工程材料学答案(A)
工程材料学课程习题及答案.
工程材料习题一、晶向、晶面指数习题在立方晶系的单位晶胞上作图表示(1 1 1)、(1 1 0)、(1 0 0) 晶面和[1 1 1]、[1 1 0]、[0 0 1]、[1 0 0]、[0 1 0] 晶向。
二、Fe-C 相图类提示 Fe-C 相图是确定钢热处理、铸造、锻造、焊接加热工艺的依据，应熟练掌握相图的绘制、不同成分钢的冷却相变过程及室温组织。
习题 画出 Fe-Fe 3C 合金相图 （要求标明B 、E 、C 、F 、P 、S 点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.4% （0.7%、0.77%、1.0% ）的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明），画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对质量分数。
分析 Fe-Fe 3C 相图看似复杂，但若掌握规律就容易了。
相图由包晶相变、共晶相变、共析相变三部分组成。
绘制时应先绘制三条水平线、确定水平线的温度及每条线上的三个成分点，然后再连接其余曲线即可。
Fe-C 相图含碳量分为亚共析钢（0.0218% ≤ C ＜0.77% ）、共析钢（0.77% C ）和过共析钢（0.77 % ＜C ≤ 2.11%）三大类型，其区别在于有先共析铁素体析出、无先共析铁素体和无二次渗碳体析出、有二次渗碳体析出。
解1、铁碳相图Fe-C 相图见图1.0，要求各相区、线、字母、温度要准确。
2、共析钢（0.77%C ） （1）结晶过程分析冷却曲线见图2.1。
在Fe-C 相图中要画出表示合金成分的垂线（图中虚线）；冷却曲线中要标明交点及点的顺序；冷却曲线点的顺序要和相图中垂线一致，恒温转变为水平线。
1点以上：液态；1-2点：匀晶转变析出奥氏体，L → γ ； 2-3点：γ降温阶段，无组织变化；3-3 / 点：奥氏体发生共析转变，转变为珠光体，C Fe 72730218.077.0+α−−−→−γ℃（P ）；图1.0 Fe-Fe 3C 合金相图Fe 3CFeC%温度/℃3 / 点到室温，从铁素体中析出少量三次渗碳体Fe 3C Ⅲ。
09级工程材料A卷答案(最终版)
华侨大学09级《工程材料》试卷（A）院别考试日期2011 年12 月20 日姓名班级学号一、填空（20分，每空1分）1．许多机械零件如弹簧、轴、齿轮等，在工作时承受交变载荷，其应力低于屈服强度，但经过一定循环周期后，即发生断裂，这就是疲劳断裂现象。
2．刚度是指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力，它等于材料的弹性模量与零构件的横截面积或者面积的乘积。
3．金属中的晶格缺陷，按照几何形式分为_点缺陷__、线缺陷和__面缺陷____三种。
4．金属的塑性变形量在临界变形范围以内，其随后的再结晶晶粒将（异常）长大。
5．Fe—Fe3C相图中的P点表示__碳在a-Fe中的最大溶解度___；其对应含碳量为_0.0218_%，温度为_727_℃。
6．铁碳合金相图表述了在平衡条件下，温度，_碳的质量分数或含碳量和相或组织之间的关系。
7．滚动轴承钢中加入合金元素Cr，主要是为了提高__钢的淬透性_，并在热处理后形成细小均匀分布的碳化物，以提高钢的__耐磨性__、_硬度（或弹性极限）和接触疲劳极限。
8．提高铝及铝合金强度的主要途径有：变质处理（细晶强化）、冷变形（加工硬化）和热处理（时效强化）。
二、指出左列牌号各属于右列哪一类材料（连线并标出右列序号）（10分，每个1分）40CrMnMo ⑽⑴普通黄铜H59 ⑴⑵合金弹簧钢Q235 ⑺⑶硬质合金YW2 ⑶⑷合金渗碳钢W12Cr4V5Co5 ⑿⑸马氏体型不锈钢1Cr13 ⑸⑹高碳低合金工具钢20MnTiB ⑷⑺普通碳素结构钢CrWMn ⑹⑻高铬轴承钢60Si2CrA ⑵⑼球墨铸铁QT400-18 ⑼⑽合金调质钢⑾灰铸铁⑿高速钢三、选择及判断题（15分，每个1分）1、用40Cr钢和40钢制造相同尺寸的零件，要求相同硬度时，淬火后两者的回火温度是：（C）A、相同；B、40Cr钢的较低；C、40Cr钢的较高；2、从一个固相中同时析出成分和晶体结构不同的两种新固相的转变过程，称为：（ C ）A、共晶转变；B、包晶转变；C、共析转变；D、匀晶转变；3、溶质原子的溶入，提高了固溶体塑性变形的：（B ）A、能力；B、抗力；C、速度；4、用于制造凿子宜选用下列钢号中的：（B ）A、45钢；B、T7；C、T12；D、08F5、高锰钢ZGMn13 具有高耐磨性的原因是：（ C ）A、热处理提高了硬度和耐磨性；B、因有较多的Fe3C存在；C、表面产生强烈的加工硬化，并有马氏体相变发生。
