度、耐磨性、和使用寿命等。 常用硬度试验法；布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度 布氏硬度的测试原理：采用直径为的球体，以一定的压力将其压入被测金属表面，并留下压痕。压痕的表面积越大，则材料的布氏硬度值越低。在实际测定中，只需量出压痕直径的大小，然后查表即可得布氏硬度值。 主要用于测定各种不太硬的钢及灰铸铁和有色金属的硬度。 洛氏硬度的测试原理：是以试样被测点的压痕深度为依据。压痕越深，硬度越低，以锥角为°的金刚石圆锥为压头。 测量洛氏硬度时，根据压头和加载的不同，在洛氏硬度试验机上有、、三种标尺代表三种载荷值，测得的硬度分别用、、表示。 硬度与耐磨性的关系：硬度越大，耐磨性也越好。 .冲击韧性 （1）定义：材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 （2）指标：冲击韧度α .疲劳强度 （1）交变应力：许多零件，在工作过程中往往受到大小或大小及方向随时间呈周期性变化的应力作用，此应力称为交变应力。 （2）金属的疲劳：金属材料在交变应力的长期作用下，虽然应力远小于材料的抗拉强度，甚至低于屈服点，也会发生突然断裂，这种现象叫金属疲劳。（3）举例变速箱上齿轮 金属材料的工艺性能 工艺性能是指材料在成形过程中，对某种加工工艺的适应能力，它是决定材料能否进行加工或如何进行加工的重要因素，材料工艺性能的好坏，会直接影响机械零件的工艺方法、加工质量、制造成本等。材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。
工程材料复习题
工程材料整理 1、金属中的晶体结构，以及对塑性的影响。 答：晶体结构：晶格、晶胞、晶格常数。 常见金属的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 在其它条件相同时，金属晶体中滑移系越多或滑移方向越多，该金属的塑性越好。 金属的塑性：面心立方晶格>体心立方晶格>密排六方晶格 2、塑性变形方式 答：1）滑移：当作用在晶体上的切应力达到一定数值后，晶体一部分沿一定的晶面，向着一定的方向，与另一部分之间作相对移动，这种现象叫滑移。 2）孪生：在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)发生切变的变形过程。 滑移和孪生都是发生在单个晶粒内部的变形，称为晶内变形。 3）晶间变形：多晶体的变形方式除晶粒本身的滑移和孪生外，还有在外力作用下晶粒间发生的相对移动和转动而产生的变形。 3、冷变形金属在加热时发生的三个过程。 答：冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复、再结晶和晶粒长大。 4、合金元素对回火转变的影响。 答：提高回火稳定性，产生二次硬化，增大回火脆性。 5、铸铁牌号的含义 答：１）灰铸铁牌号：HT+бb HT表示灰铁，бb的数字表示最低抗拉强度，单位是MPa。 例：HT200的含义是抗拉强度大于等于200MPa的灰铸铁。 ２）球墨铸铁牌号：ＱＴбb－δ０ ＱＴ表示球墨，бb的数字表示最低抗拉强度，单位是MPa，δ０的数字表示最低断后伸长率，用百分数表示。 例：ＱＴ６００－２的含义是抗拉强度大于等于６００MPa，断后伸长率大于等于２％的球墨铸铁。 ３）可锻铸铁牌号：KTZ（B，H）бb－δ０ KT表示可锻铸铁，Z代表珠光体基体，B代表白心，H表示黑心。 бb的数字表示最低抗拉强度，单位是MPa，δ０的数字表示最低断后伸长率，用百分数表示。 例：KTH150-5表示抗拉强度大于等于150MPa，断后伸长率大于等于5%的黑心可锻铸铁。KTB220-16表示抗拉强度大于等于220MPa，断后伸长率大于等于16%的白心可锻铸铁。KTZ200-８表示抗拉强度大于等于200MPa，断后伸长率大于等于８%的珠光体基体可锻铸铁。 6奥氏体形成的四个步骤。 答：1、奥氏体的形核2、奥氏体的长大3、残余碳化物的溶解4、奥氏体的均匀化 7、马氏体有哪些形态，力学性能有什么区别？ 答：片状马氏体，板条状马氏体。片状马氏体具有高强度高硬度，但韧性很差，其特点是硬而脆。在具有相同屈服强度的条件下，板条马氏体比片状马氏体的韧性好很多，即在具有较高强度、硬度的同时，还具有相当高的韧性和塑性。 8、变形铝合金热处理特点。 答：热处理强化，固溶强化、时效强化、细化组织强化。 9、陶瓷组织的基本相 答：气相、玻璃相、晶相。
工程材料答案全 、
土木工程材料概述及基本性质 思考题与习题： 一、填空 1、建筑材料按化学成分可分为有机材料、无机材料、复合材料三大类。 2、建筑材料按使用功能可分为结构材料、功能材料两大类。 3、我国建筑材料标准分为：国家标准、部委行业标准、地方标准、企业标准四类，国家标准代号为：GB ，企业标准代号为QB 。 4、材料标准表示由标准名称，标准分类，标准编号，实施年份四部分组成。 5、《蒸压加气混凝土砌块》（GB/T11969－1997）中，各字母和数字的含意为：GB : 国家标准，T : 推荐标准，11969 : 标准编号，1997 : 实施年份。 6、某材料的密度为2.5，表观密度为1.8，该材料的密实度为0.72 ，孔隙率为0.28 。 7、水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为材料的亲水性。 8、材料的吸水性大小用吸水率表示，吸湿性大小用含水率表示。 9、含水率为5％的湿砂1000g中，含干砂952.38 g，水47.62 g。 10、材料的耐水性用软化系数表示，耐水材料的K R≥0.85 。 11、一般来说，材料含水时比其干燥时的强度低。 12、墙体受潮后，其保温隔热性会明显下降，这是由于材料受潮后导热系数明显增大的缘故。 13、当某材料的孔隙率增大时，下表中的性质将如何变化。（增大↑，下降↓，不变－，不定？） 14、某钢材直径10mm，拉伸破坏荷载为31.5KN，该钢材的抗拉强度为401.07MPa 。 15、材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。 16、材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到物理作用、化学作用和生物作用等周围自然因素的作用影响其耐久性。 二、是非判断题（对的打∨，错的打×） 1、含水率为2％的湿砂重100g，其中水的重量为2g。（×） 2、热容量大的材料导热性大，受外界气温影响时室内温度变化较快。（×） 3、材料的孔隙率相同时，连通粗孔比封闭微孔的导热系数大。（√）
