工程材料复习题
考试复习题
1. 画出常见的金属晶体三种晶格，在每种晶格中画出一个密排方向和一个密排面，写出晶向指数和晶面指数。
2. 金属根据溶质原子位臵分类的固溶体的基本类型，简述固溶强化的基本原理。3．何谓金属间化物，其性能特点如何？
4. 何谓金属的金相组织，一般的金相组织的组成是什么？
5. 画出完整的铁-碳（
6.69%）平衡相图，写出铁素体、钢、铸铁的成分范围。
40、60、T12钢的室温平衡组织是什么？它们从高温液态平衡冷却到室温要经过哪些转变？
6．普通碳钢和合金钢相比，工程使用性能上存在哪些不足？
7 .简述单晶体材料塑性变形的两种（滑移、孪生）机理，画出孪晶结构示意图。
8.简述金属在塑性变形过程中的组织结构变化，如何消除变形组织而形成均匀等轴组织？
9.简述钢的退火处理种类及作用，正火处理作用。
10.简述钢的淬火处理目的和回火处理目的。
11．描述钢淬火形成马氏体后，在随后的回火过程中，随回火温度增加钢的组织转变结果。
12.如何提高钢的淬透性？
13.简述渗碳钢的用途和热处理组织。
14.简述铝合金固溶和时效处理的作用和目的，简述第二相弥散强化机理。
15. 简述钛的性能特点、晶体结构和本课程中描述的钛合金的种类和用途。
16. 简述简单硅铝明系铸造铝合金变质处理的目的和方法。
17. 简述不锈钢成分组成及各组分作用。
18. 什么是热塑性塑料，什么是热固性塑料？
19. 简述陶瓷的生产过程及制造质量评价指标。
20. 简述树脂基碳纤维增强复合材料的复合原则。
21. 画出双金属片温度开关（常闭）简图，说明工作原理。
22. 简述低碳钢无宏观缺陷的光滑拉伸试样断口形貌和形成原因。
23.要制造齿轮、连杆、热锻模具、弹簧、冷冲压模具、滚动轴承、车刀、锉刀、
机床床身等零件，试从下列牌号中分别选出合适的材料并叙述所选材料的名称、成分、热处理工艺和零件制成后的最终组织。（20分）
T10 65Mn HT300 W6Mo5Cr4V2 GCr15Mo 40Cr 20CrMnTi Cr12MoV 5CrMnMo
2. 金属根据溶质原子位臵分类的固溶体的基本类型，简述固溶强化的基本原理。答：金属根据溶质原子位臵分类的固溶体的基本类型为臵换固溶体和间隙固溶体，臵换固溶体中溶质原子部分取代溶剂原子位臵形成的固溶体；溶质原子进入溶剂原子的晶格间隙形成间隙固溶体。
固溶体中溶质原子的存在，形成晶格畸变，造成位错运动阻力增加，强化的结果为固溶体的强度提高，溶质原子的比例提高，强化效果提高。
3．何谓金属间化物，其性能特点如何？
答：金属与金属、金属与准金属形成的化合物。金属间化物的结构不同于组成它的组员结构，一般由离子键和共价键方式连接。具有高硬度、高熔点、低韧性等性能特点。
4. 何谓金属的金相组织，一般的金相组织的组成是什么？
答：将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光, 然后用侵蚀剂侵蚀, 即获得一块金相样品。在金相显微镜下观察，可以看到金属材料内部的微观形貌。
这种微观形貌称做显微组织(简称组织)。
组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成。
5. 画出完整的铁-碳（
6.69%）平衡相图，写出铁素体、钢、铸铁的成分范围。
0-0.0218 铁素体（铁） 0.0218-2.11 钢 2.11-6.69 铸铁
6．普通碳钢和合金钢相比，工程使用性能上存在哪些不足？
答：碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足：
(1) 淬透性低一般情况下，碳钢水淬的最大淬透直径只有10 mm～20 mm。
(2) 强度和屈强比较低如普通碳钢Q235钢的σs为235 MPa，而低合金结构
钢Q345（16Mn）的σs则为360 MPa以上。40钢的σs /σb仅为0.43, 而合金钢35CrNi3Mo的σs /σb高达0.74。
(3) 回火稳定性差碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足特殊性能的要求碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。
7 .简述单晶体材料塑性变形的两种（滑移、孪生）机理，画出孪晶结构示意图。答：滑移特点：
（1）滑移只能在切应力作用下才会发生，不同金属产生滑移的最小切应力(称滑移临界切应力)大小不同。钨、钼、铁的滑移临界切应力比铜、铝的要大。（2）滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。滑移并非是晶体两部分沿滑移面作整体的相对滑动,而是通过位错的运动来实现的。（3）由于位错每移出晶体一次即造成一个原子间距的变形量，因此晶体发生的总变形量一定是这个方向上的原子间距的整数倍。（4）滑移总是沿着晶体中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)进行。
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称孪生。孪生只在滑移很难进行的情况下才发生。而滑移系较少的密排六方晶格金属如镁、锌、镉等, 则比较容易发生孪生。
8.简述金属在塑性变形过程中的组织结构变化，如何消除变形组织而形成均匀等轴组织？
塑性变形对金属组织结构的影响
（1）晶粒发生变形金属发生塑性变形后,晶粒沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时, 晶粒变成细条状(拉伸时), 金属中的夹杂物也被拉长, 形成纤维组织。
变形前后晶粒形状变化示意图
（2）亚结构形成金属经大的塑性变形时, 由于位错的密度增大和发生交互作用, 大量位错堆积在局部地区, 并相互缠结, 形成不均匀的分布, 使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块, 而在晶粒内产生亚晶粒。
金属经变形后的亚结构
（3）形变织构产生金属塑性变形到很大程度(70%以上)时, 由于晶粒发生转动, 使各晶粒的位向趋近于一致, 形成特殊的择优取向, 这种有序化的结构叫做形变织构。
变形后的金属在较高温度加热时，由于原子扩散能力增大，被拉长（或压扁）、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。这个过程称为再结晶。
9.简述钢的退火处理种类及作用，正火处理作用。
将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。
钢的退火分为完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火等。
碳钢各种退火和正火工艺规范示意图
1. 完全退火
完全退火又称重结晶退火，是把钢加热至Ac3以上20 ℃～30 ℃, 保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却), 以获得接近平衡组织的热处理工艺。完全退火一般用于亚共析钢。
完全退火的目的在于，通过完全重结晶，使热加工造成的粗大、不均匀的组织均匀化和细化，以提高性能；或使中碳以上的碳钢和合金钢得到接近平衡状态的组织，以降低硬度，改善切削加工性能。由于冷却速度缓慢，还可消除内应力。
2. 等温退火
等温退火是将钢件加热到高于Ac3 (或Ac1 ) 的温度, 保温适当时间后, 较
快地冷却到珠光体区的某一温度, 并等温保持, 使奥氏体等温转变，然后缓慢冷却的热处理工艺。
等温退火的目的与完全退火相同, 能获得均匀的预期组织; 对于奥氏体较稳定的合金钢, 可大大缩短退火时间。
3. 球化退火
球化退火为使钢中碳化物球状化的热处理工艺。目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；并为以后的淬火作组织准备。球化退火主要用于共析钢和过共析钢。
过共析钢球化退火后的显微组织为在铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体。球化退火的加热温度略高于Ac1。球化退火需要较长的保温时间来保证二次渗碳体的自发球化。保温后随炉冷却。
4. 扩散退火
