《机械工程材料(第4版)》第1章
《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(第4版)》课程大纲
“工程材料基础”课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Engineering Materials课程编号：MATL300102（10位）学时：52 （理论学时：44 实验学时：8 上机学时：课外学时：（课外学时不计入总学时））学分：3适用对象：本科生先修课程：大学物理、材料力学使用教材及参考书：[1] 沈莲，范群成，王红洁.《机械工程材料》.北京：机械工业出版社，2007.[2] 席生岐等。
《工程材料基础实验指导书》.西安：西安交通大学出版社.2014[3] 朱张校等。
《工程材料》.北京：清华大学出版社.2009一、课程性质和目的（100字左右）性质：专业基础课目的：为机械、能动、航天、化工等学院本科生讲解材料的基础理论和工程应用，使学生了解材料的成分-组织-结构-性能的内在关系，培养学生根据零构件设计的性能指标选择合适材料，做到“知材、懂材”并能合理使用材料。
二、课程内容简介（200字左右）工程材料基础是面向机类、近机类及口腔医学专业开设的材料基础理论课程。
课程主要向学生讲授典型零件的失效方式及抗力指标、金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的基本知识，使学生掌握材料成分-工艺-组织-性能的内在关系，掌握工程材料实际应用的原则，培养学生“知理论、懂性能、会选材”的基本能力和素质。
课程实验主要包括金相试样制备和显微镜使用、铁碳合金组织的观察与分析、碳钢热处理与性能综合实验。
一、教学基本要求(1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。
(2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及工程应用的基本知识。
(3) 掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。
(4) 学生具有根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及编写冷热加工工艺路线的基本能力。
(5) 了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。
机械工程材料-绪论-第一章
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
.
第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
汽车材料教学课件第四版第一章汽车燃料
三、课程性质与学习任务
1. 课程性质 本课程是汽车维修、汽车检测、汽车制造与装配等专业的一门重要基础课，为下 一步学习专业技术课和培养专业岗位能力而服务。
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2. 课程学习任务 通过本课程的学习，掌握汽车材料的基础知识，认识汽车常用金属与非金属材料， 了解汽车运行材料的性能、分类、品种、牌号和主要规格，并会对其进行合理选用； 了解热处理的基础知识，熟悉国家有关标准或行业标准；培养分析问题和解决问题 的能力，养成爱岗敬业的工作作风和良好的职业道德。
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常 用 汽 车 运 行 材 料 的 分 类
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1. 汽车燃料 目前汽油和柴油仍是汽车的主要燃料。汽油主要有 4种牌号： 89号、92号、95 号和 98号，柴油主要有 6种牌号： 5号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号。 随着汽车产量的激增、全球石油资源的短缺和生态环境的恶化不断加剧，开发研 制石油替代燃料的重要性越来越突出。目前已应用的石油替代燃料主要有天然气、 液化石油气、醇类燃料（甲醇汽油、乙醇汽油）和电能等汽车新能源。下图（左） 所示为使用液化石油气的轿车，下图（右）所示为正在给车辆加注乙醇汽油。
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（1）汽油蒸发性对发动机工作的影响 汽油蒸发性越好，就越容易汽化，与空气混合越均匀，燃烧速度越快，并且燃烧 彻底，能保证发动机迅速启动、加速和正常运转，反之将导致汽油不能完全燃烧， 造成油耗增加，功率下降，同时，未燃烧尽的油滴还会附在气缸壁上破坏润滑油膜， 加剧磨损。但是，蒸发性也不宜太好，否则易使汽油在储存、运输中大量蒸发。尤 其是在夏季或高原低气压地区，汽油在油路中就蒸发为气体，在汽油泵、油管等处 形成气泡，阻碍汽油流通，使供油不畅甚至中断，造成发动机熄火，即产生“气阻” 现象。因此，要求汽油具有适宜的蒸发性。
《机械工程测试技术基础(第4版)》基本课件 第1章 绪论
1.1 测试技术概况
工程测量可分为静态测量和动态测量。 静态测量是指不随时间变化的物理量的测量， 例如机械制造中通过被加工零件的尺寸测量， 试图得到制成品的尺寸和形位误差。动态测 量是指随时间变化的物理量的测量。
图１-２中被测物理量（或信号）作为测 量系统的输入，它经传感器变成可做进一步 处理的电量，经信号调理（放大、滤波、调 制解调等）后，可以通过模数转换变成数字 信号，从而得到数字化的测量值，将其送入 计算机（或仪器控制系统）进行分析与存储， 用于各种用途。
1.1 测试技术概况
1.1.2测试技术发展概况
