材料工程基础习题
工程材料基础习题(整合版)(刘颖版)
《工程材料基础》课程习题（一）绪论，第一章材料的基本结构与性能、工程材料按照性质不同或用途不同，如何进行分类？物质组成，金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；用途，结构材料（力学性能）、功能材料（物理或化学性能）；、各种结合键有何特点，其所构成的物质有何性能特点？材料的性能主要取决于哪些因素？材料性能的取决因素，材料成分（原分离子的结合键类型）、材料结构（原分离子间作用状态）、材料的微观结构；离子键，结合力较强熔点硬度高，热膨胀系数导热小；电荷离子排斥较低密度；共价键，结合力很强高熔点硬度，低热膨胀系数及不导电性；饱和性和方向性较低密度；金属键，存在自由电子导电导热性好；无方向饱和性塑性好；较高密度；分子键，结合力弱熔点硬度低；无方向性饱和性氢键，有方向性饱和性；、金属材料、陶瓷材料、高分子材料在结构和性质上的主要差别是什么？结构，主要类型的结合键不同；性质，包括熔点硬度（强度）塑性（韧性）导热导电性耐热耐腐蚀性及密度热膨胀系数的区别；具体见，表格；、何谓晶体、晶体结构、晶格、晶胞和非晶体？晶体，组成原离分子呈规则周期性排列的固体；非晶体，组成原分离子呈无规则排列的固体；晶体结构，组成晶体的原分离子在空间规则排列的方式；晶格，三维空间中视为质点的原离子按一定规则直线相连形成的三维空间格子；晶胞，晶格中代表晶体中原子排列特点和规律性的最小体积单元；、布拉菲点阵有多少种？描述其几何特征的参数是什么？晶胞各棱棱长（）及各棱之间的夹角关系（αβγ）；立方体系、四方体系、菱方体系、六方体系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系，计种；、何谓晶面、晶面族、晶向、晶向族，如何确定晶面和晶向指数？晶面，晶格中原子所构成的平面；晶面族，晶面原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶面；晶向，晶格中由原子列所构成的方向；晶向族，原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶向；晶面和晶向指数的确定，；、体心、面心、密排六方晶体结构有何特点？、何谓单晶体和多晶体，为什么单晶体具有各向异性，而多晶体往往没有各向异性？单晶体，其组成原子按相同规律和空间取向排列的晶体；多晶体，由许多空间取向不同的单晶（晶粒）组成的晶体；晶体各向异性，沿不同晶向，晶体性能不同的现象；产生原因，不同晶面、晶向上分子或原子排列规律不同；多晶体空间位向呈随机分布；、何谓点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷，他们在晶体中的存在形式有哪些？点缺陷，空位、间隙原子、置换原子；（原子移位，异类原子溶入）线缺陷，晶体中若干原子出现的有规律错排现象；刀刃位错、螺形位错、混合型位错；面缺陷，晶界、亚晶界、相界面，表面等；、位错的运动形式有哪些？阻碍位错运动的因素有哪些？滑移运动、攀移运动；晶体结合键、点缺陷、其他位错、面缺陷、第二相粒子等；课件，点缺陷、第二相粒子、位错、晶界、相界（主要因素）；、溶质原子与位错之间的相互作用对溶质原子在晶体中的分布有何影响？对位错的运动有何影响？、点缺陷和位错对晶体的强度、硬度、塑性、韧性、电阻率等有何影响？点缺陷数量增加，提高材料强度、降低塑性导电性（增加电阻率）以及耐腐蚀性；位错密度增加，强度增高，塑性降低（适当密度位错，晶体最易塑性变形同时具有较低强度）；、非晶态材料的原子排列有何特点，其是否处于稳定状态？短程有序，各向同性，处于亚稳态（能量较低状态，非能量最低状态）；、晶体中有哪些面缺陷，为什么表面易吸附其他物质？如上；表面具有表面能，会自发吸附外来原子或分子以降低表面能；、何谓合金，合金中相、组元的概念是什么？合金，两种或者两种以上金属与金属或与非金属元素构成的具有金属特性的物质；相，化学构成、物理状态、晶体结构和性质相同均一且有明显界面与其他不同部分分隔开的部分；组元，组成合金最基本的独立物质（单质、化合物）；、何谓固溶体，其晶体结构与其组元有何关系？固溶体，原子或分子溶解于晶体中形成的固态物质；固溶体的晶体结构总是保持为溶剂（原子数量占多数的组元）的晶体结构；、何谓置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体和有限固溶体？置换，溶质原子置换某些溶剂原子并占据其位置的固溶体；间隙，溶质原子位于溶剂晶格间隙的固溶体；有限，溶质溶解度存在限度的固溶体；无限，组元可以无限互溶的固溶体；（产生晶格畸变大小不同的缘故）、纯金属与其固溶体相比，哪一个的强度更高，为什么？