为减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织不均匀性，将其加热到略低于固相线（固相线以下100 ℃～200 ℃）的温度，长时间保温（10 h～15 h），并进行缓慢冷却的热处理工艺，称为扩散退火或均匀化退火。
扩散退火后钢的晶粒很粗大，因此一般再进行完全退火或正火处理。
5. 去应力退火
为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火，称为去应力退火。去应力退火是将钢件加热至低于Ac1
的某一温度(一般为500 ℃～650 ℃)，保温后随炉冷却, 这种处理可以消除约50%～80%的内应力, 不引起组织变化。
二、正火
钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)和Accm(对于过共析钢)以上30 ℃～50 ℃, 保温适当时间后, 在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。正火后的组织：亚共析钢为F+S, 共析钢为S, 过共析钢为S+Fe3CII。
正火的目的是使钢的组织正常化，亦称常化处理，一般应用于以下方面： 1．作为最终热处理
正火可以细化晶粒，使组织均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体
含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。
2．作为预先热处理
截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理（淬火加高温回火）前常进行正火，以消除魏氏组织和带状组织，并获得细小而均匀的组织。对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。
3. 改善切削加工性能
10.简述钢的淬火处理目的和回火处理目的。
答：将钢加热到相变温度以上（亚共析钢为Ac3以上30 ℃～50 ℃；共析钢和过共析钢为Ac1以上30 ℃～50 ℃），保温一定时间后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺称为淬火。
回火：钢件淬火后, 为了消除内应力并获得所要求的组织和性能, 将其加热到Ac1以下某一温度, 保温一定时间, 然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火
1．低温回火
回火温度为150 ℃～250 ℃。在低温回火时，从淬火马氏体内部会析出碳化物薄片（Fe2.4C), 马氏体的过饱和度减小。部分残余奥氏体转变为下贝氏体, 但量不多可忽略。所以亚共析钢低温回火后组织为回火马氏体(回火M)。过共析钢低温回火后组织为回火马氏体＋碳化物＋残余奥氏体。
低温回火的目的是降低淬火应力，提高工件韧性，保证淬火后的高硬度(一般为58 HRC～64 HRC)和高耐磨性。主要用于处理各种高碳钢工具、模具、滚动轴承以及渗碳和表面淬火的零件。
2．中温回火
回火温度为350 ℃～500 ℃，得到铁素体基体与大量弥散分布的细粒状渗碳体的混合组织，叫做回火屈氏体(回火T)。铁素体仍保留马氏体的形态，渗碳体比回火马氏体中的碳化物粗。回火屈氏体具有高的弹性极限和屈服强度，同时也具有一定的韧性，硬度一般为35 HRC～45 HRC。主要用于处理各类弹簧。
3. 高温回火
回火温度为500 ℃～650 ℃, 得到粒状渗碳体和铁素体基体的混和组织, 称回火索氏体(回火S)。
11．T8钢经淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？T8钢淬火后分别在200℃、400℃、600℃回火又得到什么组织？
答：
淬火后组织为马氏体；
退火后组织为珠光体。
200℃回火后为回火马氏体；
400℃回火后为回火托氏体；
600℃回火后为回火索氏体。
12.如何提高钢的淬透性？
钢接受淬火时形成马氏体的能力叫做钢的淬透性。
影响淬透性的因素：
(1) 碳含量在碳钢中，共析钢的临界冷速最小，淬透性最好；亚共析钢随碳含量减少，临界冷速增加，淬透性降低；过共析钢随碳含量增加，临界冷速增加，淬透性降低。
(2) 合金元素除钴以外，其余合金元素溶于奥氏体后，降低临界冷却速度，使C曲线右移，提高钢的淬透性，因此合金钢往往比碳钢的淬透性要好。
(3) 奥氏体化温度提高奥氏体化温度，将使奥氏体晶粒长大、成分均匀，可减少珠光体的生核率，降低钢的临界冷却速度，增加其淬透性。
(4) 钢中未溶第二相钢中未溶入奥氏体中的碳化物、氮化物及其它非金属夹杂物，可成为奥氏体分解的非自发核心，使临界冷却速度增大，降低淬透性。钢材经调质处理后, 淬透性好的钢棒整个截面都是回火索氏体, 机械性能均匀, 强度高, 韧性好，而淬透性差的钢心部为片状索氏体+铁素体, 只表层为回火索
氏体, 心部强韧性差。
13.简述渗碳钢的用途和热处理组织。
主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷
合金渗碳钢的热处理工艺一般都是渗碳后直接淬火，再低温回火。
热处理后，表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织，硬度为60 HRC～62 HRC。心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关，完全淬透时为低碳回火马氏体，硬度为40 HRC～48 HRC；多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25 HRC～40 HRC。心部韧性一般都高于700 kJ/m2。
14.简述铝合金固溶和时效处理的作用和目的，简述第二相弥散强化机理。(1) 固溶处理
将合金加热到单相相区, 经保温获得单相固溶体后迅速水冷，可在室温得到过饱和的固溶体, 这种处理方式称固溶处理。
(2) 时效
固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。在室温下放臵或低温加热时，弥散析出第二相，强度和硬度会明显升高。这种现象称为时效或时效硬化。
弥散强化机理：位错绕过机理，位错切过机理；
位错绕过弥散相而留下位错环，提高位错运动阻力；
位错切破弥散相，形成新的表面，提高位错运动阻力；
金属强化的原因：提高位错运动阻力！
位错切过机理：
15. 简述钛的性能特点、晶体结构和本课程中描述的钛合金的种类和用途。
钛及钛合金具有密度小、质量轻、比强度高、耐高温、耐腐蚀以及良好低温韧性等优点，用于航空、航天、船舶等军事领域和抗腐蚀压力容器领域等。根据使用状态的组织，钛合金可分为三类：α钛合金、β钛合金和（α＋β）钛合金。牌号分别以TA、TB、TC加上编号来表示。
16. 简述简单硅铝明系铸造铝合金变质处理的目的和方法。
简单硅铝明ZAlSi12(ZL102) w(Si)10%～13%
铸造后几乎全部得到共晶体组织(α+Si), 具有优良的铸造性能(熔点低、流动性好、收缩小)。在一般情况下，ZAlSi12(ZL102)的共晶体由粗针状硅晶体和α固溶体构成, 强度和塑性都较差。
浇铸前向合金液中加入占合金重量2%～3%的变质剂(常用钠盐混合物:
2/3NaF+1/3NaCl)以细化合金组织, 目的：提高形核率，细化硅形态。显著提高合金的强度及塑性。这种处理方法即是变质处理。
17. 简述不锈钢成分组成及各组分作用。
不锈钢是指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种。
不锈钢在石油、化工、原子能、宇航、海洋开发、国防工业和一些尖端科学技术及日常生活中都得到广泛应用，例如化工装臵中的各种管道、阀门和泵，热裂设备零件，医疗手术器械，防锈刃具和量具等。
对不锈钢的性能要求最主要的是耐蚀性。此外，制作工具的不锈钢还要求高硬度、高耐磨性；制作重要结构零件时，要求高强度；某些不锈钢则要求有较好的加工性能。
2. 成分特点
(1) 碳含量耐蚀性要求愈高，碳含量应愈低。大多数不锈钢的碳质量分数为0.1%～0.2%。对碳质量分数要求较高（0.85%～0.95%）的不锈钢应相应地提高铬含量。