复习材料 工程材料学学期期末考试试题及详解答案
工程材料学学期期末考试试题(A)及详解答案共6 页第1 页5. 杠杆定律只适用于两相区。
( )6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生( )7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。
( )8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。
( )9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。
( )10. 可锻铸铁能够进行锻造。
（ ） 1．×， 2．√， 3．×， 4．×， 5．√， 6．×， 7．√， 8．×， 9．√， 10．×四、简答题（每小题5分,共20分）1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。
并指出在室温下对纯铁伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？图1纯铁在室温下为体心立方晶体结构，滑移系为{110}×＜111＞，所以应该沿上述)011(晶面的11[滑移。
共 6 页 第 6 页南 京 航 空 航 天 大 学 共 5 页 第 1 页 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分，现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占 80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ① 求该钢的含碳量；② 计算该钢组织中各相组分的相对百分含量；③ 画出其组织示意图，并于图中标出各组织组分的名称。
解：根据珠光体含量求出该碳钢室温下的含碳量： 室温下铁素体的含碳量可忽略不计，而珠光体的含碳量为0.77%，因此： 含碳量C=0.77%×20%=0.154% ④ 该碳钢室温下的相组成为F+Fe 3C F=(6.69-0.154)/6.69=97.7% Fe 3C=1-F=2.3%七、车床主轴要求轴颈部位的硬度为56~58HRC ，其余地方的硬度为20~24HRC ，制订的加工工艺路线如下：锻造 → 正火 → 机加工 → 轴颈表面淬火 → 低温回火 → 磨削。
工程材料学习题与辅导答案
工程材料学习题与辅导答案工程材料学习题与辅导答案工程材料是工程领域中至关重要的一部分，它涉及到各种各样的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等。
学习工程材料需要掌握一定的理论知识，并且能够运用这些知识解决实际问题。
下面将提供一些工程材料学习题及其辅导答案，希望对学习者有所帮助。
1. 什么是晶体结构？请简要描述晶体结构的几种常见类型。
答：晶体结构是指由原子、离子或分子组成的结晶体中，这些原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构的常见类型包括：立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。
立方晶系具有等长的边和直角，如立方体；正交晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等；单斜晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等，并且有一个斜角；菱面晶系具有等长的边和等角，但不是直角；三斜晶系具有不等长的边和不等角；六方晶系具有等长的边和等角。
2. 什么是晶格常数？如何计算晶格常数？答：晶格常数是指晶体中晶胞的尺寸，通常用a、b、c表示。
晶格常数的计算方法取决于晶体的结构类型。
对于立方晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶体的晶胞边长得到。