固溶体，溶质原子溶入晶格提高固溶体强度（固溶强化）；、何谓金属间化合物，其晶体结构与其组元有何关系？金属间化合物，金属与金属或类金属形成的具有金属性质的化合物；晶体结构复杂，且不同于其组元的晶体结构；、常见金属间化合物有哪几种，各有何特点？、固溶体和金属间化合物对合金的力学性能有何影响？固溶体，固溶强化，改变原有的一些物理和化学性能；金属间化合物，第二相强化（提高硬度统统是阻碍基体相中的位错运动，提高强度），增加一些其他性能（磁性，超导性，储氢性能）；、何谓同素异构、同分异构现象？同素异构，同一组成元素具有不同晶体结构的现象；同分异构，化学成分相同，组成原子形成不同分子结构的现象；、何谓陶瓷，其主要组成相有哪些，其性能主要取决于什么相？陶瓷，无机非金属化合物；晶体相（主相）、玻璃相、气孔；、为什么陶瓷中位错的密度低于金属中，且陶瓷中位错的滑移系少于金属中？因为陶瓷主要是以结合力强的离子键或者共价键结合；位错运动困难；、何谓高聚物，构成高聚物分子的原子之间以何种结合键相连，高聚物分子之间以何种结合键相连？高聚物（聚合物或高分子材料），由一种或几种简单的结构单元聚合而成的分子量很大的化合物；共价键；、为什么高聚物在高温下易软化？仅限于线型高分子和支链型高分子，主要的分子间无化学键连接，分子间可相互移动；、何谓高聚物的结构单元，高聚物大分子链有哪几种几何形态？其几何形态与高聚物的力学性质有什么关系？结构单元，组成高分子单体的低分子化合物；线型，支链型，溶剂中可溶解，良好的弹性和塑性，加热可熔化，热塑性，，支链使材料密度弹性塑性耐热性耐蚀性等下降；交联型，体型结构（平面内的网状结构），不溶性，热固性，较好的耐热性和尺寸稳定性，强度较高，塑性低，脆性大等；、为什么高分子可以呈现卷曲状态？高分子的柔顺性高分子链的构象，化学单键不同内旋可构成分子链的各种几何形态；、何谓高聚物的聚集态结构？高分子聚集在一起所形成的结合结构；、高分子材料的结晶度对高分子材料的硬度、强度、密度、耐热性、塑性、弹性等有何影响？结晶度是描述高分子聚合物晶化的程度；结晶度越高，硬度强度密度耐热性等越高，塑性弹性降低；、何谓复合材料，其主要组成相有哪些？复合材料，将两种不同物理化学力学性能的材料复合在一起所构成的材料；连续相（基体相）、复合相；第二章材料的基本性能、材料的强度指标有哪些，其含义是何？屈服强度，使材料开始塑性变形的最小应力值；抗拉强度，材料受力产生最大均匀塑性形变时所能承受的最大应力值；疲劳强度，材料在变动载荷反复作用下不发生断裂的最大应力值；高温强度，给定温度和时间内使材料产生断裂的应力值；、何为材料的刚度？弹性模量对于材料来讲具有什么应用意义？刚度，材料受力是抵抗弹性变形的能力；（表示材料对微量塑性变形的抗力，对选材有一定的参考意义；）、影响金属、陶瓷、高分子材料弹性模量的主要因素有哪些？弹性模量主要取决于材料组成原子间作用力大小；金属，对晶粒和第二相大小形态分布等组织变化不敏感，温度升高，模量下降；陶瓷，对晶粒大小不敏感，气孔率（主要因素），压缩模量高于拉伸模量；高分子，对组织材料敏感（结晶度，密度），温度升高，模量下降；、材料的塑性指标有哪些，塑性对于材料有何重要意义？断后伸长率，断面收缩率；塑性加工成形的重要指标参量，提高使用安全性，防止脆性断裂，使过载应力得到松弛；、何谓材料的硬度，常用的测试材料硬度的方法有哪些，其适用范围如何？硬度，材料抵抗局部塑性变形或其他硬物压入其表面的能力；压入法硬度试验；布氏硬度，（以下），（）；洛氏硬度，（），（），（）；维氏硬度，；、材料承受冲击的能力用何性能指标表示，温度对材料的耐冲击性能有何影响？冲击性能；冲击韧度随随见降低而下降，存在冷脆转化温度；、何谓断裂韧性，其有何实际意义？断裂韧性，材料抵抗裂纹扩展的能力；为零构件的设计和使用提供了一个重要的安全性指标；、何谓疲劳断裂？疲劳断裂，材料在变动载荷长期作用下，内部产生累积损伤而萌生裂纹，最后裂纹失稳扩展导致材料断裂的现象；、何谓材料的蠕变，其产生机制为何？蠕变，材料在高温及长时间恒力作用下缓慢塑性变形的现象；、何谓粘弹性，其有何实际应用意义？黏弹性，在外力作用下，材料产生的弹性应变在时间上滞后于应力变化的现象；作为一些材料的制备标准，即内耗值的大小、用于制备阻尼材料；、材料的耐磨性主要取决于哪些因素？材料的成分、表面硬度、硬化层深度、摩擦系数、弹性模量、摩擦副的相对性质等因素；、何谓材料的电极化现象，何谓压电效应和电致伸缩现象？电场作用下材料中的原分子正负电荷中心分离的现象；压电效应，因为材料（压电体）受力尺寸变化而产生电势的效应；电致伸缩现象，材料（受电体）受电场作用产生尺寸变化的现象；、根据对外加磁场的反应，可将物质分为哪几类，其各有什么特点？