机械工程材料习题
《机械工程材料》复习习题及答案
第一章材料的性能1．1 名词解释δb δb δsδ0.2 δ-1 a k HB HRC1．2 填空题1．材料常用的塑性指标有(延伸率)和(断面收缩率)两种，其中用(延伸率)表示塑性更接近材料的真实变形。
2．检验淬火钢成品件的硬度一般用( 洛氏)硬度，检测退火件、正火件和调质件的硬度常用(布氏)硬度，检验氮化件和渗金属件的硬度采用(维氏)硬度试验。
3．材料的工艺性能是指( 铸造)性能、(锻造)性能、(焊接)性能、(切削加工)性能和(热处理)性能。
4．工程上常用金属材料的物理性能有( 熔点)、(密度)、（导电性）、(磁性)和(热膨胀性)等。
5．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是(冲击韧性ak )，其单位是( J/cm2 )。
1．3 简答题2．设计刚性好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?3．常用的硬度方法有哪几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?1．4 判断1．金属的熔点及凝固点是同一温度。
( 错)2．导热性差的金属，加热和冷却时会产生内外温度差。
导致内外不同的膨胀或收缩，使金属变形或开裂。
( 对)3．材料的强度高，其硬度就高，所以刚度大。
( 错)4．所有的金属都具有磁性，能被磁铁所吸引。
( 错)5．钢的铸造性比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。
( 错)1．5 选择填空1．在有关零件图图纸上，出现了几种硬度技术条件的标注方法，正确的标注是( D )。
(a)HBS650—700 (b)HBS＝250—300Kgf/mm2(c)HRCl5—20 (d) HRC 45—702．在设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标是( a )。
(a) δb (b) δs(c) δ0.2(d) δp3．在作疲劳试验时，试样承受的载荷为( c )。
(a)静载荷(b)冲击载荷(c)交变载荷4．洛氏硬度C标尺使用的压头是( b )。
(a)淬硬钢球(b)金刚石圆锥体(c)硬质合金球5．表示金属密度、导热系数、导磁率的符号依次为( d )、( f )、( c )。
机械工程材料练习题参考答案
机械工程材料练习题参考答案第一章工程材料的力学性能2.有一钢试样，其直径为10mm，标距长度为50mm，当拉伸力达到18840N时试样产生屈服现象；拉伸力加至36110N时，试样产生颈缩现象，然后被拉断；拉断后标距长度为73mm，断裂处直径为6.7mm，求试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。
解:由题中条件及计算公式得σs =Fs/So=18840/（*102/4）=240(N/mm2)σb=Fb/So=36110/（*102/4）=460(N/mm2)δ=(L1-L0)/L0×100%=(73-50)/50=46%ψ=(S0-S1)/S0×100%={*102/4)- *4)}/（*102/4）=/100=%答:试样的Re=240(N/mm2)、Rm=460(N/mm2)、δ=46%、ψ=%。
4．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。
哪种方法合理为什么（参见教材第6页）第二章工程材料的基本知识第一部分金属的晶体结构与纯金属的结晶1.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，分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径。
（参见第二章第一节）2.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。
3.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[]uvw；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() hkl。
4.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；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。
机械工程材料习题(老师建议打印)
补充题(二)填空题1、固体中的结合键可分为种，它们是、、、。
p262、共价键比分子键具有更的结合力。
第二章金属的结构习题(一)解释名词致密度、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。
(二)填空题1、同非金属相比，金属的主要特性是。
p262、晶体与非晶体最根本的区别是。
3、金属晶体中最主要的面缺陷是和。
4、位错分两种，它们是和，多余半原子面是位错所特有的。
5、在立方晶系中，｛120｝晶面族包括等晶面。
6、点缺陷有、和三种；面缺陷中存在大量的。
7、γ-Fe、a-Fe的一个晶胞内的原子数分别为和。
8、当原子在金属晶体中扩散时，它们在内、外表面上的扩散速度较在体内的扩散速度。
(三)是非题1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。
( )2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。
( )3、因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。
( )4、在立方晶系中，(123)晶面与［12-3]晶向垂直。
