《工程材料》答案6
工程材料习题集及参考答案
⼯程材料习题集及参考答案⼯程材料习题集⼀．名词解释题间隙固溶体：溶质原⼦分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
再结晶：⾦属发⽣重新形核和长⼤⽽不改变其晶格类型的结晶过程。
淬透性：钢淬⽕时获得马⽒体的能⼒。
枝晶偏析：⾦属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
时效强化：固溶处理后铝合⾦的强度和硬度随时间变化⽽发⽣显著提⾼的现象。
同素异构性：同⼀⾦属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
临界冷却速度：钢淬⽕时获得完全马⽒体的最低冷却速度。
热硬性：指⾦属材料在⾼温下保持⾼硬度的能⼒。
⼆次硬化：淬⽕钢在回⽕时硬度提⾼的现象。
共晶转变：指具有⼀定成分的液态合⾦,在⼀定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
⽐重偏析：因初晶相与剩余液相⽐重不同⽽造成的成分偏析。
置换固溶体：溶质原⼦溶⼊溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。
变质处理：在⾦属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或⼤⼩的处理⽅法。
晶体的各向异性：晶体在不同⽅向具有不同性能的现象。
固溶强化：因溶质原⼦溶⼊⽽使固溶体的强度和硬度升⾼的现象。
形变强化：随着塑性变形程度的增加，⾦属的强度、硬度提⾼，⽽塑性、韧性下降的现象。
残余奥⽒体：指淬⽕后尚未转变，被迫保留下来的奥⽒体。
调质处理：指淬⽕及⾼温回⽕的热处理⼯艺。
淬硬性：钢淬⽕时的硬化能⼒。
过冷奥⽒体：将钢奥⽒体化后冷却⾄A1温度之下尚未分解的奥⽒体。
本质晶粒度：指奥⽒体晶粒的长⼤倾向。
C曲线：过冷奥⽒体的等温冷却转变曲线。
CCT曲线：过冷奥⽒体的连续冷却转变曲线。
马⽒体：含碳过饱和的α固溶体。
热塑性塑料：加热时软化融融，冷却⼜变硬，并可反复进⾏的塑料。
热固性塑料：⾸次加热时软化并发⽣交连反应形成⽹状结构，再加热时不软化的塑料。
回⽕稳定性：钢在回⽕时抵抗硬度下降的能⼒。
可逆回⽕脆性：⼜称第⼆类回⽕脆性，发⽣的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发⽣催化现象。
工程材料 习题及答案
工程材料作业答案作业1 材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越困难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。
2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构示意图。
（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料进行分类，简述各类材料的性能特点。
种类价键结构性能特点金属材料金属键有光泽、塑性、导电、导热、较高强度和刚度无机非金属材料离子键、共价键耐高温、高强、脆、无塑性高分子材料共价键、分子键密度小、热胀性大、耐磨耐腐、易老化复合材料取决于组成物结合键比强度和比模量搞、抗疲劳、高温减震性能好4.简述构成材料的5种化学键及其对一般性能的影响。
离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。
（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、呈现金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。
5.简述钢的3种热力学平衡相。
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体由于溶碳量小，力学性能与纯铁相似。
塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。
渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。
6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
工程材料期末考试试题及答案.doc
工程材料试题及答案一、判断题1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。
（X）2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。
（X）3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。
（X）4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。
（X）5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。
（V）6、一个合金的室温组织为a+0u+（a+B）,则它山二相组成。
（X）7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。
（V）8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。
（V）9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。
（X）10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。