工程材料复习题(含答案)
一、填空题（每空1分，共20分） 1．常见的金属晶格类型有、______________和______________。2．空位属于__________缺陷，晶界和亚晶界分别__________ 缺陷，位错属于_______________缺陷。 3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为_______________。4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________ 固溶体。 5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是______________、_______________、_______________和_______________。 6．常见的金属的塑性变形方式有_______________和_______________两种类型。7．钢的热处理工艺是由_______________、_______________和_______________三个步骤组成的。 8．铁碳合金为双重相图，即_______________相图和_______________相图。二、单项选择题（每题2分，共 20分） （）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。 A．与溶质的相同 B．与溶剂的相同 C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体 （）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。 A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗 C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细 （）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。 A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差 C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差 （）4. 钢的淬透性主要取决于。 A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度 D.其它合金元素 （）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。 A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质 C．20钢渗碳、淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火 （）6.完全退火主要适用于。 A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．白口铸铁 （）7.铸铁如果第一、第二阶段石墨化都完全进行，其组织为。 A． F＋G B． F＋P＋G C． P＋G D.Le＋P＋G （）8.对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为。 A．淬火 + 低温回火 B．正火 C．水韧处理 D. 固溶处理 + 时效 （）9. 马氏体的硬度主要取决于。
土木工程材料思考题答案
《土木工程材料》思考题答案 绪论 1、土木工程材料的研究在现代建筑业中有何意义？ （1）建材在基建总费用中占很大比例（总投资的60%）（2）建筑形式、结构设计、施工方法等受建材品种、质量的制约（3）建材量大面广，涉及资源、能源、环境等各方面，具有综合的、巨大的社会经济效益。 2、土木工程材料可分为哪几类？ 按组成：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；按作用：结构材料、功能材料；按使用部位：墙体材料、屋面材料、地面材料等。 3、选用土木工程材料的基本原则是什么？ （1）就地取材，选用技术成熟、经济实用的建材（2）遵照有关政策法规，合理使用利废、节能的新材料，淘汰粘土砖等落后传统建材（3）综合考虑材料性能、施工进度、热工及抗震等建筑性能要求、工程投资等因素。总之，要做到：价廉物美、满足使用要求、综合效益好。 4、对于传统土木工程材料与新品种材料的使用应抱什么态度？ 传统建材有长久的历史、广泛的应用，但面临社会的发展、技术进步更新，也暴露出不足和落后，应结合地区特点、工程性质、市场规律进行合理利用和改进。新型建材既存在技术成熟、经济可行方面的问题，也面临人们观念更新、设计与施工、销售配套等问题，因此，既不要盲目照搬，也不要消极保守，应积极而慎重地推广使用。 