抗磁性物质，外加磁场中，物质产生与外加磁场反向的很弱的磁场；顺磁性物质，外加磁场中，物质产生与外磁场同向但微弱的磁场；铁磁性物质，同向很强的磁场；亚磁性物质，同向较强的磁场；反磁性物质，无磁化；、什么是硬磁材料和软磁材料？软磁材料，磁化强度在外加磁场去除后迅速消失的磁性材料；硬磁材料，磁化强度在外加磁场去除后可显著长期保持的磁性材料；、何谓物质的特征光谱？、如何防止材料的电化学腐蚀？提高电极电位、形成单相组织，形成表面氧化膜；、如何提高金属材料的抗氧化能力？表面形成致密的抗氧化膜；、什么是材料的工艺性能，其有何重要意义？工艺性能，指材料在加工过程中所反映的是否适合于加工工艺的性能；铸造性能，塑性加工性能，焊接性能，切削加工性能；、结构材料中微裂纹的存在对材料使用的安全性有何影响，为什么？是否材料中一旦存在裂纹就必定不能使用，为什么？第三章金属材料的塑性变形、何谓为塑性变形，晶体塑性变形的主要方式有哪些？塑性变形，不可恢复的永久变形；滑移、孪生；、何谓晶体的滑移系，组成滑移系的滑移面和滑移方向有何特点？滑移系，一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合；滑移面为晶体中原子密排面；滑移方向为晶体中原子最密排方向；、金属晶体中滑移系的多少对金属的塑性有何影响？晶体的滑移系数目越多，其塑性越好；、何谓分切应力和临界分切应力，何谓“软取向”和“硬取向”？某些取向合适的晶粒在滑移面和滑移方向上所受分切应力优先达到使位错开始滑移的临界分切应力值而产生位错运动并引起晶体滑移，此晶粒取向称“软取向”；其它一些晶粒由于取向的原因沿滑移面和滑移方向上的分切应力还没有达到使位错滑移的临界应力，这些晶粒暂时不能产生滑移变形，此晶粒取向为“硬取向”。
材料工程基础及参考答案
材料工程基础及参考答案材料工程基础习题1、从粉碎过程来看，制粉方法可归纳为三大类：机械制粉、（物理制粉）和（化学制粉）2衡量合金铸造性能的主要指标有流动性和。
3．高炉原料主要有（）A铁矿石、脉石、焦碳;B铁矿石、熔剂、燃料;C碳质还原剂、燃料、脉石;D铁矿石、还原剂、熔剂4．炼钢的基本任务（）A脱碳、脱氧、脱硫，氧化生铁;B使生铁中C、Si、Mn、P、S 等元素合乎标准要求；C氧化生铁中C、Si、Mn等元素；D去除生铁中的杂质元素5．铝土矿的浸出是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一，浸出所用的循环母液中的主要成分为NaOH、NaAlO2、Na2CO3等，其中起主要作用的是（）ANaOH；BNaAlO2；CNa2CO3；DNaAlO2和NaOH7．下列哪种材料不适合挤压加工（）A铝及铝合金；B铜及铜合金；C中碳钢；D高合金纲8．保证冲压件质量的最重要因素是（A）A模具质量；B成形工序；C分离工序；D成形设备9．下列热处理工艺中，哪种处理工艺常用来改善金属材料的切削加工性（）A退火处理；B正火处理；C淬火处理；D时效处理10．要使某种金属材料获得高弹性、高屈服强度的力学性能，可以采用的热处理工艺为（）A退火处理;B淬火+中温回火；C淬火+低温回火；D淬火+高温回火11．表面淬火用钢的含碳量范围一般为（）A0.1—0.2%;B0.2—0.3%;C0.3—0.4%;D0.4—0.5%12．汽车齿轮表面受严重磨损并受较大的交变冲击载荷而破坏，为了提高其使用寿命，必须提高其表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时齿轮心部要保持良好的韧性及塑性，可以采用的技术方案为（）A低碳钢表面渗碳+淬火+高温回火；B低碳钢表面渗碳+淬火+低温回火C低碳钢表面渗氮+淬火+高温回火；D低碳钢表面渗氮+淬火+低温回火13．为了防止飞机、车辆、冷冻设施等的观察窗在寒冷气候条件下表面不结冰，可以对玻璃表面进行（）处理A化学抛光；B涂层导电薄膜；C涂层憎水涂层；D涂层光学薄膜14．（）两种元素具有较强的脱氧能力，一般认为在钢中是有益的元素。
工程材料基础练习题库与答案
工程材料基础练习题库与答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、下列组织中，硬度最高的是( )A、渗碳体B、奥氏体C、珠光体D、铁素体正确答案：A2、具有面心立方晶格的铁称为( )A、γ—FeB、δ—FeC、α—FeD、β—Fe正确答案：A3、钢的淬透性主要决定于( )。
A、冷却速度B、尺寸大小C、合金元素D、含碳量正确答案：C4、渗碳体的力学性能特点是( )A、软而韧B、硬而韧C、软而脆D、硬而脆正确答案：D5、钢经调质处理后获得的组织是A、回火屈氏体；B、回火索氏体。