对于其他晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶胞的边长和角度来计算。
3. 什么是晶体缺陷？请列举几种常见的晶体缺陷。
答：晶体缺陷是指晶体中的结构缺陷或组成缺陷。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
常见的晶体缺陷包括：点缺陷有空位、间隙原子、替代原子和杂质原子；线缺陷有位错和螺旋位错；面缺陷有晶界和孪晶。
4. 什么是材料的力学性能？请简要描述材料的强度、硬度和韧性。
答：材料的力学性能是指材料在外力作用下的表现。
强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度来表示；硬度是指材料抵抗划伤或穿刺的能力，通常用洛氏硬度或布氏硬度来表示；韧性是指材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。
5. 什么是金属的晶体结构？请简要描述几种常见的金属晶体结构。
答：金属的晶体结构是指金属中原子的排列方式。
第一学期《工程材料》期末试卷A卷及答案
系别：__________ 班次：____________ 姓名：___________ 学号：____________。
装。
订。
线。
2008—2009学年第一学期《工程材料》期末考试试卷(A)注意：本试卷共四大题，总分100分，考试时间120分钟。
本试卷适用于07模具班，共需印制61份。
1. 碳素工具钢的含碳量一般是在以下哪个范围之内（ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6%2. 以下那种元素是9Mn2V 里不含的 （ ） A. C 元素 B. Ni 元素 C. Si 元素 D. Mn 元素3. Cr12是以下哪种冷作模具钢的典型钢种 （ ）A. 高碳高铬冷作模具钢B. 空淬冷作模具钢C. 油淬冷作模具钢D. 基体钢4. 以下哪种模具钢的抗压强度、耐磨性及承载能力居冷作模具钢之首 （ ） A. 碳素工具钢 B. 火焰淬火冷作模具钢 C. 高速钢 D. DT 合金5. 以下哪种钢号不属于热作模具钢的类型 （ ） A. 5CrNiMo B. 3Cr2W8V C. 4Cr5MoSiV D. 9SiCr6. 高韧性热作模具钢的含碳量在以下哪个范围之内 （ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6%7. 以下哪个钢种属于冷热兼用的模具钢 （ ） A. GR 钢 C.HD 钢 C. 012Al D.PH 钢8. 以下哪个选项的塑料模具钢已列入了国家标准 （ ） A. 3Cr2Mo 和CrWMn B. CrWMn 和Cr12MoVC. 3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMoD. 3Cr2MnNiMo 和Cr12MoV9. SM50属于以下哪种塑料模具钢 （ ）A. 预硬型塑料模具钢B. 碳素塑料模具钢C. 渗碳型塑料模具钢D. 时效硬化型塑料模具钢 10. 以下哪种表面工程技术改变了技术表面的化学成分 （ ） A. 表面改性 B. 表面处理 C. 表面涂覆 D. 电镀技术1.按照工作条件可将模具分为 、 、 。
东大15秋学期《工程材料学基础》在线作业1满分答案
15秋学期《工程材料学基础》在线作业1
一,单选题
1. 6、二元合金在发生?-→?a+b共析转变时，各相的成分（）
A. 相同
B. 确定
C. 不确定
?
正确答案：B
2. 9、按相变过程中，形核和长大特点分，珠光体转变属于（）
A. 扩散型相变
B. 无扩散型相变
C. 半扩散型相变
?
正确答案：A
3. 8、过共析钢的正常淬火加热温度是（）
A. Ac1+30~50℃
B. Ac3+30~50℃
C. Accm+30~50℃
?
正确答案：A
4. 3、当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。
这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。
A. 二次硬化
B. 回火抗性
C. 二次淬火
?
正确答案：C
5. 4．对于α＋β两相钛合金，可采用下述热处理方法强化（）。
A. 再结晶退火
B. 淬火回火
C. 淬火时效
?