( )5、在立方晶系中，(111)与(1-11)是互相平行的两个晶面。
( )6、在立方晶系中，(123)晶面与(-312)晶面属同一晶面族。
( )7、在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。
( )8、在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方向都具有相同的跃迁几率。
( )9、因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多，所以固态下的扩散比液态下的慢得多。
( )10、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍高一些。
( )11、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
( )(四)选择正确答案1、正的电阻温度系数的含义是：a．随温度升高导电性增大；b．随温度降低电阻降低；c．随温度增高电阻减小。
2、晶体中的位错属于：a．体缺陷；b．面缺陷；c．线缺陷；d．点缺陷。
机械工程材料习题集
机械工程材料习题集第一章材料的性能一、是非题(1)一切材料的硬度越高，其强度也越高。
( )(2)静载荷是指大小不可变的载荷，反之则一定不是静载荷。
( ) (3)所有的金属材料均有明显的屈服现象。
( ) (4)HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数。
( )(5)生产中常用于测量退火钢、铸铁及有色金属的硬度方法为布氏硬度法。
( )(6)材料的强度高，其塑性不一定差。
( )(7)材料抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。
( )(8)只要零件的工作应力低于材料的屈服强度，材料不会发生塑性变形，更不会断裂。
( )(9)蠕变强度是材料的高温性能指标。
( )(10)断裂韧性是反应材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。
( )二、选择题(1)机械零件在正常工作情况下多数处于( )。
A．弹性变形状态 B．塑性变形状态 C．刚性状态 D．弹塑性状态(2)下列四种硬度的表示方法中，最恰当的是( )。
A．600~650 HBSB．12~15 HRC C．：170~230 HBS D．80~90 HRC(3)工程上希望材料的屈服比高些，目的在于( )。
A．方便设计 B．便于施工C．提高使用中的安全系数 D．提高材料的有效利用率 (4)ak值小的金属材料表现为( )。
A．塑性差 B．强度差 C．疲劳强度差 D．韧性差 (5) 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(6)国家标准规定，对于钢铁材料进行疲劳强度试验时，取应力循环次数为( ) 所对应的应力作为疲劳强度。
A．10 B．10 C．10 D．10(7)涂层刀具表面硬度宜采用( )法进行测量。
A．布氏硬度(HBS) B．布氏硬度(HBW) C．维氏硬度 D．洛氏硬度三、填空题(1)材料常用的塑性指标有和，其中用 ___ 来表示塑性更接近材料的真实变形。
6789(2)在外力作用下，材料抵抗和的能力称为强度。
机械工程材料习题集
1 材料的性能1 、抗拉强度：材料反抗最大均匀塑性变形的能力。
2 、硬度：材料表面反抗局部微量塑性变形的能力。
3 、刚度：材料反抗弹性变形的能力。
2 材料的结构1 、晶胞：晶胞是能代表晶格中原子罗列规律的最小几何单元。
2 、致密度：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。
3 、晶体各向异性：晶体中不同晶面或者晶向上的原子密度不同，从而造成晶体不同方向上的性能不同的现象。
4 、指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。
答：固溶体仍保持溶剂的晶格类型。
而金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。
固溶体普通是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。
5、常见的金属化合物有______________、_______________和_______________ 三种类型。
(正常价化合物；电子化合物；间隙化合物和间隙相)_______________、6、金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈塑性韧性愈_______________，这种现象称为_______________强化。
(高；好；细晶)7、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。
(间隙；臵换)_______________，8、按合金的相结构分，铁碳合金中的铁素体属于渗碳体属于_______________。
(固溶体；金属化合物)_______________化学成份、_______________9、在合金中具有结构且与其他部份隔开的均匀组成部份叫做相。
(同一 ;同一)_______________ 缺陷，位错属于10 、晶界和亚晶界属于_______________缺陷。
(面；线)__________缺陷、__________11、晶体缺陷，按几何特征可分为缺陷和__________缺陷三种类型。
(点；线；面)12、与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。
机械工程材料习题(含答案)