第一章土木工程材料的基本性质 1、材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别？材料含水后对它们有何影响？ （1）定义、测试方法；（2）大小：ρ> ρ’> ρ0 > ρ0’ （3）适用对象：块材，散粒状；（4）影响因素：孔隙率、含水率。 2、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸声性的影响？ 孔隙率越大，表观密度越小、强度越低。开孔能提高材料的吸水性、透水性、吸声性，降低抗冻性。细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。细小的开孔能提高材料的吸声性。 3、一块砖，外形尺寸240*115*53mm，从室外取来时重量为2700g，浸水饱和后重量为2850g，绝干时重量为2600g，求此砖的含水率、吸水率、干表观密度。W含=（2700-2600）/2600*100% W吸=（2850-2600）/2600*100%
机械工程材料第四章铁碳合金相图
第四章铁碳合金相图 教学目的及其要求 通过本章学习，使学生们掌握铁碳合金的基本知识，学懂铁碳相图的特征点、线及其意义，了解铁碳相图的应用。 主要内容 1．铁碳合金的相组成 2．铁碳合金相图及其应用 3．碳钢的分类、编号及应用 学时安排 讲课4学时 教学重点 1．铁碳合金相图及应用 2．典型合金的结晶过程分析 教学难点 铁碳合金相图的分析和应用。 教学过程 纯铁、铁碳合金中的相 一、铁碳合金的组元 铁：熔点1538℃，塑性好，强度硬度极低，在结晶过程中存在着同素异晶转变。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。 由于纯铁具有同素异构转变，在生产上可以通过热处理对钢和铸铁改变其组织和性能。碳：在Fe－Fe3C相图中，碳有两种存在形式：一是以化合物Fe3C形式存在；二是以间隙固溶体形式存在。 二、铁碳合金中的基本相 相：指系统中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一结构并以界面隔开的均匀组成部分。铁碳合金系统中，铁和碳相互作用形成的相有两种：固溶体和金属化合物。固溶体是铁素体和奥氏体；金属化合物是渗碳体。这也是碳在合金中的两种存在形式。 1．铁素体 碳溶于 Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用 或者F表示，为体心立方晶格结构。塑性好，强度硬度低。 2．奥氏体 碳溶于 Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用 或者A表示，为面心立方晶格结构。塑性好，强度硬度略高于铁素体，无磁性。 3．渗碳体Fe3C：晶体结构复杂，含碳量6.69％，熔点高，硬而脆，几乎没有塑性。 渗碳体对合金性能的影响： （1）渗碳体的存在能提高合金的硬度、耐磨性，使合金的塑性和韧性降低。 （2）对强度的影响与渗碳体的形态和分布有关： 以层片状或粒状均匀分布在组织中，能提高合金的强度； 以连续网状、粗大的片状或作为基体出现时，急剧降低合金的强度、塑性韧性。 二、两相机械混合物 珠光体：铁素体与渗碳体的两相混合物，强度、硬度及塑性适中。 莱氏体：奥氏体与渗碳体的混合物；室温下为珠光体与渗碳体的混合物，又硬又脆。
工程材料与热处理 第1章作业题参考答案
1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。 σe、σs、σ r 0.2、σb、δ、ψ、a k 、σ-1、HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。 σe是弹性极限，是材料产生完全弹性变形时所承受的最大应力值； σs是屈服强度，是材料产生屈服现象时的最小应力值； σ r 0.2是以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力作为屈服强度； σb是抗拉强度，是材料断裂前所能承受的最大应力值； δ是伸长率，试样拉断后标距长度的伸长量与原始标距长度的百分比； ψ是断面收缩率，是试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比； a k是冲击吸收功，摆锤冲击试验中摆锤冲断试样所消耗的能量称为冲击吸收功； σ-1是材料经受无数次应力循环而不被破坏的最大应力； HRA、HRB、HRC是洛氏硬度由于不同的压头和载荷组成的几种不同的洛氏硬度标尺而产生的三种表示方法； HBS(HBW)是布氏硬度，用淬火钢球做压头测得的硬度用符号HBS表示，用硬质合金做压头测得的硬度用符号HBW表示。 2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程? 由最初受力时的弹性变形到超过屈服极限的塑性变形到最后超过抗拉强度后的断裂。 3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×103N；F b=8．5×103N。拉断后标距长为l l=120mm，断口处最小直径为