正确答案：C
二,判断题
1. 2、按冶炼方法分类可分为沸腾钢、镇静钢及半镇静钢。
（）
A. 错误。
工程材料学学期期末考试题(A)及详解答案
工程材料学学期期末考试试题(A)及详解答案共5 页第1 页5. 杠杆定律只适用于两相区。
( )6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。
( )7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。
( )8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。
( )9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。
( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。
（ ） 四、简答题（每小题5分,共20分）1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。
并指出在室温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？图12．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。
（每小题2分,共10分）材料牌号应用零件热处理工艺HT250 弹簧调质+氮化Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火）65Mn 冷冲模淬火+中温回火38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分，现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分）①求该钢的含碳量；②计算该钢组织中各相组分的相对百分含量；③画出其组织示意图，并于图中标出各组织组分的名称。
10．硅（Si），锰（Mn）；磷（P），硫（S）。
11．回火索氏体（或S回），索氏体（或S）。
12．20CrMnT，T10。
13．强化铁素体；提高淬透性。
14．灰口铸铁；最低抗拉强度300MPa，珠光体。
15．硬铝合金，α+β型钛合金三、判断题：(每小题1分,共10分)1．×， 2．√， 3．×， 4．×， 5．√， 6．×， 7．√， 8．×， 9．√， 10．×。
工程材料学学期期末考试试题(A)及详解答案
3. 晶体中的线缺陷是指各种类型的＿＿＿；面缺陷指＿＿＿、＿＿＿。
4. 液态金属进行铸造时，为达到细化晶粒的目的而加入其它物质作为人 工晶核的处理方法称为＿＿＿＿。
5. 金属材料的强化机制有＿＿＿、＿＿＿ 、＿＿＿、和＿＿＿。
页脚内容3
成功是失败之母，一切都是努力的结果
共5页
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？
第4页
4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由 是什么？
五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。
（每小题 2 分,共 10 分）
材料牌号
应用零件
热处理工艺
3．位错；晶界，晶强化，形变强化。
6．滑移，孪生。 7．回复，再结晶，晶粒长大。
页脚内容6
8．共晶转变，共析转变。
成功是失败之母，一切都是努力的结果
共4 页
10．硅（Si），锰（Mn）；磷（P），硫（S）。 11．回火索氏体（或 S 回），索氏体（或 S）。 12．20CrMnT，T10。 13．强化铁素体； 提高淬透性。
14. HT300 中“HT”的含义是＿＿＿，“300” 的含义是＿＿＿ ，其 基体组织是＿＿＿。
15. 2A12（L Y 1 2）材料的类别是 ＿＿＿； TC4 材料的类别是 ＿＿ ＿。 三、 判断题： (在题后括号内将正页确脚的内容划2 √，错误的划×。每小题 1 分,共 10 分)
成功是失败之母，一切都是努力的结果
页脚内容4
其中铁素体占 80% ，回答以下问题：（每小题 4 分,共 12 分）
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2)在钢中加入强碳化物形成元素钛,铌,使钢中的碳优先形成 TiC 或 NbC,而不 形成 Cr23C6 . 分) (1 . 4.①低碳钢渗碳处理的温度在 900~950℃(或 AC3 以上 50~80℃)(2 分) ②选择的主要理由是应在单相γ区,因为γ的碳的溶解度大,而α相的碳的溶解度 最大仅 0.0218.因此只有在单相γ区才能获得较高的表面碳浓度(2 分) ;但温度也 不能太高,否者易形成粗大的奥氏体晶粒而降低力学性能(1 分) . 五,(划对一道连线 1 分,共 10 分) 划对一道连线
1.
纯铁在室温下为体心立方晶体结构,滑移系为{110}×<111>,所以应该沿上述
(011) 晶面的 [1 1 1] 晶向滑移. 1 分,可不答理由) ( .晶面,晶向标注各 1 分. 2.答:T10,T12 属于碳素工具钢,含碳量为 1.0%,1.2%,因而钢中渗碳体含量高,
钢的硬度较高;而 10,20 钢为优质碳素结构钢,属于低碳钢,钢的硬度较低, 因此钳工锯 T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力,锯条容易磨钝.
