金属材料与热处理 第二章金属材料的性能 习题
金属材料与热处理课后习题答案

4、γ—Fe转变为α—Fe时,纯铁体积会( )。
A、收缩 B、膨胀 C、不变
四、名词解释
1、晶格与晶包
2、晶粒与晶界
3、单晶体与多晶体
五、简述
1、生产中细化晶粒的常用方法有哪几种为什么要细化晶粒
2、如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。
(1)金属模浇注与砂型浇注
4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。( )
5、金属结晶时过冷度越大,结晶后晶粒越粗。( )
6、一般说,晶粒越细小,金属材料的力学性能越好。( )
7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。( )
8、单晶体具有各向异性的特点。( )
9、在任何情况下,铁及其合金都是体心立方晶格。( )
10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( )
5、渗碳体的含碳量为( )%。
A、 B、 C、
6、珠光体的平均含碳量为( )%。
A、 B、 C、
7、共晶白口铸铁的含碳量为( )%。
A、 B、 C、
8、铁碳合金共晶转变的温度是( )℃。
A、727 B、1148 C、1227
9、含碳量为%的铁碳合金,在室温下的组织为( )。
A、珠光体 B、珠光体加铁素体 C、珠光体加二次渗碳体
11、金属材料抵抗 载荷作用而 的能力,称为冲击韧性。
12、填出下列力学性能指标的符号:屈服点 ,抗拉强度 ,洛氏硬度C标尺 ,伸长率 ,断面收缩率 ,冲击韧性 ,疲劳极限 。
二、判断(正确打“√”,错误打“×”,下同)
1、弹性变形能随载荷的去除而消失。( )
2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象。( )
《金属学与热处理》第二课后习题答案

金属学与热处理第一章习题1.作图表示出立方晶系(1 2 3)、(0 -1 -2)、(4 2 1)等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上,其晶格常数a=b≠c,c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距,2个原子间距和3个原子间距,求该晶面的晶面参数。
解:设X方向的截距为5a,Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数,分别为1/5a,1/2a,1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为(2 5 5)4.体心立方晶格的晶格常数为a,试求出(1 0 0)、(1 1 0)、(1 1 1)晶面的晶面间距,并指出面间距最大的晶面解:(1 0 0)面间距为a/2,(1 1 0)面间距为√2a/2,(1 1 1)面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为(1 1 0)7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明:理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切,成正四面体,如图所示则OD=c/2,AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形,所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2,即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解:面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4,则a=4R/√2,代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a)设有一刚球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算其体积膨胀。
b)经X射线测定,在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm,α-Fe的晶格常数为0.2892nm,当由γ-Fe转化为α-Fe时,求其体积膨胀,并与a)比较,说明其差别的原因。
金属材料及热处理复习题

课题一:金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫(强度、硬度、塑性、弹性)。
P35、当应力超过材料的屈服极限,零件会发生塑性变形。
2、要求耐磨的零件,应选择(塑性、硬度、疲劳极限、强度)好的材料。
3、材料的耐磨性与什么力学性能(塑性、硬度、疲劳极限、强度)关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么?(塑性、硬度、疲劳极限、强度)。
P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗?错(各种硬度值之间无直接换算关系,只是相对比较)7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。
所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。
对的P3-5。
补充:低碳钢拉伸实验中,应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。
8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示,淬火后的零件一般用HRC硬度表示。
P8表1-2(HBS、HRC、HRA、HV)P6、P79、硬度根据测定方法的不同,分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
10、在有关工件的图样上,出现了以下几种硬度标注方法,问是否正确,如不正确应如何修改?HBW210~300 HRC5~15?HV300 800~900HV前三个标注均不正确,应修改如下:HBW210~300应改为210~300HBW;HRC5~15 HRC的测量范围在:20~70HRC;HV300 应改为300HV;800~900HV标注是正确的。
补充:金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。
食盐是晶体2、对金属材料来说,晶粒越细小,则力学性能怎样?力学性能越高3、空位是点缺陷,位错是面缺陷,晶界是线缺陷吗?(参考)不对,正确的是:空位是点缺陷,位错是线缺陷,晶界是面缺陷。
4、根据晶体几何特征,晶体缺陷一般分为以下哪三类?•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
(参考)5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么?细晶强化细晶强化:细晶强化能使材料强度和硬度提高,塑性和韧性也提高;形变强化(即冷变形强化或加工硬化):金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高,但塑性和韧性降低。
金属材料与热处理练习题(含答案)