（V）二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线为：下----- ►锻造一►正火一机加工一►调质---------------- 机加工（精）----- ►轴颈表面淬火 ----- ►低温回火------ 磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3+ 50°C保温一段时间空冷（a ） 60钢渗碳淬火后低3、 调质目的和大致热处理工艺 强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火4、 表面淬火目的提高轴颈表面硬度5、 低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力，表面M + A'心部S 回四、选择填空（20分）1、 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d ）（a ）均强烈阻止奥氏体晶粒长大 （b ）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c ）无影响（d ）上述说法都不全面2、 适合制造渗碳零件的钢有（c ）o（a ） 16Mn 、15、20Cr 、lCrl3、12Cr2Ni4A （b ） 45、40Cr 、65Mn 、T12 （c ） 15、20Cr 、18Cr2Ni4WA 、20CrMnTi3、 要制造直径16nmi 的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a ） 45钢经正火处理 （b ） 60Si2Mn 经淬火和中温回火（c ） 40Cr 钢经调质处理 4、 制造手用锯条应当选用（a ）（a ） T12钢经淬火和低温回火 （b ） Crl2Mo 钢经淬火和低温回火（c ） 65钢淬火后中温回火5、 高速钢的红硬性取决于（b ）（a ）马氏体的多少（b ）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c ）钢中的碳含量 6、 汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（b ） 40Cr 淬火后高温回火 （c ） 20CrMnTi 渗碳淬火后低温回火7、 65、65Mn 、50CrV 等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）（a ）工具钢，淬火+低温回火 （b ）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c ）弹簧钢，淬火+中温回火 8、 二次硬化属于（d ）（a ）固溶强化 （b ）细晶强化 （c ）位错强化 （d ）第二相强化9、 lCrl8Ni9Ti 奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b ）（a ） 获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性 （b ）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c ）降低硬度，便于切削加工10、 推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a ） 20Cr 渗碳淬火后低温回火 （b ） ZGMnl3—3经水韧处理（c ） W18Cr4V 淬 火后低温回火11、 位错是一种 ____ 。
工程材料及热工艺课后习题答案
材料工程及热工艺（陈培里版）课后习题答案第二章2、金属具有哪些特性？请用金属键结合的特点予以说明。
答案要点：特性：好的导电、导热性能，好的塑性；强度、硬度有高有低，熔点有高有低，但机械行业常用那些好的综合力学性能（强度、硬度、塑性、韧性）、好的工艺性能的材料；金属键：由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。
在金属晶格中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属原子而为整个金属晶体所共有。
在外电场作用下，自由电子定向运动，产生电流，即导电。
这种结构，很容易温度变化时，金属原子与电子的振动很容易一个接一个传递，即导热。
当金属晶体受外力作用而变形时，尽管原子发生了位移，但自由电子的连接作用并没变，金属没有被破坏，故金属晶体有较好的塑性、韧性。
因为金属键的结合强度有高有低，故金属的强度、硬度、熔点有高有低。
6、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对力学性能有何影响？答案要点：存在着点缺陷（空位、间隙原子、置换原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界、亚晶界）。
点缺陷引起晶格畸变，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。
线缺陷很少时引起各项力学性能均下降，当位错密度达一定值后，随位错密度升高，强度、硬度升高，塑性、韧性下降，机械制造用材中位错密度基本均大于这一值。
面缺陷的影响力：晶界越多(即晶粒越细)，四种机能均升高。
7、晶体的各向异性是如何产生的？为何实际晶体一般都显示不出各向异性？答案要点：因为理想晶体中原子作规则排列，不同方向的晶面与晶向的原子密度不同，导致不同方向的原子面的面间距、原子列的列间距不同，即不同方向的原子间的作用力不同，也就体现出各向异性。
实际晶体常为多晶体，各种晶面、晶向沿各个方向的分布机率均等，所以各向同性。
第三章1、从滑移的角度阐述为什么面心立方金属比体心立方和密排六方金属的塑性好？答案要点：塑性变形的实质是滑移面上的位错沿滑移方向滑移造成的，而滑移面是晶体中的密排面，滑移方向是密排方向。
工程材料试题(含答案)
1．F和A分别是碳在α-Fe、γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
2．液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有增加过冷度、加变质剂、增加液体的流动。