(2) 加入最主要的合金元素铬铬能提高钢基体的电极电位。随铬含量的增加，钢的电极电位急剧升高。铬在氧化性介质（如水蒸气、大气、海水、氧化性酸等）中极易钝化，生成致密的氧化膜、使钢的耐蚀性大大提高。
(3) 加入镍可获得单相奥氏体组织，显著提高耐蚀性；或形成奥氏体+铁素体组织，通过热处理，提高钢的强度。
(4) 加入钼、铜等 Cr在非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸和碱溶液等）中的钝化能力差，加入Mo、Cu等元素，可提高钢在非氧化性酸中的耐蚀能力。
(5) 加入钛、铌等 Ti、Nb能优先同碳形成稳定碳化物，使Cr保留在基体中，避免晶界贫铬，从而减轻钢的晶界腐蚀倾向。
(6) 加入锰、氮等部分代镍以获得奥氏体组织，并能提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。
1Cr18Ni9Ti
18. 什么是热塑性塑料，什么是热固性塑料？
根据树脂在加热和冷却时所表现的性质，可分为热塑性塑料和热固性塑料。
1. 热塑性塑料
加热时软化并熔融，可塑造成形，冷却后即成型并保持既得形状，而且该过程可反复进行。这类塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸脂等。这类塑料加工成形简便，具有较高的机械性能，但耐热性和刚性比较差。
2. 热固性塑料
初加热时软化，可塑造成形，但固化后再加热将不再软化,也不溶于溶剂。这类塑料有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯等。它们具有耐热性高，受压不易变形等优点，但机械性能不好。
19. 简述陶瓷的生产过程及制造质量评价指标。
工程陶瓷的生产过程如下：
（1）原料制备将矿物原料经拣选、粉粹后配料、混合、磨细得到坯料。
（2）坯料成形将坯料加工成一定形状和尺寸并有一定机械强度和致密度的半成品。包括可塑成形（如传统陶瓷），注浆成形（如形状复杂、精度要求高的普通陶瓷）和压制成形（如特种陶瓷和金属陶瓷）。
（3）烧成与烧结干燥后的坯料加热到高温，进行一系列的物理、化学变化而成瓷的过程。烧成是使坯件瓷化的工艺（1250℃～1450℃）；烧结是指烧成的制品开口气孔率极低、而致密度很高的瓷化过程。
衡量陶瓷的质量指标有原料的纯度和细度、坯料混合均匀性、成形密度及均匀性、烧成或烧结温度、炉内气氛、升降温速度等。
20. 简述树脂基碳纤维增强复合材料的复合原则。
纤维增强复合材料的复合原则
（1）纤维增强相是主要承载体，应有高的强度和模量，且高于基体材料；
（2）基体相起粘接剂作用，应对纤维相有润湿性，基体相应有一定塑性和
韧性；
（3）纤维增强相和基体相两者之间结合强度应适当。结合力过小，受载时容易沿纤维和基体间产生裂纹；结合力过高，会使复合材料失去韧性而发生危险的脆性断裂；
（4）基体与增强相的热膨胀系数不能相差过大；
（5）纤维相必须有合理的含量、尺寸和分布；
（6）两者间不能发生有害的化学反应。
23. 答：
齿轮：20CrMnTi渗碳钢；C%=0.2%,Cr,Mn,Ti<1.5%；渗碳＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（3分）
连杆：40Cr调质钢；C%=0.4%,Cr<1.5%；调质处理（淬火＋高温回火）；组织为回火索氏体。（2分）
弹簧：65Mn弹簧钢；C%=0.65%,Mn<1.5%；淬火＋中温回火；组织为回火托氏体。（2分）
冷冲压模具：Cr12MoV冷变形模具钢；C%>1%,Cr=12%,Mo,V<1.5%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（2分）
滚动轴承：GCr15Mo轴承钢；C%＝1%,Cr=1.5%,Mo<1.5%；球化退火＋淬火＋低温回火；组织为回火马氏体。（2分）
车刀：W6Mo5Cr4V2高速钢；W%=6%,Mo%=5%,Cr%=4%,V%=2%；淬火＋560℃三次回火；组织为回火马氏体＋碳化物。（3分）
锉刀：T10碳素工具钢；C%＝1%；淬火＋低温回火；组织为回火马氏体＋碳化物。（2分）
热锻模具：5CrMnMo热变形模具钢；C%=0.5%,Cr,Mn,Mo<1.5%；淬火＋高温回火；组织为回火索氏体。（2分）
机床床身：HT300灰口铁；无需热处理。（2分）
工程材料复习习题
习题 一.是非题（判断对还是错） 1．材料有延性破坏转变为脆性破坏的上限温度称为韧－脆转折温度。2．断裂韧性是材料固有的力学性能指标，是强度和韧度的综合体现，与裂纹的大小、形状、应力等无关。 3．材料内的应力不再增大，但应变却继续增大是弹性变形的主要特点。 4．一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的，不允许发生塑性变形。 5．金属材料的工艺性能是指为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作，材料所具有的性能。 6．稳定化处理的工艺条件是：将工件加热到1050℃～1150℃，保持足够长的时间后，快冷。 7．固溶处理的目的是为了强化奥氏体不锈钢。 8．影响低温用钢低温脆性的因素很多，其中以合金元素的影响最为显著。 9．钢在热处理过程中加热保温一段时间的目的，是为了把工件烧透，使其芯部达到与表面相同的温度。 10金属材料的铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能称为工艺性能。 11．钢的含碳量越低，其组织中铁素体的含量就越多，塑性和韧性越差，强度和硬度越高。
12．低碳钢拉伸试验中，材料失去抵抗继续变形的能力，应力不再增加，但应变却继续增大的阶段称为屈服阶段。 13．奥氏体不锈钢在晶间析出碳化物，在腐蚀介质作用下常发生应力腐蚀开裂。 14．奥氏体不锈钢具有面心立方晶格所特有的性能，不出现低温脆性，所以可作为低温用钢，但不能作为高温钢使用。 15．低合金耐热钢按材料显微组织分为珠光体和奥氏体。 16．奥氏体不锈钢的焊缝组织主要为奥氏体＋少量珠光体。 17．晶格缺陷使金属材料的强度、硬度降低。 18．碳钢的同素异构转变温度为：1394℃和912℃。 19．包晶反应、共晶反应以及共析反应是铁碳合金状态图中的三个反应。 20．淬火就是获得马氏体的过程。 21.硬度与强度有一定的关系,一般情况下,硬度高的材料其强度也高,所以可以通过测试硬度来估算材料强度。 22．碳钢和低合金钢去应力退火是将工件加热到450～500℃，保持一段时间后在空气中冷却的热处理工艺。 23.碳强烈影响钢材的低温韧性，因此压力容器低温钢的含碳量控制在0.2%以下。 24．σ0.2是指材料塑性伸长0.2％时的应力值，通常用来表示合金钢的屈服强度。 25．Fe－Fe3C合金中的基本相结构包括铁素体、奥氏体、渗碳体和珠
机械工程材料复习重点
《工程材料学》习题 一、解释下列名词 1．淬透性与淬硬性; 2．相与组织; 3．组织应力与热应力；4．过热与过烧； 5. 回火脆性与回火稳定性 6. 马氏体与回火马氏体7. 实际晶粒度与本质晶粒度 8.化学热处理与表面热处理 淬透性：钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性，其高低用规定条件下的淬硬层深度来表示 淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力 相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相 组织：显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。 组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体（γ或A）向马氏体（M）转变时间不一致而产生的应力 热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力 过热：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象 过烧：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象 回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性 回火稳定性：又叫耐回火性，即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。 