d l=6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb、δ、ψ。 σ0.2= F0.2/ s0=(6.5×103)/π×（10/2）2 =82.8MPa σb= F b/ s0=(8.5×103)/π×（10/2）2 =108.28MPa δ=(l l- l0)/ l0×100%=20% ψ=( s0- s1)/ s0=[π×（10/2）2-π×（6.4/2）2]/π×（10/2）2=59.04% 4．钢的弹性模量为20.7×104MPa，铝的弹性模量为6.9×104MPa。问直径为2.5mm，长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少? Δl=F×l/(E×A)=5.3×10-2mm 根据变形量相等，所以E钢×A钢= E铝×A铝 易求得d铝=4.33mm 5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少? σe= F e/ s0, 所以最小直径d,有π（d/2）2= F e/σe d=11.28mm Δl=F×l/(E×A)=0.04mm 6．试比较布氏、洛氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。 布氏硬度： 具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大，因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大，不适合测量成品。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。 洛氏硬度： 采用测量压入深度的方式，硬度值可直接读出，操作简单快捷，工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳，洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。适用于成批量零部件检测，可现场或生产线上对成品检测。 灰铸铁毛坯件适宜用布氏硬来测量；淬硬的钢件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度适宜用洛氏硬度来测量。 7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题? 工件如果刚度太低则会在受力时较容易产生弹性变形，弹性变形过大。如果刚度可以而弹性极限太低则会在受力时比较容易塑形变形。 8．指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC～15HRC、800HBS、230HBW、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。 12HRC～15HRC，HRC的表示范围是20~70；
工程材料习题和练习
《工程材料》习题集 材料工程系 金属材料工程教研室 编辑：石继红、马红岩 2006/11/01
第一章金属材料的机械性能 思考题及习题 1．解释下列常用机械性能指标，并说明它们的含义及在工程上的意义。 σb、σs、σ0.2、σ－1、δ、Ψ、αK、HB、HRC、HRB。 2．通常提高金属材料的强度往往降低其塑性，试根据强度和塑性指标的含义说明是否材料的强度高塑性就一定低？ 3．布氏硬度和洛氏硬度常用来测什么材料？某一钢件毛坯，压头用Φ10mm钢球，载荷为3000公斤，测得压坑直径为3.34mm，问HB、HRC、σb各是多少？ 4．说明洛氏硬度的测试原理。 5．某合金由α＋β两相组成。如果α％＝50％，HBα＝40，HBβ＝72，试求出该合金的大致硬度。 6．何谓K1？何谓K1c？两者有何区别？ 7．简介冲击弯曲试验的试验方法和冲击韧度的计算方法。 8．45钢板在一定热处理后，K1c为20.3～20.9MNm－3/2（30～35），穿透裂纹长度2a＝2mm，为使零件工作安全，实际工作应力应为多少？ 9．某零件的最大工作应力为700MPa，其材料的K1c为60MNm－3/2，实际测出该零件存在4mm 长的裂纹，问此零件是否可以继续使用? 10．用Q235钢制成的拉伸试棒，直径为Φ10mm，标距长度为50mm，屈服时拉力为18840N，断裂前最大拉力为35320N，将试棒拉断后接起来，量得标距长度为75mm，断裂处端面直径为Φ6.7mm。问此Q235钢的屈服强度ζS、抗拉强度ζb、伸长率δ和断面收缩率ψ各是多少？11．低碳钢、中碳钢、灰铸铁和球墨铸铁的拉伸曲线如题1-2图所示。据此： （1）估计这四种材料的ζS、ζb、及δ值； （2）计算这四种材料的E值并加以比较。 题1-2图 12．ζS和ζ0.2的含义是什么？有何异同？其值大小对材料的冷变形性能和使用性能有什么影响？
(完整版)工程材料课后习题参考答案
工程材料 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半 原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即 为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？
第一章工程材料
第一章工程材料 1、按下表要求填出几种力学性能指标（σs、σb、δ、ψ、HBS、HR、αk）的内容。σs ：屈服强度产生屈服现象的应力σs＝F s／A。 σb：抗拉强度σb＝F b／A。 δ: 伸长率δ＝（L1-L0）／L0×100% ψ: 断面伸缩率ψ＝(A。-A k) ／A。×100% HBS: 布氏硬度压痕单位球面积上承受的载荷 HR: 洛氏硬度由压痕深度确定其硬度值的方法 αk 冲击韧度在冲击载荷作用下抵抗断裂的能力 2、材料的硬度试验方法主要有哪几种？HB和HRC主要用于哪些材料的硬度测量？洛氏硬度：HRC: 硬度高的淬火钢、调质钢 布氏硬度：HBS: 退火钢、灰铸铁、有色金属，HBW: 淬火钢 4、碳钢按碳的质量分数分，可分为哪三种？各种碳钢碳的质量分数范围是多少？低碳钢≤0.25% 中碳钢0.25%≤≤0.60% 高碳钢＞0.60% 5、碳钢的质量好坏是以什么来区分的？按质量分碳钢分为哪三类？ 钢的质量优劣按钢中所含有害杂质S、P多少划分 普通钢s≤0.050% P≤0.045% 优质钢S≤0.035% P≤0.035% 高级优质钢S≤0.025% P≤0.030% 6填出下表内容 Q235 Q为“屈”字汉语拼音首字母，数字为屈服强度（MPa） 低碳钢普通钢结构钢 45 数字表示钢的平均含碳量0.45% 中碳钢优质钢结构钢 T10A T为“碳”字汉语拼音首字母，钢的平均含碳量0.10%，A表示高级优质 高碳钢高级优质钢工具钢