3.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。
4．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为 2.11% 。
5．完全退火主要用于亚共析钢，其加热温度为： Ac3 +（30～50）℃。
6．1Cr18Ni9Ti是不锈钢，其碳的质量分数是 0.1% 。
7. QT600-03中的“600”的含义是：σb≥600MPa 。
8．T8MnA是碳素工具钢，其中“A”的含义是高级优质。
9．40Cr是合金结构钢，其Cr的主要作用是提高淬透性、强化铁素体。
10．调质件应选中碳成分的钢，渗碳件应选低碳成分的钢。
11．化学热处理的基本过程包括：化学介质分解出渗入元素的活性原子，活性原子被工件表面吸附，原子由表层向内扩散形成渗层。
12．按冷却方式的不同，淬火可分为单介质淬火、双介质淬火、等温淬火、分级淬火等。
13．60钢（Ac1≈727℃，Ac3≈766℃）退火小试样经700 ℃、740 ℃、800 ℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+F ，F+M+Ar ，M+Ar 。
14．金属的冷加工与热加工是按再结晶温度来划分的。
15．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用 T10 钢，而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用 3Cr2Mo 钢。
（请从45、T10、3Cr2Mo、Q235A中选择）1．碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。
2．铁碳合金平衡结晶时，只有成分为 0.77%的共析钢才能发生共析反应。
3．在1100℃，含碳0.4%的钢不能进行锻造，含碳4.0%的铸铁能进行锻造。
4．细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。
5．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
6．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
西安交通大学16年3月课程考试《工程材料基础》作业考核试题及满分答案
西安交通大学16年3月课程考试《工程材料基础》作业考核试题及满分答案一、单选题（共30 道试题，共60 分。
）1. 下列钢经淬火后硬度最低的是()。
A. Q235B. 40CrC. GCr15D. 45钢满分：2 分2. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是()。
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，减少工件变形满分：2 分3. 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()。
A. F+GB. F+P+GC. P+GD. Ld+G满分：2 分4. 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. 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VK满分：2 分5. 过共析钢的退火组织是()。
A. F+Fe3CIIIB. F+PC. P+Fe3CIID. P+Fe3CIII满分：2 分6. 下列诸材料中淬透性最好的是()。
A. 20CrMnTiB. 40CrC. GCr15D. Q235满分：2 分7. 钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能()。
A. M+KB. P+FC. B下D. M+P满分：2 分8. 下列诸材料被称为低变形钢适合作冷作模具的是()。
A. 9SiCrB. CrWMnC. Cr12MoVD. 5CrMnMo满分：2 分9. 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()。
A. 0.0008%B. 0.021%C. 0.77%D. 2.11%满分：2 分10. 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()。
A. 完全退火B. 等温退火C. 球化退火D. 正火满分：2 分11. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是()。
A. 时效强化B. 固溶强化C. 形变强化D. 热处理强化满分：2 分12. 下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金()。
2021年工程材料题库及答案
工程材料及成形技术作业题库一. 名词解释1.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成固溶体。
2.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。
3.同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同现象。
4.晶体各向异性：金属各方向具备不同性能现象。
5.枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀现象。
6.本质晶粒度：奥氏体晶粒长大倾向。
7.淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度能力。
8.淬硬性：钢淬火时得到最大硬度。
9.临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体最低冷却速度。