现代生产的发展和工程科学研究对测试及其相关技术的需求极大地推动 了测试技术的发展，而现代物理学、信息科学、计算机科学、电子与微机械 电子科学与技术的迅速发展又为测试技术的发展提供了知识和技术支持，从 而促使测试技术在近３０年来得到极大的发展和广泛应用。例如工程创新设 计，特别是动态设计对振动分析的需求促使振动测量方法、传感器和动态分 析技术与软件的迅速发展；对汽车性能和安全性要求的不断提高，使得“汽 车电子”技术得到迅速发展，这种发展是以基于总线技术的传感器网络的发 展为基础的。现代工程测试技术与仪器的发展主要表现在以下方面：
图1-1
1.1 测试技术概况
在产品开发或其他目的的试验中，一般要在被测对象运行过程中或试验激励 下，测量或记录各种随时间变化的物理量，通过随后的进一步处理或分析，得到 所要求的定量的试验结果。在运行监测或控制系统中，实时测量的各种时间变量 则用于过程参数监视、故障诊断或者作为控制系统的控制、反馈变量。不同的用 途对测量过程和结果的要求也不同，例如在反馈控制系统中，可能要求测量系统 的输出以很小的滞后（理想的情况是没有滞后）不失真地跟踪以一定速率变化的 被测物理量。如果只要求不失真地测量和显示物理量的变化过程，则对滞后就没 有要求。因此，用途和要求不同，测量系统的组成环节及其构成方式也不同。
《机械工程材料(第4版)》第8章
《工程材料基础》课后测试试卷《工程材料基础》课后测试试卷第八章一、单项选择题1、下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是（）A. Al2O3B. 聚苯乙烯C. 聚丙烯D. 饱和聚酯答案：A解题过程：需要在高温下工作，选择陶瓷材料。
2、下列材料中，蠕变抗力最高的是（）A. 金属B. 有机高分子C. 陶瓷D.热塑性玻璃钢答案：C解题过程：陶瓷高温性能好，蠕变抗力高。
3、下列材料中，韧性最好的是（）A. 金属B. 有机高分子C. 陶瓷D.热塑性玻璃钢答案：A解题过程：略。
4、硬质合金材料一般情况下被归结为（）A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 高分子材料D. 复合材料答案：B解题过程：硬质合金是金属陶瓷的一种。
5、一般陶瓷材料的硬度都很高，其原因是（）A. 存在玻璃相B. 烧结温度高C. 结合键强D. 有适量气孔答案：C解题过程：略。
6、下列材料中弹性模量最小的是（）A. 陶瓷B. 金属C. 复合材料D.高分子答案：D解题过程：高分子材料结合力弱，弹性模量小。
7、下列哪一项是决定陶瓷材料性能的主要组织（）A.玻璃相B. 晶相C.气孔答案：B解题过程：晶相是陶瓷材料的主要组成相，对陶瓷性能起决定性作用。
8、氧化铝陶瓷的结合键是（）A. 共价键B. 离子键C. 金属键D. 分子键答案：B解题过程：略。
9、碳化硅陶瓷的主要结合键是（）A. 共价键B. 离子键C. 金属键D. 分子键答案：A解题过程：略。
10、下列材料中，高温强度最好的是（）A. 金属B. 有机高分子C. 陶瓷D. 热塑性玻璃钢答案：C解题过程：略。
11、下列抗氧化性能最好的陶瓷是（）A. 硼化物陶瓷B.氮化物陶瓷C.氧化物陶瓷D.碳化物陶瓷答案：C解题过程：略。
12、陶瓷材料基体中晶粒愈细，陶瓷的强度（）A. 越高B. 越低C.不确定答案：A解题过程：陶瓷中也存在细晶强化的现象。
机械工程材料 第1章 金属的晶体结构
常见的化学键
离子键 共价键 分子键 金属键
化学键的特性决定材料的组织结构和性能
第一节 材料的化学键
1.金属键
金属正离子和自由电子之间的相互吸引力而使金属原子结合的方式。
金属特性：导电、导热性，塑性，强度，金属光泽。
金属键模型
正离子与自由电子之间的吸引力
第一节 材料的化学键
2. 结合力和结合能
双原子作用模型
第四节 合金的相结构
(2) 按固溶度 有限固溶体、无限固溶体
(3) 按相对分布 有序固溶体、无序固溶体
无序分布
偏聚分布
短程有序分布
第四节 合金的相结构
2、固溶体的性能
溶入溶质原子形成固溶体而使金属强度、硬度升高而塑性、 韧性下降的现象。——固溶强化 溶质原子含量↑，σb、HB↑，ψ、αk↓ 固溶强化效果：间隙固溶体＞置换固溶体。
可影响合金相的类型。
第四节 合金的相结构
1、固溶体——固态下组元间相互溶解而形成的相。 溶剂：原子分数多者，其晶格保持不变的组元。 溶质：原子分数少者。
溶剂
溶质
特点：所形成的固相晶体结构仍然保持溶剂晶格类型
第四节 合金的相结构
固溶体的分类：(1) 按溶质原子在晶格中的位置
置换固溶体 、间隙固溶体
x
第二节 材料晶体结构的概念
4、晶格特征参数
晶格常数：描述晶胞几何形状与大小的参数。如立方晶胞： 三棱边a、b、c； 三棱边夹角α、β、γ
晶胞所占原子数： 指一个晶胞所占的原子总数
配位数： 指晶体结构中与任何一个原子最近领且等距离的原子数目
致密度： 晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比
其中配位数和致密度可衡量晶胞中原子排列的紧密程度
《机械工程材料》-机械工业出版社-第3版内容总结
《机械工程材料》机械工业出版社第3版目录第一章机械零件的失效分析第二章碳钢第三章钢的热处理第四章合金钢第五章铸铁第六章有色金属及其合金第七章高分子材料第八章陶瓷材料第九章复合材料第十章功能材料第十一章材料改性新技术第十二章零件的选材及工艺路线第十三章工程材料在典型机械和生物医学上的应用第一章 机械零件的失效分析第一节 零件在常温静载下的过量变形失效：零件若失去设计要求的效能变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化弹性变形：能够恢复的变形塑性变形：不能恢复的变形一、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为1.低碳钢的应力-应变行为变形过程：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形2.其他类型材料的应力-应变行为纯金属脆性材料高弹性材料二、静载性能指标1.