C、回火马氏体正确答案：B6、铁碳合金中，共晶转变的产物称为( )。
A、奥氏体B、莱氏体C、铁素体D、珠光体正确答案：B7、T8钢的最终热处理是( )。
A、渗碳B、淬火+低温回火C、球化退火D、调质正确答案：B8、淬火钢在（300～400）℃ 回火时，可达到最高值的机械性能是( ) （中温回火）A、屈服强度B、塑性C、抗拉强度D、弹性极限正确答案：D9、为消除 T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。
A、回火B、调质处理C、球化退火D、正火正确答案：C10、亚共析钢室温下的平衡组织都是由( )组成。
A、先析铁素体和珠光体B、铁素体和奥氏体C、渗碳体和铁素体正确答案：A11、固溶体的晶体结构与相同。
A、溶质B、溶剂C、不同于溶剂和溶质的其它晶型D、a、b、c 都有可能正确答案：B12、亚共析钢的含碳量越高，其平衡组织中的珠光体量( )A、不变B、越少C、无规律D、越多正确答案：D13、碳在奥氏体中的最大溶解度为（）A、0.0218%B、4.3%C、2.11%D、0.77%正确答案：C14、共晶反应是指（）A、固相→固相1+固相2B、从一个液相内析出另一个固相C、从一个固相内析出另一个固相D、液相→固相1+固相2正确答案：D15、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是( )。
A、片状的B、蠕虫状的C、球状的D、团絮状的正确答案：D16、精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行( )。
《材料工程基础》大一下题集
《材料工程基础》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.金属材料的强度主要取决于其内部的什么结构？A. 晶粒大小B. 晶体结构C. 位错密度D. 空位浓度2.高分子材料的老化主要是由于什么引起的？A. 光照B. 氧化C. 湿度D. 所有以上因素3.陶瓷材料的主要特点是什么？A. 高导电性B. 高韧性C. 高硬度D. 高延展性4.在金属材料中，提高材料的哪种性能可以增强其抗疲劳性？A. 硬度B. 韧性C. 延展性D. 抗压强度5.下列哪种材料属于复合材料？A. 铝合金B. 玻璃钢C. 聚乙烯D. 硅钢6.热处理过程中，钢的淬火主要目的是什么？A. 提高硬度B. 降低韧性C. 增加延展性D. 减少内应力7.高分子链的哪种运动形式是导致高分子材料粘弹性的主要原因？A. 弯曲运动B. 旋转运动C. 伸缩运动D. 蛇形运动8.在陶瓷材料中，哪种添加剂可以提高材料的韧性？A. 氧化铝B. 碳化硅C. 氧化锆D. 氮化硼9.金属的晶粒细化通常可以提高材料的哪种性能？A. 硬度B. 延展性C. 韧性D. 导热性10.下列哪种方法是提高高分子材料耐热性的有效途径？A. 增加结晶度B. 减少交联度C. 提高分子量分布D. 降低立体规整性二、填空题（每题2分，共20分）1.金属材料中，常见的强化机制有________、和。
2.高分子材料的分子量分布对其________和________有显著影响。
3.陶瓷材料中的气孔率对其________和________性能有较大影响。
4.在金属材料的冷加工过程中，通常会出现________现象，导致材料硬度增加。
5.高分子链的柔性主要取决于链段间的________和链的________。
6.陶瓷材料的烧结过程中，主要的物质传输方式有________、和。
7.金属材料的晶粒大小对其力学性能和________有显著影响。
8.高分子材料的老化过程中，常见的化学变化有________和________。
材料工程基础复习题
思考题：1. 简述描述流体运动的两种方法。
将流体看成连续介质的条件是什么？2.如何理解两物理现象的相似？相似理论的作用是什么？.3离心式风机性能曲线中的Q-Ηma 线为什么有一个最高效点？当离心式风机的最佳工作点流量和压头与工作管路的要求不一致时，如何调整风机的工作参数？4. 选择离心式风机应遵循什么原则？选择多台离心式风机的工作组合方式又该如何考虑？5.分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。
6.冬天，经过在白天太阳下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打后，效果更加明显。
试解释原因。