10.热硬性：钢在高温下保持高硬度能力。
11.时效强化：经固溶解决后随着时间延长强度不断提高现象。
12.形变强化：由于塑性变形而引起强度提高现象。
13.调质解决：淬火+高温回火得到回火索氏体热解决工艺。
14.变质解决：在浇注是向金属液中加入变质剂，使其形核速度升高长大速度减低，从而实现细化晶粒解决工艺。
15.顺序凝固原则：铸件时使金属按规定从一某些到另一某些逐渐凝固原则。
16.孕育铸铁：通过孕育解决铸铁。
二. 判断正误并加以改正1.细化晶粒虽能提高金属强度,但增大了金属脆性.（×）2.构造钢淬透性,随钢中碳含量增大而增大. （×）3.普通低合金构造钢不能通过热解决进行强化。
（√）4. 单晶体必有各向异性. （√）5. 普通钢和优质钢是按其强度级别来区别. （×）6. 过热钢经再结晶退火后能明显细化晶粒. （×）7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。
（√）8. 马氏体晶体构造和铁素体相似. （×）9. 面心立方金属塑性比体心立方金属好. （√）10. 铁素体是置换固溶体. （×）11. 晶界是金属晶体常用缺陷. （√）12. 渗碳体是钢中常用固溶体相. （×）13. 金属塑性变形重要通过位错滑移进行.（√）14. 金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象. （√）15. 上贝氏体韧性比下贝氏体好 . （×）16. 对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网. （×）17. 对低碳低合金钢进行正火解决可提高其硬度. （√）18. 淬火获得马氏体必要条件之一是其淬火冷却速度必要不大于Vk. （×）19. 高锰钢在各种条件下均能体现出良好耐磨性. （×）20. 无限固溶体必是置换固溶体. （√）21. 金属晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差. （×）22. 所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织最小冷却速度. （√）23. 钢进行分级淬火目是为了得到下贝氏体组织. （×）24. 对奥氏体不锈钢进行固溶解决目是为了提高其强度. （×）25. 弹簧钢最后热解决应是淬火+低温回火. （×）26. 凡间隙固溶体必是有限固溶体. （√）27. 珠光体片层间距越小,其强度越高,其塑性越差. （×）28. 钢临界冷却速度Vk越大,则其淬透性越好. （×）29. 过共析钢正常淬火普通均为不完全淬火. （√）30. 工件经渗碳解决后,随后应进行淬火及低温回火. （√）31. 金属是多晶体,因而绝对不也许产生各向异性. （×）32. 凡能使钢C曲线右移合金元素均能增长钢淬透性. （√）33. 感应加热表面淬火淬硬深度与该钢淬透性没关于系.（√）34. 金属凝固时,过冷度越大,晶体长大速度越大,因而其晶粒粗大. （×）35. 钢淬透性与其实际冷却速度无关. （√）36. 亚共析钢正常淬火普通为不完全淬火. （×）37. 碳钢淬火后回火时普通不会浮现高温回火脆性. （×）38. 工件经氮化解决后不能再进行淬火. （√）39. 对灰铸铁不能进行强化热解决. （√）40. 过共析钢经正常淬火后,马氏体含碳量不大于钢含碳量. （√）41. 凡能使钢临界冷却速度增大合金元素均能减小钢淬透性. （√）42. 高速钢淬火后经回火可进一步提高其硬度. （√）43. 马氏体强度和硬度总是不不大于珠光体. （×）44. 纯铁在室温下晶体构造为面心立方晶格. （×）45. 马氏体硬度重要取决于淬火时冷却速度. （×）46. 等温淬火目是为了获得下贝氏体组织. （√）47. 对普通低合金钢件进行淬火强化效果不明显.（√）48. 高锰钢性能特点是硬度高,脆性大. （×）49. 马氏体是碳溶入γ-Fe中所形成过饱和固溶体. （×）50. 间隙固溶体溶质原子直径小,其强化效果远比置换固溶体差. （×）51. 钢经热解决后,其组织和性能必然会变化. （×）52. 纯金属都是在恒温下结晶. （√）53. 所谓白口铸铁是指碳所有以石墨形式存在铸铁. （×）54. 白口铸铁铁水凝固时不会发生共析转变. （×）55. 铸件可用再结晶退火细化晶粒. （×）56. 冷热加工所形成`纤维组织'都能使金属浮现各向异性. （√）57. 奥氏体塑性比铁素体高.（√）58. 马氏体转变是通过切变完毕,而不是通过形核和长大来完毕.（×）59. 金属中固态相变过程,都是晶粒重新形核和长大过程.（√）60. 对金属进行冷、热加工都会产生加工硬化.（×）61. 在共析温度下,奥氏体最低含碳量是0.77%.（√）62. 亚共析钢经正火后,组织中珠光体含量高于其退火组织中.（√）63. 合金强度和硬度普通都比纯金属高.（√）64. 白口铸铁在室温下相构成都为铁素体和渗碳体.（√）65. 过共析钢平衡组织中没有铁素体相.（×）66. 过共析钢用球化解决办法可消除其网状渗碳体.（×）67. 采用等温淬火可获得晶粒大小均匀马氏体.（×）68. 形状复杂,机械性能规定不高零件最佳选用球铁制造.（×）69. 可锻铸铁碳当量一定比灰口铸铁低.（√）70. 铝合金淬火后其晶格类型不会变化.（√）71. 同一钢材在相似加热条件下,水淬比油淬淬透性好.（×）72. 同一钢材在相似加热条件下,小件比大件淬透性好.（×）73. 工具钢淬火时,冷却速度越快,则所得组织中残存奥氏体越多.（√）74. 黄铜耐蚀性比青铜差. （√）75. 对常用铝合金仅进行淬火,强化效果不明显. (√)76. 贝氏体转变是非扩散性转变. (×)77. 马氏体转变是非扩散性转变.(√)78. 金属晶粒越细小，其强度越高，其塑性越好。
工程材料_试题及答案
1 、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。
(×)2 、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。