一、填空题1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（ D ）A、等温退火B、完全退火C、球化退火 C、正火2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（ B )A、增大VKB、增加淬透性C、减小其淬透性 C增大其淬硬性3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（ C )A、晶粒的相对滑动B、晶格的扭折C、位错的滑移D、位错类型的改变4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ A ）A、强度硬度下降，塑性韧性提高B、强度硬度提高，塑性韧性下降C、强度韧性提高,塑性韧性下降D、强度韧性下降，塑性硬度提高5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（ A ）A、Acl+30—50CB、Ac3+30—50CC、Accm+30-50CD、T再+30-50C6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（ D ）A、调质B、淬火+低温回火C、渗碳D、渗碳后淬火+低温回火7、常见的调质钢大都属于（ B ）A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢8、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（ C ）A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火C、调质后表面淬火D、正火9、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是( C ）A、时效强化B、固溶强化C、形变强化D、热处理强化10、在Fe-Fe3C合金中,其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为（ D ）A、0。
0008%B、0.021％C、0。
77％D、2.11％11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（ B ）A、0。
02%B、0。
77％C、2。
11％D、4。
3%12、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ D )A、Q235B、45C、60Si2MnD、T1213、下列材料中不宜淬火的是（ D ）A、GCr15B、W18Cr4VC、40CrD、YT1514、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（ C ）A、L+α→βB、L→α+βC、γ→α+βD、α+β→γ15、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（ D ）A、20CrMnTiB、40CrB、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti16、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金( B ）A、铝基轴承合金B、铅基轴承合金C、铜基轴承合金D、锌基轴承合金17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（ C ）A、F+GB、F+P+GC、P+GD、Ld+G18、为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列哪种工艺（ D )A、完全退火B、球化退火C、再结晶退火D、等温退火19、感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素（ D )A、淬透性B、冷却速度C、感应电流的大小D、感应电流的频率20、下列材料中耐热性最好的是（ C ）A、GCr15B、W18Cr4VC、1Cr18Ni9TiD、9SiCr21、过共析钢的退火组织是( C )A、F+Fe3CIIIB、F+PC、P+Fe3CIID、P+Fe3CIII22、下列钢经淬火后硬度最低的是（ A )A、Q235B、40CrC、GCr15D、45钢23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是（ D ）A强化基体 B、提高其韧性C、消除应力D、消除碳化物24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（ A ）A、淬火+低温回火B、渗碳+淬火+低温回火C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火25、对工件进行分级淬火的目的是（ C ）A、得到下贝氏体B、减少残余奥氏体量C、减少工件变形D、缩短生产周期26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ D ）A、M+KB、P+FC、B下D、M+P27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（ B ）A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火28、为了提高45钢的综合机械性能,应进行（ B ）A、正火B、调质C、退火D、淬火+中温回火29等温退火相对于一般退火工艺而言，更能（ A ）A、减少工件变形B、消除应力C、细化晶粒D、缩短退火周期30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ B )A、消除残余奥氏体,使碳化物入基体B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出C、使马氏体分解，提高其韧性D、消除应力，减少工件变形31、金属产生时效强化的主要原因是（ D )A、形成了高密度位错B、晶格发生畸变C、晶格类型发生改变D、析出亚稳定第二相粒子32、钢中的二次渗碳体是指从（ B )中析出的渗碳体A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的33、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（ A ）A、珠光体B、铁素体C、渗碳体D、马氏体34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是（ A ）A、匀晶相图B、共晶相图C、包晶相图D、共析相图35、钢件出现下述哪种缺陷时，难以用热处理来消除（ B )A、晶内偏析B、纤维组织C、晶粒粗大D、网状渗碳体36、钢的下列组织中热稳定性最差的是（ C ）A、珠光体B、马氏体C、回火屈氏体D、回火索氏体37、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（ A )A、是位错马氏体B、是孪晶马氏体C、是过饱和的a固溶体D、具有高的强度38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（ C ）A、45钢B、20CrMnTiC、16MnD、W18Cr14V39、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因( A ）A、加强温度低于Ac3B、加热温度高于AC3C、保温时间过长D、冷却速度大于VK40、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（ C )A、二次渗碳体B、共析渗碳体C、一次渗碳体D、共晶渗碳体41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（ A ）A、完全退火B、再结晶退火C、正火D、去应力退火42、下列指标中,哪个是只决定了钢的成份的性能( D ）A、淬透性B、淬硬性C、淬透层深度D、临界冷却速度VK43、分级淬火的目的是为了( D ）A、得到B下B、增加马氏体的量C、减少残余奥氏体D、减少工件变形开裂44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ C ）A、完全退火B、等温退火C、球化退火D、正火45、下列诸材料中淬透性最好的是（ A ）A、20CrMnTiB、40CrC、GCr15D、Q23546.下列诸材料中热硬性最好的是（ C ）A。
机械工程材料复习题
机械工程材料复习题一、选择题1. 金属的强度和硬度主要取决于：A. 金属的塑性B. 金属的弹性C. 金属的韧性D. 金属的硬度2. 金属材料的塑性通常通过下列哪种性能来衡量？A. 抗拉强度B. 屈服强度C. 延伸率D. 硬度3. 金属材料的韧性通常通过下列哪种性能来衡量？A. 冲击韧性B. 抗拉强度C. 屈服强度D. 延伸率4. 金属材料的弹性通常通过下列哪种性能来衡量？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 延伸率D. 硬度二、填空题1. 金属材料的_________是指材料在受到外力作用时，能够发生形变而不破坏的能力。
2. 金属材料的_________是指材料在受到外力作用后，能够恢复原状的能力。
3. 金属材料的_________是指材料在受到冲击负荷时，能够吸收的能量。
4. 金属材料的_________是指材料在受到拉伸力作用时，能够承受的最大应力。
三、简答题1. 简述金属材料的疲劳破坏机理。
2. 说明金属材料的腐蚀类型及其影响因素。
3. 描述金属材料的热处理过程及其对材料性能的影响。
四、计算题1. 给定一个金属材料的抗拉强度为500 MPa，延伸率为20%，试计算该材料在拉伸过程中能够承受的最大应力。
2. 假设一个金属材料的弹性模量为200 GPa，试计算在100 MPa的应力作用下，该材料的应变值。
五、论述题1. 论述金属材料的强化方法及其原理。
2. 讨论金属材料的焊接性能及其影响因素。
3. 分析金属材料在不同环境下的腐蚀机理及其防护措施。
六、案例分析题1. 根据所给的金属材料性能数据，分析该材料可能的应用领域。
2. 针对一个具体的工程案例，讨论如何选择合适的金属材料以满足特定的性能要求。
以上题目要求考生根据机械工程材料的相关知识，进行解答。
机械工程材料习题与答案
机械工程材料习题与答案机械工程材料是机械设计和制造过程中不可或缺的一部分，它涉及到材料的选用、性能、加工和应用等方面。
在机械工程材料的习题中，通常会包含材料的力学性能测试、材料选择、热处理、材料失效分析等内容。
以下是一些机械工程材料习题与答案的示例：习题1：某机械零件需要承受较大的拉力，设计者需要选择合适的材料。
请根据以下材料的力学性能数据，推荐一种材料，并说明理由。
- 钢A：抗拉强度为600MPa，屈服强度为400MPa，延展性为15%。
- 钢B：抗拉强度为800MPa，屈服强度为600MPa，延展性为10%。
- 铝C：抗拉强度为300MPa，屈服强度为200MPa，延展性为30%。
答案：推荐使用钢B。
虽然钢A的延展性更好，但钢B的抗拉强度和屈服强度都更高，这意味着它能够承受更大的拉力而不至于断裂。
对于承受大拉力的零件，材料的强度是首要考虑的因素。
习题2：某零件需要在高温下工作，需要考虑材料的耐热性。
请分析以下材料在高温下的稳定性，并推荐一种材料。
- 不锈钢D：在500°C下仍能保持其力学性能。
- 钛合金E：在600°C下力学性能略有下降，但在800°C下迅速下降。
- 陶瓷材料F：在1000°C下仍能保持其力学性能。
