机械工程材料_习题集答案

第1章材料的性能

一、选择题

1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ B.σs C.σb D.σ-1

2.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.σe B.σs C.σb D.σ-1

3.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（ B）A.HB B.HRC C.HV D.HS

4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A ） 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（变形）或（破坏）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。

4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）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。是

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。是

3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

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。将冲击载荷改成交变载荷

2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。将HB改成HR

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。将疲劳强度改成冲击韧性

4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。将冲击韧性改成断面收缩率

5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。将载荷改成冲击载荷

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、σb、δ5、HBS。

σs: 屈服强度σ0.2：条件屈服强度

HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σ-1: 疲劳极限

σb: 抗拉强度σ5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2）

HBS:布氏硬度（压头为钢球）

第2章材料的结构

一、选择题

1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4

2. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.4

3. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γ-Fe,钒

4. 属于体心立方晶格的金属有（B） A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γ-Fe,铬

5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔

6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B)

A.相互平行

B.相互垂直

C.相互重叠

D.毫无关联

7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C)

A.(100)

B.(110)

C.(111)

D.(122)

二、是非题

1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。是

2. 在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。非

（指数相同才会相互垂直）

3. 单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。非（晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性）

4．晶体的配位数越大，其致密度也越高。是

三、填空题

1. 一切固态物质可以分为（晶体）与（非晶体）两大类。

2. 晶体缺陷主要可分为（点缺陷）,（线缺陷）和面缺陷三类。

3. 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（间隙原子）和（空位）。

4. 面缺陷主要指的是（晶界）和（亚晶界）；最常见的线缺陷有（刃型位错）和（螺型位错）。

5. 每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（ 4）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（2½a/4）。

6. 每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（ 2）原子，致密度为（ 0.68），原子半径为（3½a/4）。

7. 每个密排六方晶胞在晶核中实际含有（ 6）原子，致密度为（ 0.74），原子半径为（ a/2 ）。

四、解释下列现象

1. 金属一般都是良导体，而非金属一般为绝缘体。

2．实际金属都是多晶体结构。

第3章材料的凝固

A 纯金属的结晶

一、是非题

1. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。非(称为凝固)

2. 金属结晶后晶体结构不再发生变化。非

3. 在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。是

4. 液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。非（晶粒都会细化）

5. 液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。非（要到理论结晶温度以下才会有）

二、填空题

1.随着过冷度的增大，晶核形核率N（增大），长大率G（增大）。

2.细化晶粒的主要方法有（a、控制过冷度 b、变质处理 c、振动、搅拌）。

3.纯铁在1200℃时晶体结构为（γ-Fe），在800℃时晶体结构为（α-Fe）。

三、改正题

1.金属的同素异构转变同样是通过金属原子的重新排列来完成的，故称其为再结晶。

2.在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小，则其强度越好，而塑性和韧性越差。将差改成好

四、简答题

1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？

答：晶核形核率和长大率

2.何谓金属的同素异构转变？并以纯铁来说明。

答：有些物质在固态下其晶格类型会随温度变化而发生变化，这种现象称为同素异构转变。

纯铁在固态下的冷却过程中有两次晶体结构变化：δ-Fe⇌γ-Fe ⇌α-Fe δ-Fe、γ-Fe、α-Fe是铁在不同温度下的同素异构体，其中δ-Fe和α-Fe都是体心立方晶格，分别存在于熔点到1394℃之间及912℃以下，γ-Fe是面心立方晶格，存在于1394℃到912℃之间。