7、用碳素工具钢制造的刀具能否用于高速切削？为什么？ 否，红硬性低，硬度太低 8、按下表所列合金钢牌号填写有关内容 16Mn 平均含碳量0.16%，Mn含量＜1.0% 低合金结构钢 20CrMnTi Wc为0.20% cr、mn、ti含量均＜1.0% 合金渗碳钢 40Cr Wc为0.40% Cr含量＜1.0% 合金调质钢 60Si2Mn Wc为0.60% Si含量2% Mn含量＜1.0% 合金弹簧钢 GCr15 Wc≥1.0% WG＜1.0% Wcr=15% 滚动轴承钢 W18Cr4v Wc≥1.0% Ww=18% Wcr=4% Wv＜1.0% 高速钢 4Cr13 Wc为4% Wcr为13% 不锈钢 9、按下表所列铸铁牌号填写内容 HT200 HT普通灰铸铁拼音首字母，最低抗拉强度不小于200MPa 11、碳的质量分数（含碳量）对碳钢的力学性能有什么影响？为什么？ 硬度随含碳量的增加而增加，强度随含碳量的减少而减少 碳＞0.9% C% 增加强度降低σs变小δ变大HB变小αk变大 碳＜0.9% C% 增加强度增加（……） 12、说出20钢、45钢、T12钢碳的质量分数，并比较它们在退火状态下的强度、硬度、塑性、韧度的高低 Wc=0.20% Wc=0.45% Wc=1.2% 从高至低 强度：T12 45 20 硬度：T12 45 20 塑性：20 45 T12 韧性：20 45 T12 13、灰铸铁的强度和塑性比钢差的主要原因是什么？ 灰铸铁中石墨力学性能很低 14、试述灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的力学性能特点 灰铸铁抗拉强度远低于钢，塑性、韧度等于零，是一种脆性材料
工程材料第五章
第五章其他金属材料 单选题（本大题共32小题） 1. 欲要提高18－8型铬镍不锈钢的强度，主要是通过（C）。 A.时效强化方法 B.固溶强化方法 C.冷加工硬化方法 D.马氏体强化方法 2. 淬火加时效处理是（A）合金强化的主要途经。 A.形变铝合金 B.铸造铝合金 C.黄铜 D.青铜 3. 以下黄铜又称商业黄铜的是（B） A.H90 B.H62 C.H68 D.H80 4. 常用的灰口铸铁的组织就是（C）分布在钢的基体上。 A.球状的石墨 B.团絮状的石墨 C.片状的石墨 D.蠕虫状石墨 5. 高速钢淬火后通常要在560℃的温度下回火三次，回火后的组织为（C）。 A.回火索氏体+少量残余奥氏体+碳化物； B.回火屈氏体+少量残余奥氏体+碳化物； C.回火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物。 D.淬火马氏体+少量残余奥氏体+碳化物 6. Cr12MoV钢根据对红硬性要求的不同有两套淬火回火工艺方案，两套淬火回火的温度分别是（ A ） A.960～1050℃淬火+250～270℃回火、1100～1150℃淬火+510～520℃回火 B.960～1050℃淬火+250～270℃回火、1100～1150℃淬火+250～270℃回火 C.960～1050℃淬火+510～520℃回火、1100～1150℃淬火+250～270℃回火 D.960～1050℃淬火+510～520℃回火、1100～1150℃淬火+510～520℃回火 7. 石墨呈团絮状分布在钢的基体上是（ B ）的组织特征 A.球墨铸铁 B.可锻铸铁 C.蠕墨铸铁 D.灰口铸铁 8. 下列材料中，红硬性最高的是（ A ） A.YG8 B.W18Cr4V C.T10 D.45 9. 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 是马氏体型不锈钢，其性能有（ C ）的变化规律。 A.硬度和耐蚀性依次增高 B.硬度依次降低，耐蚀性依次增高 C.硬度依次增高，耐蚀性依次降低 D.硬度和耐蚀性依次降低 10. 高速钢W18Cr4V制作刀具的最终热处理是（ C ） A.1280±10℃淬火+180℃回火 B.Ac1以上30～50℃淬火+180℃回火 C.1280±10℃淬火+560℃回火 D.Ac1以上30～50℃淬火+560℃回火 11. ZL102是铸造铝合金，其铸造组织中有粗大针状的Si晶体，强度低，浇注前应向液态合金中加入（ B） A.球化剂进行球化处理 B.复合钠盐进行变质处理 C.硅铁合金进行孕育处理 D.稀土镁进行调质处理 12. 以下黄铜又称弹壳黄铜的是（C ） A.H62 B.H80 C.H68 D.H90 13. 淬火后的铝合金其强度、硬度随时间延长而增加的现象叫（C ） A.加工硬化 B.固溶强化 C.时效硬化 D.弥散强化 14. 常用的蠕墨铸铁的组织就是（ D）分布在钢的基体上 A.球状的石墨 B.团絮状的石墨 C.片状的石墨 D.蠕虫状的石墨 15. 常用的球墨铸铁的组织就是（A ）分布在钢的基体上 A.球状的石墨 B.团絮状的石墨 C.片状的石墨 D.蠕虫状的石墨 16. 可锻铸铁中石墨的形态为（ B） A.片状 B.团絮状 C.蠕虫状 D.球状 17. 石墨呈片状分布在钢的基体上是（A ）的组织特征。 A.灰口铸铁 B.蠕墨铸铁 C.可锻铸铁 D.球墨铸铁 18. 常用于制造热锻模的钢为（ A） A.5CrMnMo B.C12MoV C.9SiCr D.T12 19. 常用于制造冷作模具的钢为（B ） A.5CrMnMo B.C12MoV C.5CrNiMo D.YG8 20. T10 钢的碳的质量分数为（ B） A.0.1 % B.1.0 % C. 10 % D.0.01 %