金属材料与热处理练习题(含答案)一、单选题(共30题,每题1分,共30分)1、面心立方晶格有( )个顶点。
A、6B、10C、8正确答案:C2、45钢的含碳量是()。
A、0.45%B、4.5%C、45%正确答案:A3、铅在常温下的变形属:( ) 。
A、弹性变形B、既有冷变形也有热变形C、冷变形D、热变形正确答案:D4、铁碳合金共晶转变的温度是( )摄氏度。
A、1227B、727C、1148D、1083正确答案:C5、共晶白口铸铁的含碳量为( )%。
A、4.3B、2.11C、6.69正确答案:A6、牌号55的优质碳素用途是哪种( )。
A、轴B、型材C、齿轮D、弹簧正确答案:C7、冷变形时,随着变形量的增加,金属中的位错密度( )。
A、增加B、减小C、无变化D、先增大后减小正确答案:A8、根据材料的主要性能与作用分类,下列复合材料不正确的是( )。
A、功能复合材料B、纤维复合材料C、智能复合材料D、结构复合材料正确答案:B9、常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( )。
A、铁素体-奥氏体不锈钢B、贝氏体不锈钢C、莱氏体不锈钢D、马氏体-奥氏体不锈钢正确答案:A10、灰铸铁中石墨呈什么状态的存在?( )。
A、球状B、网状C、团絮状D、片状正确答案:D11、原子的最小单元是( )。
A、晶体B、晶胞C、晶格正确答案:B12、实际晶粒度总是( )起始晶粒度。
A、大于B、等于C、小于D、无法确定正确答案:A13、淬火后的钢一般需要进行及时()。
A、退火B、正火C、回火正确答案:A14、按碳的含量分类下列正确的是( )。
A、大碳钢B、超碳钢C、小碳钢D、中碳钢正确答案:D15、合金固溶强化的主要原因是( )。
A、晶格类型发生了变化B、晶格发生了畸变C、晶粒细化D、发生了化学反应正确答案:B16、合金渗碳钢渗碳后需要进行()后才能达到使用要求。
A、淬火+高温回火B、淬火+低温回火C、淬火+中温回火正确答案:B17、球墨铸铁是怎样制作出来的( )。
金属学与热处理课后习题答案第二章

第二章纯金属的结晶2-1 a)试证明均匀形核时,形成临界晶粒的△Gk与其体积V之间关系式为△Gk=V △Gv/2b)当非均匀形核形成球冠状晶核时,其△Gk与V之间的关系如何答:2-2 如果临界晶核是边长为a的正方体,试求出△Gk和a之间的关系。
为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大。
答:2-3 为什么金属结晶时一定要由过冷度影响过冷度的因素是什么固态金属熔化时是否会出现过热为什么答:金属结晶时需过冷的原因:如图所示,液态金属和固态金属的吉布斯自由能随温度的增高而降低,由于液态金属原子排列混乱程度比固态高,也就是熵值比固态高,所以液相自由能下降的比固态快。
当两线相交于Tm温度时,即Gs=Gl,表示固相和液相具有相同的稳定性,可以同时存在。
所以如果液态金属要结晶,必须在Tm温度以下某一温度Tn,才能使Gs<Gl,也就是在过冷的情况下才可自发地发生结晶。
把Tm-Tn的差值称为液态金属的过冷度影响过冷度的因素:金属材质不同,过冷度大小不同;金属纯度越高,则过冷度越大;当材质和纯度一定时,冷却速度越大,则过冷度越大,实际结晶温度越低。
固态金属熔化时是否会出现过热及原因:会。
原因:与液态金属结晶需要过冷的原因相似,只有在过热的情况下,Gl<Gs,固态金属才会发生自发地熔化。
2-4 试比较均匀形核和非均匀形核的异同点。
答:相同点:1、形核驱动力都是体积自由能的下降,形核阻力都是表面能的增加。
2、具有相同的临界形核半径。
3、所需形核功都等于所增加表面能的1/3。
不同点:1、非均匀形核的△Gk小于等于均匀形核的△Gk,随晶核与基体的润湿角的变化而变化。
2、非均匀形核所需要的临界过冷度小于等于均匀形核的临界过冷度。
3、两者对形核率的影响因素不同。
非均匀形核的形核率除了受过冷度和温度的影响,还受固态杂质结构、数量、形貌及其他一些物理因素的影响。
2-5 说明晶体生长形状与温度梯度的关系。
答:液相中的温度梯度分为:正温度梯度:指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况。
(完整word版)金属材料力学性能练习题