7.冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？8.在严寒的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？9.电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。
试从传热学的观点解释这一现象。
10.平壁与圆管壁材料相同，厚度相同，在两侧表面温度相同条件下，圆管内表面积等于平壁表面积，如图所示，试问哪种情况下导热量大？11.燃烧计算的目的是什么？什么是燃烧温度？提高燃烧温度的途径有哪些？(8分)12.表示燃料组成的常用基准有哪些？各是什么？13. 试在I-x 图中定性绘出下列干燥过程中湿空气的状态变化过程。
(10分)（1）温度为t 0、湿度为x 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入理想干燥器，废气出口温度为t 2；并说明空气预热后有什么好处？（2）温度为t 0、湿度为x 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入理想干燥器，废气出口温度为t 2，此废气再经冷却冷凝器析出水分后，恢复到t 0、x 0的状态。
14.某干燥过程， 以空气 （温度为 t1， 湿含量为 x1） 为干燥介质， 经预热器预热后温度达到 t2 （t2>t1） ，进入干燥设备，干燥介质离开干燥设备的温度为t3，干燥设备的热损失为△。
试叙述干燥1kg 水分所需的介质量及相应的热耗的计算过程和方法（用I-x 图表示） 。
材料工程基础习题 (1)
3-17 （如图）输水管路三通各段的直径为：d1=400mm,d2=300mm,d3=200mm,流量Q1=500 l/s, Q2=300 l/s,Q3=200 l/s,压力表读数p g=77KN/m2,求另外两管段的压力？（不计损失，三通水平放置）（68.89KN/m2,57.64KN/m2）3-21 （如图）一虹吸管直径100mm各管段垂直距离如图，求流量，A、B点压力，画管道总水头线，不计水头损失。
（0.0738m2/s）题3-17图题3-21图4-3 已知管径d=150mm，流量Q=15 l/s,液体温度为10℃，其运动粘性系数v=0.415cm2/s,试确定：○1在此温度下的流动状态；○2在此温度下的临界流速；○3若过流断面积改为面积相等的正方形管道，则其流态如何？4-15直径d=300mm的铁皮风管，通过20℃空气，平均流速V=20m/s，沿程压力损失△p=5mm 水柱，若流速加大一倍，沿程压力损失将增大为多少？（16.82mm水柱）4-18（如图）水泵抽水系统，流量Q=0.0628m3/s水的粘度ν=1.519×10-6㎡/s,管径d=200mm,ε=0.4mm,h1=3m,h2=17m,h3=15m,l2=12m,各处局部系数ζ1=3，ζ2（直角弯管d/R=0.8）,ζ3(光滑折管θ=30⁰)，ζ4=1.求：1）管道的沿程阻力系数λ（用莫迪图）2）水泵的扬程H。
3）水泵的有效功率Nε。
(Nε=γQH) （21.99m,13.54Kw）题4-18图题4-22图4-21 如图所示，管路由油库将油放出，出口处为大气压力。
已知H=9m,l1=l2=50m,d=0.1m, λ=0.02,局部阻力系数：进口ζ1=0.5，弯头ζ2=0.5，阀门ζ3=3.0，求：○1管中流量;○2画出管路总水头线及测压管水头线；○3若下游是流入另一个油池如图（b）,上下游池面高度差为9m，则上述两项结果将如何？（0.021m3/s）4-22 虹吸管自水箱吸引水流入大气。
材工基复习题(材料工程基础)
一、传热和传质基本原理第一章导论1、名词解释：●传导：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。
●对流：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象●热辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。
其中因热的原因而发出辐射能的现象为热辐射。
●绝对黑体：A=1时，辐射能全部被物体吸收，这种物体叫“绝对黑体“简称“黑体”。
它是一切物体中吸收能力最强一种理想物体。
●绝对白体： R=1时，投射辐射能全部被反射，且呈漫反射状态（即向各方向反射），则该物体被称为“绝对白体”，简称“白体”。
简述或推导题：传导、对流、辐射传热的特点；2.传导特点:a)必须有温差b)物体直接接触c)依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量d)不发生宏观的相对位移3.热对流特点：热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。