回火马氏体：在回火时，从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度 实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度，它直接影响钢的性能。 化学热处理：将工件置于待定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。 表面淬火：：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 二、判断题 1. （）合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物。错。根据结构特点不同，可将合金中相公为固溶体和金属化合物两类。 2. （）实际金属是由许多位向不同的小晶粒组成的。对。 3. （）为调整硬度，便于机械加工，低碳钢，中碳钢和低碳合金钢在锻造后都应采用正火处理。对。对于低、中碳的亚共析钢而言，正火与退火的目的相同；即调整硬度，便于切削加工，细化晶粒，提高力学性能，为淬火作组织准备，消除残作内应力，防止在后续加热或热处理中发生开裂或形变。对于过共析钢而言，正火是为了消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。对于普通话结构钢而言，正火可增加珠光体量并细化晶粒，提高强度、硬度和韧性，作为最终热处理。 4.（）在钢中加入多种合金元素比加入少量单一元素效果要好些，因而合金钢将向合金元素少量多元化方向发展。对。不同的元素对于钢有不同的效果。 5. （）不论含碳量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。错。马氏体的硬度主要取决于其含碳量，含碳增加，其硬度也随之提高。合金元素对马氏体的硬度影响不大，马氏体强化的主要原因是过饱和引起的固溶体强化。 6．（）40Cr钢的淬透性与淬硬性都比T10钢要高。错。C曲线越靠右，含碳量越低，淬透性越好。40Cr为含碳量为0.4%，含Cr量为1.5%左右的调质钢。T10为含碳量为1%左右的碳素工具钢。但是淬火后45钢香到马氏体，T10钢得到马氏体加少量残余奥氏体，硬度比45钢高。 7．（）马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，由奥氏体直接转变而来的，因此马氏体与转变前的奥氏体含碳量相同。对。当奥氏体过冷到Ms以下时，将转变为马氏体类型组织。但是马氏体转变时，奥氏体中的碳全部保留在马氏休中。马氏体转变的特点是高速长大、不扩散、共格切变性、降温形成、转变不完全。 8．（）铸铁中的可锻铸铁是可以在高温下进行锻造的。错。所有的铸铁都不可以进行锻造。 9．（）45钢淬火并回火后机械性能是随回火温度上升，塑性,韧性下降，强度,硬度上升。 错。钢是随回火温度上升，塑性,韧性上升，强度,硬度提高。 10．（）淬硬层深度是指由工件表面到马氏体区的深度。错。淬硬层深度是指由工件表面到半马氏体区（50%马氏体+50%非马氏体组织）的深度。 11．（）钢的回火温度应在Ac1以上。错。回火是指将淬火钢加热到A1以下保温后再冷却的热处理工艺。 12．（）热处理可改变铸铁中的石墨形态。错。热处理只能改变铸铁的基休组织，而不能改变石黑的状态和分布。 13.（）奥氏体是碳在α-Fe中的间隙式固溶体。错。奥氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体。用符号A 或γ表示。 14．（）高频表面淬火只改变工件表面组织，而不改变工件表面的化学成份。对。高频表面淬火属于表面淬火的一种。表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 15．（）过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，则过冷度越小。错。过冷度（ΔT）是指理论结晶温度（T0）与实际结晶温度（T1）的差值，即ΔT=T0-T1。但是冷却速度越大，则过冷度越大，。
汽车工程材料复习提纲
●工程材料的定义，按化学组成分为哪几类？ ●什么是汽车运行材料，主要包括哪几种? 车辆运行过程中，使用周期较短，消耗费用较大，对车辆使用性能有较大影响的一些非金属材料。 车用燃料（汽油、柴油、替代燃料） 车用润滑油料（发动机润滑油、车辆齿轮油、车用润滑脂） 车用工作液（液力传动油、汽车制动液、液压系统用油、发动机冷却液、空调制冷剂、风窗玻璃清洗液）汽车轮胎 ●汽油（主要性能指标、规格牌号，选用原则） 汽油是由碳原子数5-11的烃类混合物按使用需要加入各种添加剂而成。 蒸发性。抗爆性。安定性。防腐性。清洁性。 规格牌号以汽油的抗爆性（辛烷值）表示的。牌号越大，辛烷值越高，抗爆性越好。抗爆性100：异辛烷（C8H18）抗爆性0：正庚烷（C7H16）比例混合0-100. RON研究法辛烷值，有：90、93、95、97等几个牌号。 选用原则：应根据汽车使用说明书推荐的牌号，结合汽车的使用条件，以发动机不发生爆燃为前提。发动机的压缩比是选择汽油牌号的主要依据。压缩比越大，汽油的牌号越高。在不发生爆燃的情况下，应尽量选择底牌号汽油。若辛烷值过低，就会使发动机产生爆燃；如果辛烷值过高，不仅经济浪费，还会因高辛烷值汽油着火慢，燃烧时间长而使热功转换不充分，同时还会因排放废气温度过高而烧坏排气门或排气门座。 1)根据发动机压缩比进行抗爆性的选择，压缩比越大，汽油的牌号越高 2)装有催化转换器和氧传感器的汽车选择含铅量低的汽油 3)区分季节选择汽油的蒸发性，冬季应选择蒸气压较大的汽油，夏季应选择蒸气压较小的汽油 ●柴油（主要性能指标、规格牌号，选用原则） 汽车所用轻柴油是指原油蒸馏时继汽油、煤油后蒸出的沸点为200-350*C的碳氢化合物。 主要指标：低温流动性、黏度、燃烧性能、蒸发性、防腐性和清洁性。 1、良好的燃烧性(十六烷值) 2、良好的低温流动性 3、良好的雾化和蒸发性 4、良好的安定性 5、对机件等无腐蚀性 6、柴油本身的清洁性 柴油分为轻柴油和重柴油。轻柴油，高速柴油机，重柴油，中低速柴油机。 轻柴油按质量分为优级品、一级品和合格品。主要按凝固点划分柴油牌号，北方偏低，南方偏高。每个等级的柴油按凝点分为10、5、0、-10、-20、-35、-50号7种。10号：凝点不高于10*C。 选用原则：主要依据使用地区月风险率为10%的最低气温，月中最低气温低于该值的概率为0.1. 柴油凝点应比该最低气温低4-6*C。不同牌号柴油可搀兑使用，以改变其凝点。 ●其他替代燃料有发展前景的替代燃料： 醇类（甲醇、乙醇）天然气电能液化石油气、氢气 ●柴油机与汽油机的区别 柴油机与汽油机比，具有耗油量低，能量利用率高，废气排量小，工作可靠性好，功率使用范围宽等优点。 汽油机和柴油机是目前广泛应用在工农业生产和交通运输部门的热机。它们的区别主要在于压缩比、点火方式、所用燃料及用途。 1.压缩比是指活塞在气缸中运动时，气缸中出现气体的最大体积和最小体积之比。活塞在最低点时气缸中气体体 积最大，活塞在最高点时气缸中气体体积最小，前者叫气缸总容积，后者叫气缸燃烧室容积。压缩比规定为 压缩比＝汽缸总容积／燃烧室容积 压缩比是内燃机的重要指标，压缩比越大，其压强越大，温度越高。汽油机的压缩比为4～6。柴油机的压缩比为15～18。从理论上讲，压缩比越大，效率越高。但因为气缸受材料强度的限制，而且气缸内工质的温度不能超过燃料的燃点，所以压缩比不能太大。 2.它们的点火方式不同，汽油机是把吸入气缸的汽油蒸汽与空气混合、加压，然后用火花塞点火。柴油机是由喷油
建筑材料复习题及答案新
建筑材料复习题及答案新Newly compiled on November 23, 2020