(×)3、铸铁是含碳量小于2. 11%的铁碳合金。
(×)4 、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。
(×)5 、感应加热表面淬火普通只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。
( √ )+ (α +β)，则它由三相组成。
(×)6、一个合金的室温组织为α +β117 、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。
( √ )8 、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。
( √ )9 、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。
(×)10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。
( √1 、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。
(×)2 、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。
(×)3、铸铁是含碳量小于2. 11%的铁碳合金。
(×)4 、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。
(×)5 、感应加热表面淬火普通只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。
( √ )+ (α +β)，则它由三相组成。
(×)6、一个合金的室温组织为α +β117 、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。
( √ )8 、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。
( √ )9 、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。
(×)10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。
( √ )细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。
( ╳ )改正：细化晶粒非但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。
2 、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。
《工程材料力学性能》第二版课后习题答案
第一章
一、 解释下列名词
材料单向静拉伸载荷下的力学性能
滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料 能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限 (ζ P)或屈服强度(ζ S)增加；反向加载时弹性极限(ζ P)或屈服 强度(ζ S)降低的现象。
二、 金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学 姓能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而 材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指
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《工程材料力学性能》（第二版）
标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的 强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或 屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明 在反向加载时塑性变形立即开始了。 包辛格效应可以用位错理论解释。第一，在原先加载变形时，位错源在 滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于 位错源，当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时，可使位错源停 止开动。背应力是一种长程(晶粒或位错胞尺寸范围)内应力，是金属基体平 均内应力的度量。因为预变形时位错运动的方向和背应力的方向相反，而当 反向加载时位错运动的方向与原来的方向相反了，和背应力方向一致，背应 力帮助位错运动，塑性变形容易了，于是，经过预变形再反向加载，其屈服 强度就降低了。这一般被认为是产生包辛格效应的主要原因。其次，在反向 加载时， 在滑移面上产生的位错与预变形的位错异号，要引起异号位错消毁， 这也会引起材料的软化，屈服强度的降低。 实际意义：在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效 应。其次，包辛格效应大的材料，内应力较大。另外包辛格效应和材料的疲 劳强度也有密切关系，在高周疲劳中，包辛格效应小的疲劳寿命高，而包辛 格效应大的，由于疲劳软化也较严重，对高周疲劳寿命不利。 可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。 解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。
工程材料及成型技术习题及答案