4.辐射传热特点：a)依靠电磁波传递能量b)不需要任何介质c)温度高于0K,都有发射辐射粒子的能力。
d)物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的5.大平壁一维稳态导热的傅里叶公式推导；第二章热传导引论1、名词解释●温度场：某一瞬间物体内各点温度的总称。
●等温面（线）：温度场中同一时刻同一温度所有点相连组成的曲面或平面(曲线)。
●温度梯度：在具有连续温度场的物体内，过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线法线方向。
过点P的最大温度变化率为温度梯度。
●热物性：输运物性（扩散速率系数、热导率、运动粘度）、热力学物性（密度、比热容）●接触热阻：当导热过程在两个直接接触的固体间进行时，由于表面不是理想的平整，所以界面容易出现点接触，给导热过程带来额外的热阻，称为接触热阻。
2. 简答题：写出热扩散方程的3种边界及初始条件；①第一类边界条件：给定物体边界上任何时刻的温度分布。
材料工程基础第三、四章习题答案
1、何为冷变形、热变形和温变形？冷变形：温度低于回复温度，变形过程只有加工硬化无回复和再结晶。
热变形：温度在再结晶温度以上，变形产生的加工硬化被再结晶抵消，变形后具有再结晶等轴晶粒组织，而无加工硬化痕迹。
温变形：金属材料在高于回复温度但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。
2、简述金属的可锻性及其影响因素。
可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。
它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。
可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
(1)内在因素(a)化学成分:不同化学成分的金属其可锻性不同；(b)合金组织:金属内部组织结构不同，其可锻性差别很大。
(2)外在因素(a)变形温度:系指金属从开始锻造到锻造终止的温度范围。
温度过高:过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。
温度过低：变形抗力↑－难锻，开裂(b)变形速度:变形速度即单位时间内的变形程度(c)应力状态:金属在经受不同方法进行变形时，所产生的应力大小和性质（压应力或拉应力）不同。
3、自由锻和模锻的定义及其特点是什么？自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。
1、自由锻锻件的精度不高，形状简单，其形状和尺寸一般通过操作者使用通用工具来保证，主要用于单件、小批量生产。
2、对于大型机特大型锻件的制造，自由锻仍是唯一有效的方法。
3、自由锻对锻工的技术水平要求高，劳动条件差，生产效率低。
模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。
模锻具有如下特点：(1)生产效率高。
劳动强度低。
(2)锻件成形靠模膛控制，可锻出形状复杂、尺寸准确，更接近于成品的锻件，且锻造流线比较完整，有利于提高零件的力学性能和使用寿命。
(3)锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小，节约材料和切削加工工时。
(4)操作简便，质量易于控制，生产过程易实现机械化、自动化。
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上篇第一章金属结构1、试画出纯铁的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”的原因。
2、室温和1100°C时的纯铁晶格有什么不同？高温（1000°C）的铁丝进行缓慢冷却时，为什么会发生伸长的现象？3、为什么单晶体有各向异性，而实际的金属（未经过塑性变形的）通常是各向同性？4、指出铁素体、奥氏体、渗碳体在晶体结构、含碳量和性能上有何不同。
5、根据铁碳合金状态图，说明产生下列现象的原因：（1）含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢的硬度高。
（2）在1100°C，含碳量为0.4%的钢能进行锻造，含碳量为4.0%的白口铁不能锻造。