第一单元建筑材料的基本性质 三、单项选择题 B 1．孔隙率增大，材料的________降低。 A、密度 B、表观密度 C、憎水性 D、抗冻性 A2．材料在水中吸收水分的性质称为________。 A、吸水性 B、吸湿性 C、耐水性 D、渗透性 A 3．含水率为10%的湿砂220g，其中水的质量为________。 A、 B、22g C、20g D、 C 4．材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是________。 A、表观密度 B、堆积密度 C、密度 D、强度 B 5、颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度为ρ0′，则存在下列关系（） A. ρ＞ρ0′＞ρ0 B.ρ＞ρ0 ＞ρ0′ C. ρ0＞ρ＞ρ0′ D. ρ0′＞ρ＞ρ0 D 6、能对冻融破坏作用起到缓冲作用的是（） A、开口孔隙 B、粗大孔隙 C、毛细孔隙 D、闭口孔隙 D 7.碳素结构钢的牌号表示（） A.抗拉强度 B.塑性 C.韧性 D.屈服强度 C 8.钢材中，碳元素含量增加，可明显增加其（） A、可焊性 B、塑性 C、脆性和硬度 D、韧性
A 9、钢材的屈强比越大，则其（） A、利用率越高，安全性越低 B、利用率越低，安全性越低 C、利用率越高，安全性越高 D、利用率越低，安全性越高 B 10.沥青老化的过程是沥青组分发生递变，其变化的规律为（） A、树脂→油分→地沥青质 B、油分→树脂→地沥青质 C、地沥青质→油分→树脂 D、油分→地沥青质→树脂 第二单元无机胶凝材料 二、选择题 C 1．水泥熟料中水化速度最快，28 d水化热最大的是________。 A、 C3S B、 C2S C、C3A D、 C4AF A 2．以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是________。 A、 C3S B、 C2S C、 C3A D、 C4AF B 3．水泥浆在混凝土材料中，硬化前和硬化后是起________作用。 A、胶结 B、润滑和胶结 C、填充 D、润滑和填充 A 4．石灰膏在储灰坑中陈伏的主要目的是________。 A、充分熟化 B、增加产浆量 C、减少收缩 D、降低发热量 B 5．浆体在凝结硬化过程中，其体积发生微小膨胀的是________作用。 A、石灰 B、石膏 C、普通水泥 D、黏土 A 6．石灰是在________中硬化的。 A、干燥空气 B、水蒸气 C、水 D、与空气隔绝的环境 C 7.下列胶凝材料中，耐热性最高的胶凝材料为（） A.建筑石膏 B.菱苦土
工程材料复习题
1.合金体积的缩减是铸件产生缩孔或缩松的根本原因；线尺寸的缩减是铸件产生应力、变形、裂纹的根本原因 2.缩孔形成条件：合金在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件以逐层凝固的方式凝固 多晶体的塑性变形晶内分为滑移和孪生，晶间为晶粒的滑动和转动 随着冷变形程度的增加，材料的力学性能也会随之发生改变金属强度硬度提高，塑性和韧性下降，称为冷变形强化，又称加工硬化，消除方式：回复再结晶 3快速成形原的基本原理是离散分层堆积成形，即由设计者在计算机中构造出所需产品的三维模型，用切片软件将其切成具有一定厚度的二维平面，而后经快速成形设备按此轮廓逐层叠加材料直至成形 4金属液态成形具有以下特点： 1）能够制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。2）适应性强。3）成本低。4）铸件形状和尺寸与零件相近，因而切削加工余量可减少到最小，从而减少了金属材料的消耗，节省了切削加工工时。 5影响铸铁石墨化的因素：化学成分和冷却温度（影响冷却速度的因素：铸型材料、铸件壁厚） 6按照基本组织的不同，灰铸铁可以分为以下三种： 1）铁素体灰铸铁抗拉强度和硬度低、易加工，铸造性能好。常用来制造性能要求不高的铸件，应用很少 2）铁素体-珠光体灰铸铁此种铸铁强度也较低，可满足一般机件要求，其铸造性能、切削加工性能和减振性较好，因此应用最广。 3）珠光体灰铸铁这种铸铁强度和硬度较高，主要用来制造较为重要的零件。 7缩孔的形成过程：液态合金充满铸型型腔后，由于铸型的吸热和不断向外散热，靠近型腔表面的金属温度很快降低到凝固温度，凝结成一层外壳，而内部仍然是高于凝固温度的液体。温度继续下降，外壳加厚，但内部液体产生液态收缩和凝固收缩，体积缩减，液面下降，使铸件内部出现了空隙，由于空隙容积得不到金属液的补充，待金属全部凝固后就在最后凝固的部位形成大而集中的孔洞——缩孔 1）缩孔比缩松易于检查和修补，2）对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一定值。适当增大铸件的冷却速度可以促进缩松向缩孔转化。3）合金的液态收缩和凝固收缩越大，铸件的缩孔体积越大。4）铸造合金的浇注温度越高，液态收缩越大，缩孔的体积越大。5）缩孔和缩松总是存在于铸件最后凝固的部位 防止缩孔常用的工艺措施：控制铸件的凝固次序，使铸件实现顺序凝固 8铸造的内应力分为那几类？热应力是如何形成的？ 热应力和机械应力热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致，铸件内部彼此相互制约而引起的应力。 残余应力的存在是铸件变形的根本原因 10金属铸造时，为何常用热模浇注？ 浇注温度对液态金属的充型能力有决定性影响，浇注温度越高，液态金属的粘度下降，且因过热度高，金属液包含热量多，保持液态时间长，故充型能力越强。实际生产中提高液态合金的充型能力主要是通过提高浇注温度来实现的。 浇注位置的选择应以保证铸件的质量为主，它对铸件质量、造型方法、砂箱尺寸、加工余量等都有很大的影响浇注位置的选择应考虑以下原则：1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面2）铸件上的大平面应朝下3）为防止铸件薄壁部位产生浇不到、冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部位置于铸型下部，或使其处于垂直或倾斜位置4）对于一些需要补缩的铸件，应使厚大部位朝上或侧放，以便在铸件的厚壁出安放冒口，形成合理的凝固顺序，有利于铸件的补缩 11铸件分型面选择的合理与否，对造型工艺、铸件质量、工装设备的设计与制作有着重要的影响原则：1）分型面的选择应保证模样能顺利从铸型中取出，这是确定分型面最基本的要求2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的尺寸精度，而且便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱3）应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型4）尽可能减少活块和型芯数量，减少砂箱高度 对浇注系统的一般要求：1）使金属夜平稳、连续、均匀的流入铸型，避免对铸型和型芯的冲击2）防止熔渣、砂粒或其他杂质进入铸型3）调节铸件各部分的温度分布，控制冷却和凝固顺序，避免缩孔、缩松及裂纹的产生12金属塑性成形主要是通过工件的塑性变形来实现的。 为什么钢制机械零件需要锻造而不宜直接选用型材进行加工？ 因为锻造比的大小影响金属的力学性能和锻件质量，随着锻造比的增加，钢的内部组织不断细密化锻件的力学性能得到明显提高 13冷变形和热变形有何区别？冷变形强化对金属组织性能有何影响？生产中怎样运用其有利因素？ 晶粒的冷变形最大的方向伸长晶格发生扭曲，产生内应力，晶粒间产生碎晶，力学性能、金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降。生产上常利用加工硬化来强化金属，提高其强度、硬度及耐磨性 14再结晶对金属组织性能有何影响？在生产中如何利用其有利因素？？ 再结晶原子获得了足够的活动能量，能够在高密度位错的晶粒边界或碎晶粒处形成晶核，并不断长大，形成新的细小的等轴晶粒，从而完全消除晶格畸变和加工硬化现象，金属的强度、硬化强度降低塑性、韧性显著提高，内应力完全消除 注意，再结晶是金属固态下的结晶过程，可以细化晶粒。但再结晶不同于金属的同素异晶转变，因其不发生晶体结构的变化。只有经过冷塑性变形的金属，才能进行再结晶。 15影响锻造性能的因素有哪些？“趁热打铁”的含义何在？ 因素：1金属的本质1）化学成分2）组织结构2变形速度1）变形温度2）变形速度3）应力状态“趁热打铁”通常随着温度的升高原子的活动能量增加，热运动加剧消弱了原子间的作用力，减小了滑移阻力，从而金属材料的变形抗力减小，塑性提高，可锻性得以改善 16何为弯曲回弹？