答案：推荐使用陶瓷材料F。
虽然不锈钢D和钛合金E都具有一定的耐热性，但陶瓷材料F在高温下的性能更为稳定，适合在极端高温环境下工作。
习题3：某零件需要通过热处理来提高其硬度和耐磨性。
请说明热处理的基本过程，并给出一个可能的热处理方案。
答案：热处理是一种通过控制加热和冷却过程来改变金属的物理性质的方法。
基本过程通常包括：加热（奥氏体化）、保温、冷却（淬火）和回火。
一个可能的热处理方案是：将钢材料加热到其奥氏体化温度（通常高于其相变温度），保持一段时间，然后快速冷却（淬火），最后进行回火以减少内部应力和提高韧性。
习题4：某零件在使用过程中发生断裂，需要分析其断裂原因。
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例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。
试分析：1. 用CrWMn钢的原因。
2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。
在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。
丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。
根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。
其原因如下：（1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满足硬度和耐磨性的要求。
（2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。
目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。
对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。
所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。
例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σb＞1000MPa，σOF≥600MPa，A K ＞48J。
试从所给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。
35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12其工艺流程如下：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨齿。
例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为350r/min，该齿轮用下列哪些材料制造合适，并简述理由。
40Cr、20CrMnTi、尼龙66。
工作条件分析：计数器齿轮工作时，运转速度较低、承受的扭矩很小，齿轮间存在摩擦，因此要求摩擦系数小，耐磨性好。
由于该结构特点要求选材时重量要轻，工作噪音要小，在无润滑条件下长时间工作，制造工艺简单，价格便宜，很明显，40Cr，20CrMnTi等合金钢由于价格太贵、太重、加工复杂而不合适。
而尼龙66工程塑料较为合适。
其原因：（1）有足够的抗弯强度（≥70～90MPa）和冲击吸收功（10～45J）。
（2）耐磨、减磨、消音、耐应力开裂。
（3）－40～100℃可长期使用。
（4）有较好的弹性，吸震，防冲击，噪声小。
（5）重量轻。
（6）耐蚀性好。
（7）可用注射法一次成型，制造工艺简单，生产率高，成本低。
第一章作业1－3 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。
答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。
因为金属材料的刚度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。
1－4 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲劳极限。
1－9 传统的强度设计采用许用应力[σ]= σ0.2/n,为什么不能一定保证零件的安全性？有人说：“安全系数n越大，零件工作时便越安全可靠。
”，你怎样认识这句话？答：传统的强度设计采用[σ]= σ0.2/n ，都是假设材料是均匀无缺陷的，而实际上材料中存在着既存或后生的微小宏观裂纹，因此在实际的强度设计中还应考虑材料抵抗脆性断裂的力学性能指标—断裂韧度（KI），只考虑许用应力[σ]= σ0.2/n是不能保证零件的安全性的。
“n越大，零件越安全”也是不对的，因为[σ]= σ0.2/n,n增大就会使[σ]降低而牺牲材料的强度，将塑性和韧性取大一些，导致[σ]偏低而零件的尺寸与重量增加，浪费了原材料。
1－11 一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。
答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。
第二章作业2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg、Zn2-2 已知－Fe的晶格常数（a=3.6 ）要大于－Fe的晶格常数（a=2.89 ）,但为什么－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积反而增大？答：－Fe冷却到912℃转变为－Fe时体积增大，是因为转变之后面心立方的－Fe转变为体心立方的－Fe时致密度变小。