工程材料习题和练习
工程材料习题和练习 JN-150卡车载重8吨。后桥轴的直径要求为φ = 60毫米，通常选择40毫米。其工艺路线是:256±199℃锻造，860℃切削，650 ~ 670℃加工，冷水冷却，810 ~ 840℃油冷却。通过油冷试验，分析了两个后桥轴在选材和热处理工艺上存在差异的原因。 (40mnb: d0油= 20 ~ 30mm，40crmno: d0油=100mm) 20。对9Mo2V钢精密硬化丝杠进行了热处理分析，指出了热处理的主要目的。已知:(1)技术要求:较高的硬度(HRC 54 ~ 58)和耐磨性，低变形和高尺寸稳定性(2)工艺路线安排如下: 锻造-球化退火-机械加工-应力消除退火-机械加工-淬火+回火-冷处理-回火-磁探伤-粗磨-260℃人工时效-粗磨-160℃人工时效-半细磨-160℃人工时效-细磨和超细磨至尺寸 21。简要描述电化学腐蚀的条件。可以用什么方法来提高材料抵抗电化学腐蚀的能力？ 22。不锈钢在成分上的共同特征是什么？1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr12、Cr12MoV含有超过12%的Cr 。它们都是不锈钢的吗？为什么？ 23.1cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13在成分、热处理工艺和应用方面有什么区别？24.试着解释为什么奥氏体不锈钢比马氏体不锈钢有更高的耐腐蚀性。 25。马氏体和奥氏体不锈钢的淬火目的是什么？有相变吗？钢能被强化吗？如果
不能强化，如何提高强度？ 26。什么是晶间腐蚀？如何防止Cr18Ni9奥氏体不锈钢的晶间腐蚀27.？0.1/500？300兆帕。？100？400兆帕是什么意思？ 28。钢中合金元素的主要作用是什么？ 29。试描述碳素结构钢和合金结构钢的主要区别和适用场合 30。在热处理过程中，合金元素对钢的组织转变和机械性能有什么影响？ 31。为什么装配工使用的锉刀是T12钢而不是高速钢？为什么钻机中使用的钻头是由高速钢而不是碳素工具钢制成的？用碳素工具钢制成的φ5毫米小钻头可以钻什么材料？ 32。装配工使用的钢锯在空气中被烧红和冷却后会变得柔软和有可塑性。然而，锯床上的钢锯(由高速钢制成)在烧红(约900℃)并空冷后仍然相当坚硬。为什么？ 33。为什么不锈钢耐腐蚀？不锈钢在任何腐蚀介质中都耐腐蚀吗？通常使用哪种不锈钢？34.以下钢种根据其结构分为不同类型的不锈钢，每种钢种有一种用途:1Cr13、Cr17Ti、4Cr13、1Cr18Ni9Ti35.炼油厂需要一个容器来提炼含有稀硫酸的石油产品。其工作温度为427℃，要求ζb≥483MPa，δ ≥ 15%。它是由不锈钢制成的。有两种材料可供选择:1Cr25Ti或0Cr18Ni9Ti。哪个是正确的？问题 :选材的一般原则是:性能可靠、工艺性能好、成本低等。根据相关手册，这两种不锈钢的主要化学成分和机械性能如下表所示 1Cr25Ti为铬不锈钢，属于铁素体型。从表中可以看出，其强度低于
同济大学工程材料课后习题答案上海科学技术
《工程材料》复习思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1.解释下列名词 点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体, 过冷度,自发形核,非自发形核,变质处理,变质剂. 答:点缺陷:原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小,主要指空位间隙原子,置换原子等. 线缺陷:原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大,而在其余两个方向上的尺寸很小.如位错. 面缺陷:原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大,而另一方向上的尺寸很小.如晶界和亚晶界. 亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小,位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒. 亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界. 刃型位错:位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成.滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线.如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面,多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口,故称刃型位错. 单晶体:如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,则称这块晶体为单晶体. 多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为多晶体. 过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度. 自发形核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心. 非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核. 变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理. 