举例减少弯曲回弹的常用措施 弯曲回弹：在弯曲结束载荷卸除后，由于弹性变形的恢复会造成工件的弯曲角度，弯曲半径略有增大，而与模具的形状、尺寸不一致。在弯曲部位设置加强肋等，可以增加冲压件的强度和刚度，减小回弹 17自由锻工艺的步骤：1绘制锻件图（要考虑的因素：1）敷料2）加工余量3）锻件公差）2确定坯料质量及尺寸此外，自由锻工艺规程还包括：确定锻造设备、所用工辅具、锻造温度范围、加热设备、加热次数（即火次）、冷却规范和锻件的后续处理等 18锻件分型面选择原则：1）应保证锻件从模膛中顺利取出，故一般选在锻件的最大截面上2）应使模膛浅而对称，以利于金属充满模膛便于取出锻件3）应使锻件上所加敷料最少，以节约金属，减少机械加工的工作量4）使分型面出上、下模模膛的外形一致，以便及时发现错模并进行调整，且分型面最好是平直面与锤上模锻相比，曲柄压力机上模锻主要有以下优点： 1）变形力为静压力，工作时无振动、噪声小；并且坯料变形速度较低，这对于低弹塑性材料的成形较为有利2）机身刚度大，导轨与滑块间的间隙小，因此能够锻出尺寸精度较高的模锻件，锻件的公差、机械加工余量均比锤上模锻小，设有顶出装置，可自动把锻件从模膛中顶出所以模锻斜度也比锤上模锻小3）滑块行程不变，坯料变形在一次行程内完成，生产率高易于实现机械化和自动化 19胎模主要有扣模、筒模、和合模三种 20板料冲压的特点：1）生产率高，操作简单，工艺过程易于实现机械化和自动化2）产品的尺寸精度和表面质量较高，互换性好，一般无需切削加工3）可以冲压出形状复杂的零件，材料利用率高但冲模制造复杂，成本高，只有在大批量生产时，才显示出优越性 焊条电弧焊的特点：1)能在任何场合使用2）成本低，噪声小3）易于操作，几乎可焊接所有材料4）对于铁锈、氧化皮、油脂等敏感度低5）生产率低，易于产生焊接应力、变形和裂纹 21焊条的选用原则：1）等强度原则2）成分相同或相近原则3）工件的工作条件和使用性能4）低成本原则 22低碳钢的热影响区分为：1）熔合区位于焊缝和母材金属之间，加热温度1490~1530C 2）过热区紧挨着熔合区，1100~1490 3）正火区850~1100 金属铸造时常采用热浇铸可减少哪些缺陷为什么 浇不到冷隔应力及白口等缺陷原因：金属型的导热性能好浇注的金属液在其中冷却较快流动性变差从而充型能力变低容易产生缺陷而采用热模铸造使得模的温度与液态金属温度相差不大其流动性较好从而充型能力提高减少了缺陷的产生 2为什么一些高合金锻造时变形速度不宜太快？ 高合金钢的塑性较差而当变形速度低于临界值C时苏辙变形速度的提高其塑形会降低而当高于临界值C时随着变形速度增大塑形提高而对于普通的机床变形速度不可能大于临界值C为了不使塑性较差的高合金钢的塑形变的更差在锻压时产生的锻裂应使变形速度不宜过快 3拉拔成型的产品通常中间要进行再结晶的退火目的是什么 目的为了消除晶格畸变和加工硬化现象使金属的硬度和强度降低塑形韧性提高消除内应力恢复良好的塑形和变形前金属耐蚀性导电性等 4车刀前角大小的选择应考虑以下方面1工件材料2刀具材料3加工性质4切削条件 5车削加工的工艺特点 1易于保证工件各加工表面之间的位置精度2切削过程平稳3适于有色金属零件的精加工4刀具简单 6镗削的应用范围：主要用于大型或形状较复杂共计爱你的孔和孔隙的加工可以加工较大直径的内孔内成形面孔内环槽等在镗床上还可以车平面铣平面钻孔车螺纹等 7镗孔的工艺特点 镗床是加工机架箱体等大型和复杂零件的主要加工设备2加工范围广灵活性大3单刃镗刀钢性差生产效率低且不易于保证稳定的加工精度 多项选择 1设置浇铸位置时铸件的ABCD应朝下 A主要加工面B主要工作面C宽大平面D薄而大的平面E截面较厚的部分F尺寸相差大的部分 2铸造分型面的选择时应尽量减少AB A分型面的数量B型芯和活块数量C型状型芯D加工余量E拔模斜度 3压力铸造的特点ABC A能得到致密的细晶粒B强度比砂型铸造提高25%C可得到形状复杂薄壁零件D可减少变形开裂E可防止产生白口组织F易产生冷隔和浇不足 4镗床可加工ABE A内圆B平面C键槽D外圆E内沟槽 5易产生比重偏折的铸造方法A A离心铸造 6精度及表面质量要求高的形状结构复杂的铸件应选用C A金属型铸造B砂型铸造C熔模铸造 7模锻件上所有的交角必须做成圆角目的是AB A使金属充满模镗B提高模具寿命C易脱模D减少变形 8&0.05mm的1Gr18Ni9Ti钢丝要求焊接接头光滑平整应选用D焊接方法 A气焊B真空电子束焊C埋弧焊D激光焊E电渣焊 9下述材料部署和电阻焊的材料是C A里及铝金属B低合金钢C铜及钢金属 10机床功率不足时最快最有效的调整E A切削速度B进给量C刀具角度D切削液E背吃刀量
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础 1、合金钢是如何分类的？ 1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为510%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。 2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。 3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢 2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？ 奥氏体稳定化元素, 主要是、、、C、N、等 铁素体稳定化元素, 主要有、、W、V、、、、B、、等 3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？ 1) 碳化物形成元素：、、、V、、W、、、等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。 2) 形成碳化物的规律 a) 合金渗碳体——与碳的亲和力小，大部分溶入α或γ中，少部分溶入3C中，置换3C中的而形成合金渗碳体（）3C; 、W、少量时，也形成合金渗碳体 b) 合金碳化物——、W 、含量高时，形成M6C(24C 42C)23C6(21W2C6 2W21C6)合金碳化物 c) 特殊碳化物——、V 等与碳亲和力较强时 i. 当<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）、M2C。 . 当>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。 ★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？ 1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属； 2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度； 3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子； 4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。 有效方法：淬火+回火，钢淬火形成马氏体，马氏体中溶有过饱和C和元素，产生很强的固溶强化效应，马氏体形成时还产生高密度位错，位错强化效应很大；是形成许多极细小的取向不同的马氏体，产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度，但脆性很大，淬火后回火，马氏体中析出碳化物粒子，间隙固溶强化效应虽然大大减小，但产生很强的析出强化效应，由于基体上保持了淬火时细小晶粒，较高密度的位错及一定的固溶强化作用，所以回火马氏体仍具有很高强度，并且因间隙固溶引起的脆性减轻，韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1) 固溶强化：当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2) 二次硬化：在含、W、V较多的钢中, 回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低, 而是在某一温度后硬度反而增加, 并在某一温度(一般为550℃左右)达到峰值。这种在一定回火温度下硬度出现峰值的现象称为二次硬化 3) 二次淬火：通过某种回火之后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所升高，这种现象称为二次淬火。