共 4 页
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③. 七, 每小题 2 分,共 10 分) ( ①. 45 钢(或其它中碳合金钢) ; ②. 目的是为了获得主轴整体所要求的硬度 20~24HRC 及其他机械性能,并便于加 工(1 分) ;工艺是:加热到 850℃左右保温,然后空冷. 分) (1 ③. 目的是为了获得轴颈部 56~58HRC 的硬度要求(1 分) ;工艺是采用高频感应加 热至 830℃左右,然后迅速在水中冷却(1 分) . ④. 目的是降低淬火后工件的残余应力(1 分) ;工艺是在 170~200℃加热并保温(1 分) . ④. 轴颈部为回火马氏体(1 分) ,其余地方为珠光体或索氏体(1 分) . ( 八, 每小题 2 分,共 8 分) 答:(1)珠光体:冷却至 A1 线~650℃范围内等温或连续冷却下来得到珠光体组织. 索氏体:冷却至 650～600℃温度范围内等温或连续冷却下来得到索光体组 织. 下贝氏体:冷却至 350℃～MS 温度范围内等温冷却下来得到下贝氏体组织. 马氏体+少量残余奥氏体: 以大于获得马氏体组织的最小冷却速度连续冷却获 得马氏体+少量残余奥氏体.
�
3 a , 8. 4
3.位错;晶界,亚晶界. 4. 变质处理. 5.固溶强化,弥散强化,细晶强化,形变强化. 6.滑移,孪生. 7.回复,再结晶,晶粒长大. 8.共晶转变,共析转变. 9.奥氏体,铁素体,渗碳体,液体.
共 4 页 10.硅(Si) ,锰(Mn) ;磷(P) ,硫(S) . 11.回火索氏体(或 S 回) ,索氏体(或 S) . 12.20CrMnT,T10. 13.强化铁素体; 提高淬透性.
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共 4 二 OO 六 ～二 OO 七 学年 第 1 学期 页 第 1 页 课程名称: 工程材料学 》参考答案及评分标准 《 命题教师:缪 强 考试班级 学号 试卷代号:A 姓名 成绩
一,名词解释: (每小题 2 分,共 10 分) 名词解释: 每小题 共 珠光体:铁素体和渗碳体成片层相间的机械混合物. 过冷度:金属的实际结晶温度低于其理论结晶温度,理论结晶温度与实际结晶温度 的差值称为过冷度. 合金:通过熔炼,烧结或其它方法,将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在 一起所形成的具有金属特性的新物质,称为合金. 本质晶粒度:在规定的加热条件下,奥氏体晶粒长大的倾向性. 调质处理:淬火后的高温回火. 二,填空题:(每空 0.5 分,共 20 分) 每 1.正火,球化退火. 2.体心立方, 2,
( 六,解答: 每小题 4 分,共 12 分) 解答: 共 ①. 根据珠光体含量求出该碳钢室温下的含碳量: 室温下铁素体的含碳量可忽略不计,而珠光体的含碳量为 0.77%,因此: 含碳量 C=0.77%×20%=0.154% ②. 该碳钢室温下的相组成为 F+Fe3C F=(6.69-0.154)/6.69=97.7% Fe3C=1-F=2.3%
3. 奥氏体不锈钢在约 600 C 工作时,从 A 体晶界析出 Cr23C6 碳化物,造成晶界
附近基体贫铬,当贫铬区含铬量低于 12%时,电位显著下降,造成晶间腐蚀.使钢
共 4 的强度和塑性急下降. 分) (3 防止晶间腐蚀的方法: 1)降低钢的含碳量,以尽可能少的形成 Cr23C6. 分) (1
第 2 页
14.灰口铸铁;最低抗拉强度 300MPa,珠光体. 15.硬铝合金,α+β 型钛合金 三, 判断题:(每小题 1 分,共 10 分) 每小题
1.×, 2.√, 3.×, 4.×, 5.√, 6. ×, 7.√, 8.×, 9.√, 10.×.
四,简答题(每小题 5 分,共 20 分) ( 共