变质剂:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂. 2.常见的金属晶体结构有哪几种α-Fe ,γ- Fe ,Al ,Cu ,Ni , Pb , Cr , V ,Mg,Zn 各属何种晶体结构答:常见金属晶体结构:体心立方晶格,面心立方晶格,密排六方晶格; α-Fe,Cr,V属于体心立方晶格; γ-Fe ,Al,Cu,Ni,Pb属于面心立方晶格; Mg,Zn属于密排六方晶格; 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题 答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度.晶体中配位数和致密度越大,则晶体中原子排列越紧密. 4.晶面指数和晶向指数有什么不同 答:晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为;晶面是指晶格中不同方位上的原子面,用晶面指数来表示,形式为. 5.实际晶体中的点缺陷,线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响 答:如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加.因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加.同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻,降低金属的抗腐蚀性能. 6.为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性 答:因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而
工程材料课后答案
第一章 2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线：①45钢，②铝青铜，③35钢，④硬铝，⑤纯铜。试问： （1）当外加应力为300MPa时，各材料处于什么状态？ （2）有一用35钢制作的杆，使用中发现弹性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少弹性变形？ （3）有一用35钢制作的杆，使用中发现塑性变形较大，如改用45钢制作该杆，能否减少塑性变形？ 答：（1）①45钢：弹性变形②铝青铜：塑性变形③35钢：屈服状态④硬铝：塑性变形⑤纯铜：断裂。 （2）不能，弹性变形与弹性模量E有关，由E=σ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大，所以不能减少弹性变形。 （3）能，当35钢处于塑性变形阶段时，45钢可能处在弹性或塑性变形之间，且无论处于何种阶段，45钢变形长度明显低于35钢，所以能减少塑性变形。 4．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ σb 、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW 答：σb抗拉强度，是试样保持最大均匀塑性的极限应力。 σs屈服强度，表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。 σ0.2条件屈服强度，作为屈服强度的指标。 σ-1疲劳强度，材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。 δ伸长率，材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。 HRC洛氏硬度，表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。 HBS布氏硬度，表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。 HBW布氏硬度，表示用硬质合金为压头测定的硬度值。 7.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；
《工程材料》课程练习题
《工程材料》课程练习题 绪论 0.1 解释概念：晶体、金属键、离子键、分子键、共价键。 0.2 试比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料在结合键上的差别。 0.3 石墨(大部分为金属键)和金刚石(全为共价键)都是纯碳,但前者是电的良导体而 后者是电的不良导体。试根据金属键和共价键的特性解释这一现象。 第1章材料的结构与性能特点 1.1 解释概念：致密度、晶格、晶胞、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、晶界、晶体的各向异性、刃型位错、空位、间隙原子。 1.2 画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子最密排的晶面和晶向。 1.3 间隙固溶体和间隙相有什么不同？ 1.4 实际金属晶体中有哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？ 1.5 金属的理化性能有哪些？ 1.6 作图表示立方晶系中的(110)、（120）晶面和[211]、[]201晶向。 1.7 画出线型非晶态高聚物的变形随温度变化的曲线。 第2章金属材料组织与性能的控制 2.1 解释概念：过冷度、晶粒度、变质处理、加工硬化、再结晶、热加工、滑移、相、组织、固溶体、金属间化合物、枝晶偏析、同素异构转变、铁素体、珠光体、本质晶粒度、临界冷却速度、马氏体、淬透性、淬硬性、调质处理、回火脆性、二次硬化、回火稳定性。 