－Fe －Fe晶胞原子数4 晶胞原子数2转变之后－Fe的体积为3.633(47.83)＜2个－Fe 的体积2×2.893(48.27)。
2－3 1g Fe在室温和1000℃时各含有多少个晶胞？答：Fe在室温下为体心立方，晶胞原子数为2，这时1gFe的晶胞数＝(1/56×6.02×1023)/2=5.38×1021个在1000℃时为面心立方，晶胞原子数为4，这时1gFe的晶胞数＝(1/56×6.02×1023)/4＝2.69×1021个2－4已知铜的原子直径为2.56 ，求其晶格常数，并计算1mm3铜中的原子数。
答： a = a= ×= ×=3.62原子数＝4×晶胞数＝4×＝8.4×1019个2－6 总结说明实际金属晶体材料的内部结构特点。
答：实际金属晶体材料内部存在晶体缺陷：⑴点缺陷：空位、间隙原子、置换原子⑵线缺陷：位错⑶面缺陷：晶界、亚晶界第三章作业3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。
答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小3－3 Si、C、N、Cr、Mn、B等元素在－Fe中各形成哪些固溶体？答：Si、Cr、Mn形成置换固溶体，C、N、B形成间隙固溶体。
3－4间隙固溶体与间隙化合物在晶体结构与性能上有何区别？举例说明。
答：间隙固溶体的晶体结构与组成合金的一个金属组元的结构相同，它是溶质原子进入金属溶剂晶格的间隙时形成的固溶体，如：F和A，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。
间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合，且半径比rX/rM＞0.59时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C,间隙化合物硬而脆，塑性差。
3－7 为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？答：共晶成分的合金熔点低，凝固温度区间最小，流动性好，适于铸造。
单相固溶体成分的合金强度均匀，塑性好，便于压力加工。
3－8 为什么钢锭希望减少柱状晶区，而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区？答：在柱状晶区，柱状晶粒彼此间的界面比较平直，气泡缩孔很小，组织比较致密。
但当沿不同方向生长的两组柱状晶相遇时，会形成柱晶间界。
柱晶间界是杂质、气泡、缩孔较密集地区，是铸锭的脆弱结合面，故钢锭应减少柱状晶区，以避免在热轧时开裂。
对塑性好的铜锭、铝锭不会因热轧而开裂，故往往希望扩大柱状晶区。
4－3 冷塑性变形与热塑性变形后的金属能否根据其显微组织加以区别？答：可以通过显微组织来判断是冷塑性变形还是热塑性变形，冷塑性变形后的晶粒形状呈扁平形或长条形，热塑性变形后的晶粒是等轴晶粒。
4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。
答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。
原因是：（1）强度高：Hall-Petch公式。
晶界越多，越难滑移。
（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。
（3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。
4－5 金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒？为什么？答：再结晶退火必须用于经冷塑性变形加工的材料，其目的是改善冷变形后材料的组织和性能。
再结晶退火的温度较低，一般都在临界点以下。
若对铸件采用再结晶退火，其组织不会发生相变，也没有形成新晶核的驱动力(如冷变形储存能等)，所以不会形成新晶粒，也就不能细化晶粒。
4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？答：W、Sn的最低再结晶温度分别为:TR(W) =（0.4～0.5)×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃TR(Sn) =（0.4～0.5)×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃所以W在1000℃时为冷加工，Sn在室温下为热加工思考题比较冲击韧度、断裂韧度的异同点和它们用来衡量材料韧性的合理性。
答：相同点：冲击韧度和断裂韧度都反映了材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力。
不同点：冲击韧度一般只用来评定中低强度钢的韧性，仅反映材料在一次大能量冲击加载条件下的抵抗变形与断裂的能力，只适用于均匀的无缺陷材料。
而断裂韧度是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，表征了材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
第五章作业5-4 根据Fe-Fe3C相图计算，室温下，分别为0.2％和1.2％的钢中组织组成物的相对量。
(1) =0.2%P%·0.77%=0.2%P%=26% ，F%=74%(2) =1.2%P%·0.77%+(1-P%)·6.69%=1.2%P%=92.7% ，Fe3CⅡ％=7.3%5-5 某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为珠光体和铁素体，其中珠光体占75％。
问此钢的碳含量大约为多少？答：＝P%·0.77%＝75％×0.77％＝0.5775％测试题某碳钢，相组成中，F％＝93％。