（3）钢适宜通过压力加工成形，而铸铁适宜通过铸造成形。
6、分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。
第二章金属的工艺性能1、什么是结晶过冷度？它对金属的结晶过程、铸件的晶粒大小及铸件的机械性能有何影响？2、如果其它条件相同，试比较在下列条件下铸件晶粒的大小，并解释原因。
（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）铸成薄件与铸成厚件；（3）浇注时采用震动与不采用震动。
3、铅在20°C、钨在1100°C时变形，各属于哪种变形？为什么？（铅的熔点为327°C，钨的熔点为3380°C）10、有四个材料、外形完全一样的齿轮，但制作方法不同，试比较它们中哪种使用效果最好？哪种最差？为什么？（1）铸出毛坯，然后切削加工成形；（2）从热轧厚钢板上取料，然后切削加工成形；（3）从热轧圆钢上取料，然后切削加工成形；（4）从热轧圆钢上取料后锻造成毛坯，然后切削加工成形。
11、金属经冷变形后，组织和性能发生了哪些变化？分析加工硬化存在的利与弊。
有何办法来消除加工硬化？12、提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力，但实际中为什么又要防止浇注温度过高？13、试用图中轨道铸件分析热应力的形成原因，并用虚线表示出铸件的变形方向。
14、“趁热打铁”的含义何在？碳钢的始锻温度和终锻温度是如何确定的？15、某种钢材的主要化学成分为C=0.12%，Mn=1.5%，V=0.15%，Mo=0.5%，试分析其焊接性及焊接时应采取的工艺措施。
16、碳钢在锻造温度围变形时，是否会有加工硬化现象？为什么？第三章金属材料的改性方法17、分析正火和退火在特点和用途方面有什么不同？18、在普通热处理中，加热后进行保温的作用是什么？感应加热表面淬火是否需要保温？为什么？19、甲、乙两厂生产同一根小轴，材料为45钢，硬度要求HBS220-250，甲采用正火，乙采用调质，均达到了硬度要求，试分析两个厂生产出的小轴组织和性能有何差别？为什么？第四章铸造20、如图所示的铸件有哪几种分型方案？各有何优缺点？21、画出下图所示铸件的工艺图，并加以文字说明(1)支座(1)摇臂钻床立柱22、机器造型主要解决造型过程中的什么问题？23、什么是熔模铸造？试述其工艺过程。
24、金属铸型本身无透气性和退让性，传热又快，如何保证高成品率生产？25、为什么用金属型生产铸铁件时常出现白口组织？应该如何预防和消除已经产生的白口组织？26、金属型铸造与砂型铸造相比有何优越性？为什么金属型铸造不能广泛取代砂型铸造？27、压力铸造有何优缺点？与熔模铸造有何显著不同？28、对压铸件进行去应力退火，其结果如何？29、低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同？30、离心铸造在圆筒件铸造中有那些优越性？成形铸件采用离心铸造的目的是什么？31、试比较熔模铸造与陶瓷型铸造。
为何在模具制造中陶瓷型铸造更为重要？32、某有色金属铸造厂拟生产如下插接件（见图），材料为铝合金，其产量为每年十万件，至少延续生产五年，请推荐三种铸造方法，并分析其最佳方案。
33、哪一类铝合金最常用？生产铝合金铸件易产生什么缺陷？如何避免？34、生产铸钢件易产生缩孔、裂纹和粘砂缺陷，应如何防止？铸钢件落砂后发现有裂纹时，是否就将其报废？35、普通灰口铸铁的强度低、塑性差，为什么床身类、底座类、箱体类等零件多采用普通灰口铸铁来制造？36、普通灰口铸铁可否通过热处理来提高塑性和韧性？可锻铸铁和球墨铸铁又如何？为什么？37、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁进行孕育处理的目的是什么？可锻铸铁是否进行孕育处理？为什么？38、欲提高铸件壁的强度，靠增加壁厚能否实现？为什么？39、同一铸件上的壁厚相差较大会产生什么后果？采取把薄壁加厚使铸件成为等壁厚的措施能否全部消除原结构产生的不良后果？40、为什么铸件要有结构圆角？如何修改下图铸件上的不合理圆角？41、确定下图铸件的热节部位，在保证尺寸和孔径的前提下，如何使铸件的壁厚尽量均匀？第五章塑性加工46、锻造比对锻件质量有何影响？锻造比越大，是否锻件质量就越好？锻造汽轮机转子轴一类重要锻件时，为什么要进行中间镦粗工序？47、如图所示的两种砧铁上拔长时，效果有何不同？48、预锻模膛和终锻模膛的作用有何不同？什么情况下需要预锻模膛？飞边槽的作用是什么？49、各类模膛在同一块锻模上应如何布置？为什么？50、分模面位置的确定要按照哪些原则？模锻件分模面与铸件分型面的选择原则有何异同？确定下列锤上模锻件的分模面位置。