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。
土木工程材料复习题及答案
《土木工程材料》复习题 一、填空题 1. 量取10l气干状态的卵石，称重为14.5kg；又取500g烘干的该卵石，放入装有500m l水的量筒中，静置24h后，水面升高为685m l。则该卵石的堆积密度为1.45g/cm3__，表观密度为__ 2.7g/cm3_，空隙率为。 2.密度是指材料在_绝对密实___状态下单位体积的质量。 3.材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏的能力称为___强度____。 4. 石灰的陈伏处理主要是为了消除过火石灰的危害。 5. 硅酸盐水泥熟料矿物组成主要有__硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙(C3S)、铝酸三钙(C3A)_及铁铝酸四钙(C4AF)_。 6. 水泥颗粒越细，水化速度越____快____，凝结硬化后收缩越____大____，早期强度越___高___。 7. 坍落度试验是用来测试新拌混凝土的__流动性___。 8. 在和易性要求一定的条件下，采用粗砂配制的混凝土水泥用量比采用细砂配制的混凝土水泥用量____少_ __。 9. 当混凝土拌合物出现粘聚性尚好、坍落度太小时，应在保持____水灰比____不变的情况下，适当地增加___水泥浆_（水泥和水）__用量。 10. 测定混凝土立方体抗压强度的标准试件尺寸是边长为____150____mm的立方体，试件的标准养护温度为___20±3_____℃，相对湿度为大于_____90______%，养护龄期为____28______天。 11. 混凝土抗冻等级F15表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为___15次___而不破坏。 12. 钢筋进行冷加工强化后，其塑性及韧性将明显降低。 13. 砂浆和易性包括___流动性____和____保水性____两方面的含义。 14. 建筑钢材随着含碳量的增加，其强度____提高____，塑性___降低____。 钢材的冲击韧性__是指钢材抵抗冲击荷载的能力。 16. 钢材的疲劳强度比其屈服强度____低_____，焊接性能随含碳量增大而__ 降低___。 二、单项选择题 1. 含水率为5%的砂220kg，将其干燥后的质量是_____kg。（B） 2. 颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度为ρ'0，则存在下列关系_____。( C ) A.ρ＞ρ'0＞ρ0 B.ρ0＞ρ＞ρ'0 C.ρ＞ρ0＞ρ'0ρ'＞ρ＞ρ0 3. 石膏在凝结硬化过程中，下列哪句话是正确的( D ) A.凝结硬化时间慢、硬化后体积微小收缩 B.凝结硬化时间慢，硬化后体积微小膨胀 C.凝结硬化时间快、硬化后体积微小收缩 D.凝结硬化时间快，硬化后体积微小膨胀 4. 硅酸盐水泥耐热性差，主要是因为水泥中含有较多的_____。（ C ） A 水化铝酸钙 B 水化铁酸钙 C 氢氧化钙 D 水化硅酸钙
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。
15春学期东大《工程材料学基础》在线作业
15春学期《工程材料学基础》在线作业3 试卷总分：100 测试时间：-- 试卷得分：100 单选题判断题 包括本科的各校各科新学期复习资料，可以联系屏幕右上的“文档贡献者” 一、单选题（共5 道试题，共25 分。）得分：25V 1. 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 满分：5 分得分：5 2. 7、亚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℃ 满分：5 分得分：5 3. 2．下述几种变形铝合金系中属于锻造铝合金的是（）A. AL-Mn和AL-Mg B. AL-Cu-Mg C. AL-Mg-Si-Cu 满分：5 分得分：5 4. 10、完全退火主要适用于（）。A. 亚共析钢 B. 过共析钢 C. 共析钢 满分：5 分得分：5 5. 6、铝合金经固溶处理后在室温放置或较高温度下保温，随时间延长，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象，称为（）A. 固溶强化 B. 时效强化 C. 弥散强化 满分：5 分得分：5 二、判断题（共15 道试题，共75 分。）得分：75V 1. 12、金属化合物具有较高的熔点、硬度和较大的脆性。A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 2. 10、材料的凝固过程即结晶过程。A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 3. 3、凡是铁-碳合金称之为钢。（）A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5 4. 1.石墨化是指铸铁中碳原子析出形成石墨的过程。（）A. 错误 B. 正确 满分：5 分得分：5
工程材料复习题纲
一、名词概念解释 晶格——用以描述晶体中原子排列规则的空间结构称为晶格 晶胞——从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，这个最小的几何单元为晶胞。晶面——在晶格中，由一系列原子做组成的平面称为晶面。 晶向——任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。 均匀形核——晶核在均匀液相中由液相的一些原子集团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。 非均匀形核——在液相依附杂质或表面形成晶核。过冷——纯金属的实际开始结晶温度总是低于理论结晶温度。 过冷度——理论结晶温度与实际开始结晶温度之差。形核率——单位时间单位体积液相中形成的晶核数目。 长大速度——单位时间内晶体表面沿其法线方向向前推进的距离。 平面长大——液、固界面始终保持平直的表面向液相中长大。 枝晶长大——在负的温度梯度条件下，如果晶体表面有一晶芽凸出，必然伸到前面过冷度较大的液相中，它的生长速度立即增大，比周围晶体更快地长大和分枝。 滑移——在外力的作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面和晶向发生相对位移。 孪生——当晶体在切应力的作用下发生孪生变形时，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分晶体做均匀切变，在切变区域内，与孪晶面平行的每层原子的切变量与它距孪晶面的距离成正比，并不是原子间距的整数倍。 纤维组织——金属与合金经塑性变形，在外力作用下，随着金属外形的变化，其内部的晶粒形状也会发生变化，晶粒沿变形方向拉长、压扁，当变形量很大时，各晶粒将会被拉长成细条状或纤维状，晶界变得模糊不清，此时，金属的性能也将会具有明显的方向性，如纵向的强度和塑性远大于横向。 加工硬化——随着塑性变形程度的增加，金属的强度增加，而塑性、韧性下降，产生加工硬化。 回复——当加热温度不高时，原子的活动能力不大，故显微组织无明显变化，冷变形金属的晶粒外形仍存在，力学性能变化不大，电阻率显著减小，微观内应力显著降低。 再结晶——冷变形金属加热到一定温度后，由于原子获得更大活动能力，显微组织发生明显变化，在原来的变形组织中重新产生了新的等轴晶粒，加工硬化现象消除，力学性能和物理性能恢复到变形前的水平。合金——两种或两种以上的金属，或金属与非金属组成的具有金属特性的物质。 组元——组成合金最基本、最独立的物质。 相——具有一定的晶体结构和性质，具有均匀的化学成分。 固溶体——溶质原子溶入固态的溶剂中，并保持溶剂晶格类型而形成的相。 