刚度和强度指标（1）刚度指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力单向拉伸（或压缩）时：E=σ/ε= ，即EA=F/εAF /纯剪切时：G=τ/γ= ，即GA=F τ/γγτAF /弹性模量E （或切变模量G ）是表征材料刚度的性能指标（2）强度指材料抵抗变形或断裂的能力指标有：比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服强度σs ，抗拉强度σb ，断裂强度σk2.弹性和塑性指标（1）弹性指材料弹性变形大小弹性能u ：应力-应变曲线下面弹性变形阶段部分所包围的面积u=σe εe=21E e 221σ（2）塑性指材料断裂前发生塑性变形的能力断后伸长率： %10000⨯-=L L L δ断面收缩率： %10000⨯-=A A A ψ越大，材料塑性越好ψδ、3.硬度指标表征材料软硬程度的一种性能布氏硬度HBW （硬质合金球为压头）洛氏硬度HRC （锥角为120°的金刚石圆锥体为压头）维氏硬度HV （锥角为136°的金刚石四棱锥体为压头）三、过量变形失效零件的最大弹性变形量△l 或θ（扭转角）必须小于许可的弹性变形量。
即△l ≤[△l]或θ≤[θ]材料的弹性模量E(或切变模量G)越高，零件的弹性变形量越小，刚度越好通常材料的熔点越高，弹性模量也越高弹性模量对温度很敏感，随温度升高而降低第二节 零件在静载荷冲击载荷下的断裂一、韧断和脆断的基本概念韧性断裂:断裂前发生明显宏观塑性变形脆性断裂：断裂前不发生塑性变形断裂过程均包含裂纹形成和扩展两个阶段二、冲击韧性及衡量指标A K 、a K冲击韧性：材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力冲击吸收功A K ，单位J冲击韧度a K =A K /F K ，单位J ·cm -2 。
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《工程材料基础》课后测试试卷
《工程材料基础》课后测试试卷第一章
一、名词解释
1、弹性：________________________________________________________________________。
答案：弹性是指材料弹性变形的大小。
通常用弹性变形时吸收的弹性能（又称弹性比功）来表示
2、塑性：________________________________________________________________________。
答案：塑性是指材料断裂前发生塑性变形的能力。
3、韧性断裂：____________________________________________________________________。
答案：韧性断裂是断裂前发生明显宏观塑性变形。
4、冲击韧度：___________________________________________________________________。
答案：冲击韧性是指材料在冲击荷载作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击功A K表示，若将A K除以试样断口处截面积F K即得材料的冲击韧度a K。
5、蠕变：________________________________________________________________________。
答案：材料在长时间恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象。
6、疲劳极限：____________________________________________________________________。
答案：表示材料经受无限多次应力循环而不断裂的最大应力。
7、磨损：____________________________________________________________________。
答案：在摩擦过程中零件表面发生的尺寸变化和物质耗损现象称为磨损。
8、断裂韧度K IC：_________________________________________________________________。
答案：是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
9、应力腐蚀：____________________________________________________________________。
答案：材料在拉应力和特定介质联合作用下产生的低应力脆性断裂。
10、过量塑性变形：_______________________________________________________________。
答案：一定载荷下不允许发生塑性变形的零件发生了塑性变形或塑性变形量超过了规定值。
11、持久强度：___________________________________________________________________。
答案：高温长期载荷作用下，材料对抵抗断裂的能力。
12、粘着磨损：___________________________________________________________________。
答案：在滑动摩擦条件下，摩擦副的接触面发生金属粘着，在相对滑动中粘着处被破坏，有金属屑粒被拉拽下来或者是金属表面被擦伤的一种磨损形式。
13、比例极限：___________________________________________________________________。
答案：材料应力和应变成正比的最大应力。
二、判断题
1、金属的弹性模量很难通过合金化、热处理改变。
（）
答案：Y
解题过程：金属材料的弹性模量主要取决于基体金属性质，对成分、显微组织不敏感。
2、采用异类材料匹配可以显著减轻粘着磨损。
（）
答案：Y
解题过程：实践证明，异类材料配对比同类材料配对磨损量小。
3、温度降低、加载速率增加都使材料脆性断裂的倾向增大。
（）
答案：Y
解题过程：降低温度和增加加载速度都会引起材料脆化。