51、为什么要考虑模锻斜度和圆角半径?锤上模锻带孔的锻件时,为什么不能锻出通孔?52、简述摩擦压力机原理及摩擦压力机上模锻具有哪些特点?并解释：①为什么摩擦压力机上模锻适合于锻造低塑性合金钢？②为什么摩擦压力机只适用于单膛锻模进行模锻？53、简述曲柄压力机原理及曲柄压力机模锻具有哪些特点？并解释：曲柄压力机上为什么不能实现拔长、滚挤等变形工步？54、下列零件,材料为45钢，若批量分别为单件小批、大批量生产时，应选用那种方法制造？并定性地画出各种方法所需的锻件图。
55、说明冲裁时板料变形过程，及断裂面组成，并简单说明影响冲裁件断面质量的因素有哪些？56、详细说明凸凹模间隙如何影响冲裁件断面质量和模具寿命及如何选择合理的间隙？57、如图所示为落料和冲孔后得到的零件.材料为Q235钢板，料厚t=2mm，材料剪切强度τ0＝313.6 MPa，试计算落料力和冲孔力。
58、用φ50冲孔模具来生产φ50落料件能否保证冲压件的精度？为什么？59、用φ102×1.5板料能否一次拉深成直径为φ76的拉深件？若材料与坯料的厚度及其他条件相同，可否拉深成φ51的拉深件?如果不能，应采取哪些措施才能保证正常生产？60、图a所示零件主要加工工序，当零件形状为图b所示，可否也用相同的加工工序？如果不能，应该采取哪些措施才能保证正常生产？(板厚1mm，翻边极限系数0.78)61、比较拉深、平板坯料胀形和翻边，说明三种成形方法的异同。
64、采用冷挤压工艺生产零件有何优点？冷挤压时，坯料在挤压模中处于何种应力状态？它对挤压工艺有何影响？在生产中可采取哪些措施来减轻其不良影响？65、轧制、挤压和拉拔各主要用于生产哪些类别的产品？66、什么是超塑性？常用的超塑性材料有哪几种？超塑性模锻工艺特点是什么？67、旋压成形具有哪些特点，与拉深有哪些不同？适宜加工哪些种类零件？68、摆动辗压成形原理是什么？摆动辗压成形优点有哪些？69、实际生产中哪些典型零件适用于液态模锻方法成形？液态模锻与压力铸造有哪些异同？70、高能率成形的各种方法中有哪些共同特点？说明电液成形和电磁成形的基本原理。
71、充液拉深与传统拉深相比它具有哪些特点？72、什么是聚氨酯成形？常用的聚氨酯成形工艺有哪几种？73、改进下列塑性加工零件的结构工艺性。
下篇4、根据下列刀具切削加工时的图形，要求：（1）在基面投影图Pr中注出：1)已加工表面、2)待加工表面、3)过渡表面、4）前面、5)主切削刃、6)副切削刃、7)刀尖、8)主偏角Kr、9)副偏角Kr′、10)正交平面O－O；（2）按投影关系在正交平面O－O，画出刀具切削部分的示意图，并注出：11)基面、12)主切削平面、13)前面、14)主后面、15)前角、16）后角。
注：在正交平面中，可按=10°、=6°作图。
（1）在（a）、（b）两种情况中，总切削力F较小的是；刀具磨损较慢的是。
（2）在c）、（d）两种情况中，背向切削力F P较小的是；刀具磨损较慢的是。
8 判断对错(1) 计算车外圆的切削速度时，应按照待加工表面直径和已加工表面直径的平均值来计算。
（）(2)刀具的前角越大，切削越轻快，产生热量少，所以切削温度较低。
（）(3)用中等速度切削脆性材料时容易产生积屑留。
（）(4)车削细长轴类零件外圆时，最好采用主偏角为90°的车刀。
（）(5)刀具的主偏角和副偏角选得适当小些，可以减小表面粗糙度。
（）(6)刀具后角的大小，可以根据加工情况不同而有所选择，可大些，可小些，也可为负值。
（）(7)高速钢的工艺性比硬质合金好，所以用于制造各种复杂刀具。
（）(8)硬质合金的硬度和耐磨性比高速钢好，所以在相同条件下，它的前角比高速钢刀具选得大些。
（）(9)切屑的种类是由工件的材料决定的，无法改变。
（）(10)节状切屑的形成过程是最典型的切屑过程，形成的表面质量也最好。
（）(11)切削温度是指刀尖处的最高温度。
（）(12)因为硬质合金刀具的耐高温性能好，所以用它切削时一般不用切削液。
（）(13)刀具刃磨后，用于各刀面微观不平及刃磨后具有新的表面层组织，所以当开始切削时，初期磨损最为缓慢。
（）(14)工件材料的切削加工性是以标准切削速度下，刀具使用寿命的大小作为比较标准的。
（）(15)当刀具安装高于工件回转中心时，实际工作角度会使前角增大，后角减小。
（）9、名词解释：(1) 刀具寿命(2)刀具耐用度(3)材料的切削加工性(4)加工硬化(5)生产率(6)工序(7)定位(8)加工余量10、简答题(1) 简述积屑瘤的形成过程，说明其对加工的影响，如何控制。
(2) 简述切削热的来源及其影响因素。
11、对照下图回答问题(1)试分析下面各图所示安装方法中工件的定位情况，即各限制了哪几个自由度？属于哪种定位？。