第二章第一节金属材料的力学性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是()。
A.σe B.σsC.σbD.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是()。
A.σe B.σsC.σbD.σ-13.在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是()。
A.HBB.HRC.HVD.HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫()。
A.强度B.硬度C.塑性D.弹性二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗()或()的能力。
2.金属塑性的指标主要有()和()两种。
3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、()和()三个阶段。
4.常用测定硬度的方法有()、()和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经()作用而()的最大应力值。
三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时,压头为钢球,用符号HBS表示。
()2.用布氏硬度测量硬度时,压头为硬质合金球,用符号HBW表示。
()四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。
2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。
3. 受冲击载荷作用的工件,考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。
4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。
五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思:σS 、σ0.2、HRC、σ-1。
2.说明下列机械性能指标符合所表示的意思:σb 、δ5、HBS、akv。
2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能一、判断题1.金属材料的密度越大其质量也越大。
()2.金属材料的热导率越大,导热性越好。
()3.金属的电阻率越小,其导电性越好。
()二、简答题:1.什么是金属材料的工艺性能?它包括哪些?2.什么是金属材料的物理性能?它包括哪些?3.什么是金属材料的化学性能?它包括哪些?。
【加工】原创金属材料与热处理习题集

【关键字】加工《金属材料学》习题第一章金属材料的性能1.在设计机械零件时多用哪两种强度指标?为什么?2.在设计刚度好的零件,应根据何种指标选择材料。
采用何种材料为宜?材料的E越大,其塑性越差,这种说法是否正确?为什么?3.常用的硬度试验方法有几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?4.标锯不相同的伸长率能否进行比较?为什么?5.反映材料的受冲击载荷的性能指标是什么?不同条件下测得的这种指标能否比较?怎样应用这种性能指标?6.疲劳破坏是怎样形成的?提高零件疲劳寿命的方法有哪些?为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳强度值减小?7.断裂韧度是表明材料何种性能的指标?为什么要求在设计零件时考虑这种指标?第二章金属的结构与结晶1.解释下列名词:晶体,非晶体,金属键;晶格,晶胞,晶格常数,致密度,配位数;晶面指数,晶向指数;晶体的各向异性,同素异构(晶)转变;点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,位错;单晶体,多晶体;过冷度,形核率,成长率,自由能差;蜕变处理,蜕变剂。
2.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?α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构?3.已知Cu的原子直径为2.56,求Cu的晶格常数,并计算1mm3Cu中的原子数。
4.在立方晶体结构中,一平面通过y=1/2、z=3并平行于X轴,它的晶面指数是多少?试绘图表示。
5.在面心立方晶格中,哪个晶面和晶向的原子密度最大?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?7.过冷度与冷却速度有何关系?它对金属结晶过程有何影响?对铸件晶粒大小有何影响?8.金属结晶的基本规律试什么?晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响?9.在铸造生产中,采用哪些措施控制晶粒大小?在生产中如何应用蜕变处理?举例说明。
10.简述铸钢锭的组织和缺陷。
11.为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区?而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区?12.如果其他条件相同,试比较在下列铸造条件下,铸件晶粒的大小:(1)金属模浇注与沙模浇注;(2)高温浇注与低温浇注;(3)铸成薄件与铸成厚件;(4)浇注时采用震动与不采用震动。
《金属学与热处理》(第二版)课后习题参考答案