习题一工程材料的性能1、由拉伸试验可得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的？2、说明σs，σb，δ，ψ，E、G、σ-1，αk符号的意义和单位？3、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?4、在设计机械零件时常用哪两种强度指标？为什么?5、在何种服役条件下，屈服强度、抗拉强度、疲劳强度是设计中最有用的数据？6、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？7、材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？8、什么是弹性模量E？金属弹性模量的大小主要取决什么因素？9、金属材料刚度与金属机件刚度两者含义有何不同？10、试区别材料刚度与弹性的概念，一个弹簧由于刚度不足或弹性差产生的失效现象有何不同？如何防治二者造成的失效？11、有一低碳钢拉伸试件，d0=10.0mm，L0=50mm，拉伸实验时测得F s=20.5kN，F b=31.5kN，d1=6.25mm，L1=66mm，试确定此钢材的σs，σb，δ，ψ。
12、拉伸试件的原标距长度为50mm，直径为10.0mm，拉断后对接试样的标距长度为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求其δ，ψ。
这两个指标，哪个表征材料的塑性更准确？塑性指标在工程上有哪些实际意义？13、一根直径为2.5mm的3m长钢丝受载荷4900N后，有多大变形？（钢丝的弹性模量为205000MN/m2）14、标距不同的伸长率能否进行比较？为什么？15、现有标准圆形长、短试件各一根，原始直径d0=10mm，经拉伸试验，测得其延伸率δ5均为25%，求两试件拉断时的标距长度？这两个试件中那一个塑性较好？为什么？和δ1016、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？17、甲乙丙丁四种材料的硬度分别是45HRC，90HRB，800HV，240HBS，试比较这四种材料硬度的高低。
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西华大学课程考试（考查）参考答案（ 卷）
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课程名称： 工程材料
考试时间： 110 分钟
课程代码：
8100190、8100191 试卷总分： 100 分
一、解释名词参考答案及评分标准
评分标准：总分10分，答对每小题得2分，答错或未答得0分。
参考答案：
相：在金属或合金中，凡成分相同、晶体结构相同，并与其它部分有明显界面分开
的均匀组成部分。
淬硬性：钢在正常淬火条件下，形成的马氏体组织所能达到的最高硬度。
加工硬化：在塑性变形中随着变形度的增加，强度和硬度提高而塑性下降的现象。
回火脆性：在250～400℃和450～650℃温度区间回火，冲击韧性明显下降的脆化现
象。
硅铝明：Al－Si系铸造铝合金称为硅铝明。
二、判断正误参考答案及评分标准：
评分标准：总分10分，判断正确1小题得1分，判断错误或不判断得0分
参考答案：
1、√ 2、× 3、× 4、√ 5、× 6、× 7、× 8、× 9、√ 10、×
三、选择题参考答案及评分标准：
评分标准：总分10分，选对一项得1分，不选、多选或选错得0分，
参考答案：
1、b 2、a 3、b 4、b 5、d 6、d 7、a 8、c 9、b 10、c
四、填空参考答案及评分标准：
评分标准：总分10分，填对一空得1分，填错或不填得0分
参考答案：
1、点 线 面 线 面
2、靠右 小
3、铁素体＋珠光体（F+P） 奥氏体（A） 马氏体（M）＋A′
五、参考答案及评分标准：
评分标准：总分20分，正确绘出铁－渗碳体相图、标出全部相组成物得12分，能
正确说明60钢的平衡结晶过程得5分，正确计算出珠光体和铁素体的相对量得3分。
参考答案：
画出铁—渗碳体相图，标出全部相组成物（可画含包晶转变的完整铁碳相图，也可
画省略包晶转变的简化铁碳相图）：（12分）
60钢平衡结晶时，60钢的液态合金在1～2点间通过匀晶反应全部转变为A；2～3
点，A只是温度降低；到3点，由A中析出F 。到4点, A 成分沿GS线变到S点，A 发
生共析反应转变为珠光体。温度继续下降，F 中析出Fe3CⅢ，由于与共析Fe3C结合, 且
量少,忽略不计。60钢室温下的组织为F+P。（5分）
珠光体的相对量：P％＝（0.6－0.0218）/（0.77－0.0218）×100％＝77％
铁素体的相对量：F％＝1－P＝1－78％＝23％（3分）
装
订
线
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六、参考答案及评分标准
评分标准：总分13分，热处理工序名称各1分，球化退火和低温回火的作用各2
分，淬火的作用1分，各点处的组织每点1分。
参考答案：
（1）有三种热处理工序：
名称 作用
球化退火 使钢中的碳化物球状化，提高钢的塑性、韧性，改善切削加工
性能，并为随后的淬火作好组织准备，减小最终热处理时的变
形开裂倾向。
淬火 获得马氏体组织，提高钢的强度、硬度和耐磨性
低温回火 降低钢的淬火应力及脆性，保持淬火得到的高硬度和高耐磨性
（2）1点：A＋未溶粒状碳化物，2点：球状P，3点：A＋未溶粒状碳化物，4
点：M＋未溶粒状碳化物＋A′，5点：回火M＋未溶粒状碳化物＋A′
七、评参考答案及评分标准：
评分标准：总分20分，每种工件选对材料得2分，热处理方法正确得1分，最终
的室温组织正确得1分
参考答案：
机床床身。HT150。退火，P＋F＋片状G。
汽车板簧。60Si2Mn。淬火＋中温回火，回火屈氏体。
汽轮机叶片。1Cr13。淬火＋高温回火，回火索氏体。
高速车刀。W18Cr4V。高温淬火＋三次高温回火，回火马氏体＋粒状碳化物＋A′。
紧固螺栓。40Cr。淬火＋高温回火（调质），回火索氏体。
八、评参考答案及评分标准：
评分标准：总分7分，每小题回答正确得1分，错误或不回答得0分
参考答案：
（1） 正火 （2）球化退火 （3）调质处理 （4）完全退火
（5） 再结晶退火 （6）退火（或高温退火） （7）（贝氏体）等温淬火
温
度
℃