金属化合物——合金组元按一定比例发生相互作用而形成的一种新相。 过冷奥氏体——共析钢过冷到A1温度以下，奥氏体在热力学上处于不稳定状态，在一定条件下会发生分解转变，这种在A1以下存在且不稳定的、将要发生转变的奥氏体。 残余奥氏体——奥氏体向马氏体的转变是不完全的，即使冷却到Mf点以下，也不可能获得100%的马氏体，总有部分奥氏体未能转变而残留下来，这部分的奥氏体称为残余奥氏体。 珠光体——α和Fe3C的机械混合物。 索氏体、托氏体——过冷奥氏体向珠光体转变时，随转变温度的降低，原子扩散能力下降，当温度高时，原子扩散容易，能作较远距离移动而形成较厚的铁素体和渗碳体片，反之，则片层较薄。根据珠光体中铁素体和渗碳体的片层间距，把珠光体型分为三种，即珠光体、索氏体和托氏体。 贝氏体——过冷奥氏体在C曲线“鼻尖”至Ms之间温度范围的等温转变产物。 马氏体——碳在α-Fe中的过饱和固溶体。 临界冷却速度——Vk 退火——将钢加热到临界点以上或以下，保温后缓慢冷却，获得以珠光体为主的组织的热处理工艺。 正火——将钢加热到Ac3或Accm以上30~50摄氏度，保温后在空气中冷却，得到以索氏体为主的组织的热处理工艺。 淬火——将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50摄氏度，保温后快速冷却，获得以马氏体或下贝氏体为主的组织的热处理工艺。 淬硬性——指钢在正常淬火条件下其马氏体所能达到的最高硬度。 回火——将淬火钢加热到AC1以下的某一温度保温后进行冷却的热处理工艺。 回火马氏体——回火温度为150~250℃，回火组织。回火托氏体——回火温度为350~500℃，回火组织。回火索氏体——回火温度为500~650℃，回火组织。热硬性——是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。 回火稳定性——淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解，碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力。 时效强化——消除铸件中的内应力。
工程材料复习考试题(有详细答案)
一、填空 1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。 3、α—Fe的晶格类型为体心立方晶格。 4、γ—Fe的晶格类型为面心立方晶格。 5、随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度__升高__。 6、金属的结晶包括形核和长大两个基本过程。 7、金属的实际结晶温度___低于_其理论结晶温度，这种想象称为过冷。 8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。 9、金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越__细小__。 10、铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好。 11、渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大。 12、碳溶解在_γ-Fe__中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。 13、碳溶解在_α-Fe__中所形成的间隙固溶体称为铁素体。 14、珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。 15、共析钢的室温平衡组织为 P（或珠光体）。 共析钢的退火组织为 P（或珠光体）。 16、亚共析钢的含碳量越高，其室温平衡组织中的珠光体量越多。 17、在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性下降。 19、在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加。 20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中，δ和αK值最高的是 20 钢。
21、共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。 22、共析钢过冷奥氏体在（A1～680）℃温度区间等温转变的产物是珠光体(或P) 。 23、共析钢过冷奥氏体在680～600℃温度区间等温转变的产物是索氏体（细珠光体）。 24、共析钢过冷奥氏体在（600～550）℃温度区间等温转变的产物是托 氏体(或极细珠光体)。 25、共析钢过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变的产物是B上（或上贝氏体）。 26、共析钢过冷奥氏体在（350～230）℃温度区间等温转变的产物是下 贝氏体(或B下)。 27、亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3 + 30～50℃。 28、过共析钢的正常淬火温度范围是 Ac1 + 30～50℃。 29.钢经__等温___淬火可获得下贝氏体组织，使钢具有良好的__强度和韧性_性能。 30、淬火钢的回火温度越高，钢的抗拉强度和硬度越低。 31、淬火+高温回火称调质处理。 32、为改善钢的耐磨性能，常采用的热处理方法为：淬火 + 低温回火。 33、为使钢获得高的硬度，应进行淬火加低温回火。P95 34、为使钢获得理想的综合机械性能，应进行淬火+ 高温回火。
2020土力学期末考试题及答案.doc
2020土力学期末考试题及答案 一、单项选择题 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的( B ) A．颗粒级配越好B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是( B ) A．塑性指数B．液性指数 C．压缩系数D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力( D ) A．方向向下B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是( D ) A．均匀的B．曲线的 C．折线的D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是( C ) A．附加应力的变化B．总应力的变化 C．有效应力的变化D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果( A ) A．偏于安全B．偏于危险 C．安全度不变D．安全与否无法确定
7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β<φB．β=φ C．β>φD．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是( C ) A．钻孔柱状图B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准 值φk、Ck按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z为偏心方向的基础边长）( ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是( C ) A．减小液化的可能性B．减小冻胀 C．提高地基承载力D．消除湿陷性 第二部分非选择题 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为____。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈____。 13.人工填土包括素填土、冲填土、压实填土和____。 14.地下水按埋藏条件可分为上层滞水、________和承压水三种类型。 15.在计算地基附加应力时，一般假定地基为均质的、应力与应变成________关系