金属学与热处理第一章习题1.作图表示出立方晶系(1 2 3)、(0 -1 -2)、(4 2 1)等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上,其晶格常数a=b≠c,c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距,2个原子间距和3个原子间距,求该晶面的晶面参数。
解:设X方向的截距为5a,Y方向的截距为2a,则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a,取截距的倒数,分别为1/5a,1/2a,1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为(2 5 5)4.体心立方晶格的晶格常数为a,试求出(1 0 0)、(1 1 0)、(1 1 1)晶面的晶面间距,并指出面间距最大的晶面解:(1 0 0)面间距为a/2,(1 1 0)面间距为√2a/2,(1 1 1)面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为(1 1 0)7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明:理想密排六方晶格配位数为12,即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切,成正四面体,如图所示则OD=c/2,AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形,所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2,即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解:面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4,则a=4R/√2,代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a)设有一刚球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算其体积膨胀。
b)经X射线测定,在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm,α-Fe的晶格常数为0.2892nm,当由γ-Fe转化为α-Fe时,求其体积膨胀,并与a)比较,说明其差别的原因。
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)性能指标。
、 A、强度 B、硬度 C、韧性
四 、
名词解释
1 屈服强度
2 抗拉强度
3 硬度
4 工艺性能
5 弹性变形与塑形变形
6 内力与应力
五 、
思考与练习
1 画出低碳钢力--伸长曲线,并简述拉伸变形的几个阶段。
2 在表格中填写下列材料常用的硬度测量法及硬度值符号。
3 有一根环形链条,用直径为2cm的钢条制造,已知此材料的Rm=300MPa,求该链条能承受的最大
、 ___________变形。
13 、
金属受外力作用时,为保持其不变形,在___________作用着___________的力,称为内力。
14 金属材料在外力作用下,单位面积上产生的___________称为应力,不同材料所能承受的最大
、 应力值___________。
15 、
金属经压力加工后,不仅改变了___________,而且改变了___________。
、 载荷是多少?
4 试分析自行车的中轴和链盒所用材料,哪种需要较高的硬度和强度?哪种需要较好的塑性和韧
、 性?为什么?
5 齿轮和车床导轨比较,哪个容易发生发生疲劳破坏?为什么?
6 试一试,将一截铁丝反复弯折,看看会发生什么现象,为什么?
7 机械零件的切削加工中,有无加工硬化现象?
二 、
判断题
1 常用的塑性材料在使用时,一般不允许有塑性变形。( )
2 所有金属材料在拉伸实验时都会出现显著的屈服现象。( )
3 材料的屈服强度越低,则允许的工作应力越高。( )
4 做布氏硬度试验时,在相同试验条件下,压痕直径越小越说明材料的硬度越低。( )
5 洛氏硬度值无单位。( )
6 在实际用中,维氏硬度值是根测定材料压痕深度得出的。( )
11 大小不变或变化很慢的载荷称为___________载荷,在短时间内以较高的速度作用于零件上的
、 载荷称为___________载荷,大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为___________载荷。
12 变形一般分为___________变形和___________变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为
第二章 金属材料的性能
一 、
填空题
1 、
金属材料的性能一般分为两类,一类是使用性能,它包括___________、___________和 ___________等,另一类是工艺性能,它包括___________、___________、___________、 ___________和___________等。
7 铸铁的锻造性能较好,故常用来铸造形状复杂的工件。( )
8 通常说钢比铸铁抗拉强度高,是指单位截面积的承受能力前者高,后者低。( )
9 一般用洛氏硬度机而不用布氏硬度机来检测淬火钢成品工件的硬度。( )
10 、
一般来说,硬度高的材料其强度也较高。(
)
11 、
选材时,只有满足工件使用要求即可,并非各项性能指标越高越好。(
、 力下,保持___________s,测得的___________硬度值为___________。
9 金属材料抵抗___________载荷作用而___________的能力,称为冲击韧性。
10 、
填出下列力学性能指标的符号: 屈服强度___________,抗拉强度___________,洛氏硬度C标尺___________,伸长率 ___________,断面收缩率___________,冲击韧度___________,疲劳极限___________。
、 A、屈服阶段 B、抗拉强度 C、弹性极限
2 疲劳试验时,试样承受的载荷为( )
、 A、静载荷 B、冲击载荷 C、交变载荷
3 洛氏硬度C标尺所用的压头是(
)
、 A、淬硬钢球 B、金刚石圆锥体 C、硬质合金球
4 金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为( )。
、 A、塑形 B、硬度 C、强度
5 用拉伸试验可测定材料的(
5 有一钢试样,其横截面积为100cm2,已知钢试样的Rel=314MPa,Rm=530MPa。拉伸实验时,当
、 受到拉力为___________时,试样出现屈服现象,当受到拉力为___________时,试样出现缩颈
6 断裂前金属材料产生___________的能力称为塑性。金属材料___________和___________数值
、 越大,表示材料的塑性越好。
7 一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm,拉断后试样的标距长度为79mm,缩颈处的最小
、 直径为4.9mm,此材料的伸长率为___________,断面收缩率为___________。
8 500HBW5/750表示用直径为___________mm,材料为___________球形压头,在___________N压
2 强度是指金属材料在___________载荷的作用下,抵抗___________或___________的能力。
3 强度的常用衡量指标有___________和___________,分别用符号___________和___________表
4 如果零件工作时所受的应力低于材料的___________或___________,则不会产生过量的塑性变
)
12 、
弹性变形不能随载荷的去除而消失。(
)
13 、
金属在外力作用下的变形可分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。(
)
14 、
单晶体的塑性变形主要是以影响,晶界越多,变形越容易。(
)
16 、
变形强化可以提高金属的强度。(
)
三 、
选择题
1 拉伸实验时,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的( )