2.2. 在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒提高金属材料使用性能的措施有哪些？ 2.3 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸造晶粒的大小： （1）金属模浇铸与砂模浇铸；（2）变质处理与不变质处理；（3）铸成薄件与铸成厚件；（4）浇铸时采用震动与不采用振动。 2.4 比较退火状态下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。 2.5 为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性好？ 2.6 金属塑性变形后组织和性能会有什么变化? 2.7 用冷却曲线表示E点成分的铁碳合金的平衡结晶过程,画出室温组织示意图,标上组织组成物，计算室温平衡组织中组成相和组织组成物的相对重量。
机械工程材料模拟练习题
机械工程材料模拟练习题 一、填空题（每空0.5分） 1. 常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P 表示。 5. 铁碳合金中，共析钢的w c = 0.77 %,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的w c = 0.4 %，室温平衡组织为珠光体和铁素体；过共析钢的w c= 1.2 %,室温平衡组 织为珠光体和二次渗碳体。 6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是： Wc<=0.25% 、中碳钢： Wc=0.25%-0.6% 、高碳钢： Wc>0.6% 。 8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越大，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加震动来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立方晶格。 10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小 ,力学性能越好。 11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析钢）钢，其加热温度为（AC3+30-50 ），冷却速度（缓慢），得到（）组织。 13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（ Ac1 ）＋20-30℃，保温后（随炉冷却）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C火后的组织为（回火索氏体）。 16. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属_低碳____钢, 调质钢属_中碳____钢, 滚动轴承钢属_高碳____钢。 17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是_提高钢的红硬性和回火稳定性_______； Cr 的作用是_提高钢的淬透性_________；V 的作用是_与c形成vc，具有高硬度耐磨性__。高速钢的锻造不仅是为了成型, 而且是为了____________________。高速钢淬火后需经__560___℃_三____次回火，回火后其组织由_隐针马氏体___、 _粒状碳化物___及少量_
工程材料复习思考题
工程材料基础复习思考题（1） 1．简述什么是材料科学？ 2．什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？ 3．钢的分类方法很多，通常有哪些分类？ 4．通常钢中的P、S控制钢的质量，按质量等级碳素钢、合金钢的钢材质量可分为哪些等级？P、S含量是如何控制的？ 5．合金元素在钢中的分布或存在的形式有哪几种？ 6．什么是晶界内吸附？用其理论解释钢的第二类回火脆性以及硼钢的淬透性问题？7．钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题： （1）上述元素哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？ （2）哪些元素能与α－Fe形成无限固溶体？哪些元素能与γ－Fe形成无限固溶体？为什么Mn、Ni、Co能与γ－Fe形成无限固溶体？ （3）上述元素哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？如何鉴别它们与碳的亲和力大小或强弱？请按由强至弱将他们排列。 （4）分析上述元素对Fe－C相图临界点A1、A3及S点影响。 （5）为什么C、N是奥氏体形成元素？ 8．合金钢中常见的碳化物由哪几种类型？并按其稳定性强弱排序。 9．合金元素中碳化物形成元素，非碳化物形成元素以及Si元素是如何影响钢中碳在奥氏体中扩散的？ 10．试述Cr、Ni元素对淬火马氏体的亚结构影响。 11．金属的断裂类型有哪几种？ 12．如何改善钢的延性断裂？ 13．通过合金化使钢强化的基本方法有哪些？ 14．加热时合金元素对钢奥氏体晶粒长大有什么影响？并简要说明影响原因。 15．简要说明合金元素对过冷奥氏体等温分解C曲线的影响？ 16．简述合金元素对马氏体分解的影响。 17．高碳高合金钢淬火后，钢中含有大量的残余奥氏体，采用什么热处理工艺消除？18．提高钢马氏体淬透性的元素有哪些？ 19．为了使大截面钢正火得到贝氏体组织，为什么硼元素是不可缺少的？ 20．微量元素在钢中的有益效应主要有哪几方面？