工程材料学习题
目录
绪论、第一章 (1)
第二章 (2)
第三章 (4)
第四章 (6)
第五章 (9)
第六章 (12)
第七章 (14)
第八章 (17)
第九、十、十一章 (18)
第十二章 (20)
华中科技大学材料学院工程材料学精品课程组
工程材料学习题
绪论、第一章
一．填空题
1.纳米材料是指尺寸在之间的超细微粒，与传统固体材料具有一些特殊的效应，例如、和。
2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲，可以分为和
两大类。
3.工程材料上常用的硬度表示有、、、以及等。
4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为、、以及等几大类。
5.结合键是指 .
6.材料的性能主要包括、和三个方面。
7.金属晶体比离子晶体具有较的导电能力。
8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、和三个阶段。
9.金属塑性的指标主要有和两种。
二．选择题
1.金属键的特点是：
A．具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性
2.共价晶体具有：
A. 高强度
B. 低熔点
C. 不稳定结构
D. 高导电性
3.决定晶体结构和性能最本质的因素是：
A. 原子间的结合力
B. 原子间的距离
C. 原子的大小
D. 原子的电负性
4.在原子的聚合体中，若原子间距为平衡距离时，作规则排列，并处于稳定状态，则其对应的能量分布为：
A. 最高
B. 最低
C. 居中
D. 不确定
5.稀土金属属于：
A. 黑色金属
B. 有色金属
C. 易熔金属
D. 难容金属
6.洛氏硬度的符号是：
A．HB B. HR C. HV D.HS
7. 表示金属材料屈服强度的符号是。
A. σe
B. σs
C. σ B.
D. σ-1
8.下列不属于材料的物理性能的是：
A. 热膨胀性
B. 电性能
C. 磁性能
D. 抗氧化性
三．判断题
1. 物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和他们的热运动。
2. 用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。
3. 用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。
4. 金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。
四．问答题
1. 工程材料是如何分类的？它们之间性能的主要差异表现在哪里？工程材料与功能材料的大致概念是什么？
2. 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？
3. 说明以下符号的意义和单位。
（1）σe；（2）σs（σ0.2）；（3）σ B. ；（4）δ；（5）ψ；（6）σ-1；（7）ɑk ；（8）K I；（9） K IC. ；
4. 现有标准圆柱形的长、短式样各一根，原始直径D. 0=10mm,经拉伸实验测得其伸长率δ
5、δ10均为25%，求两试样拉断时标距长度。
5. δ与ψ两个性能指标，那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？
6. ɑk指标有什么实用意义？
7. 比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
8. 在零件设计中必须考虑的力学性能指标有哪些？为什么？
第二章
一．填空题
1.在晶体学中，通常按晶胞中三个棱边的长度及夹角是否相等，还有夹角是否为直角的原则，将全部晶体分为种晶系，种晶胞。
2.纯金属常见的晶体结构主要有、和。
3.点缺陷的三种表现形式为、和。
4.在立方晶系中，{120}晶面族包括。
5.位错分为两中，它们是和，多余半面原子是位错所特有的。
6.γ-Fe、α-Fe的晶胞内的原子数分别是和。
7.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有原子，致密度为。
8.每个面心立方晶胞在晶核中实际含有原子，致密度为。
二．选择题
1.晶体中的位错属于：
A. 体缺陷
B. 面缺陷
C. 线缺陷
D. 点缺陷
2.α-Fe和γ-Fe分别属于晶格类型。
A.面心立方和体心立方
B.体心立方和面心立方
C.均为面心立方
D.面心立方和密排六方
3. 当铁发生以下同素异构转变时：γ-Fe到α-Fe ，其体积将：
A. 膨胀
B. 不变
C. 缩小
D. 有些方向膨胀，有些方向收缩
4. 常见金属金、银、铜、铝室温下的晶格类型。
A．与α-Fe相同 B. 与γ-Fe相同 C. 与δ-Fe相同 D. 与Zn相同
5. 在面心立方中，原子密度最大的晶向是：
A. <110>
B. <100>
C. <111>
D. <112>
6. 在体心立方中，原子密度最大的晶面是：
A. {100}
B. {110}
C. {111}
D. {112}
7．每个体心立方晶胞中包含有个原子。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
8．每个面心立方晶胞中包含有个原子。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
9.晶体中的位错属于：
A. 体缺陷
B. 线缺陷
C. 面缺陷
D. 点缺陷
10.晶界是由：
A. 点缺陷堆积而成
B. 位错垂直排列成的位错墙而构成
C. 晶界间的相互作用构成
D. 原子的边界构成
三．判断题
1. 单晶系是各项异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上性能也是不相同的。
2. 密排六方晶格在晶格中实际仅包含的原子数量7个。
3. 在立方晶系中，（123）晶面与[123]晶向垂直。
4. 把在实际晶体中出现的刃型位错和螺型位错的缺陷叫做面缺陷。
5. 把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做线缺陷。
6. 面心立方晶胞在晶格中实际仅包含的原子数量是5个。
7. 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。
四. 问答题
1．分别说明以下概念：
（1）晶格；（2）晶胞；（3）晶格常数；（4）致密度；（5）配位数；（6）晶面；（7）晶向；（8）单晶体；（9）多晶体；（10）晶粒；（11）晶界；（12）各向异性；（13）同素异构。
2．金属常见的晶格类型有哪几种? 如何计算每种晶胞中的原子数？
3．已知α-Fe的晶格常数为0.289nm。试求出晶体中（110），（111）的晶面间距。
4．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同，该晶面与晶向间存在着什么关系？5．写出体心立方晶格中的｛110｝晶面族所包含的晶面，并绘图表示。
6．金属实际晶体结构中存在哪些缺陷？每种缺陷的具体形式何？
7．已知银的原子半径为0.144nm，求其晶格常数。
8．单晶体与多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，而多晶体材料通常不表现出各向异性？
9．画出体心立方、面心立方晶格中原子最密的晶面和晶向，并写出其相应的指数。10．画出一个B. C. C. 、fC. C. 、hC. p晶胞，计算B. C. C. 、fC. C. 的致密度。
11．将下列各组晶向、晶面分别画在一个立方晶胞内：
①（1 2 3）、（4 2 1），
②（2 1 0）、[2 1 0]，
③（1 1 1）、[1 1 2]，
④（1 1 0）、[1 1 1]
12．写出 {2 2 3} 晶面族中包括的全部晶面。
13. 写出附图1.1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指数；在右图单胞中画出晶面(111)和该面上属于<112>三个晶向，并标出具体指数。(12分)
第三章
一．填空题
1.结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程实现的，这两个过是
和。
2.液态金属结晶时，结晶过程的推动力是，阻力是。
3.过冷度是指，其表示符号为。
4.根据溶质原子在溶剂晶格中所占位置的不同，固溶体可以分为
和两类。
5.随着过冷度的增大，晶核形核率N ,长大率G 。
6.细化晶粒的主要方法有和。
7.共晶反应的反应式为，共晶反应的特点是。
8.共析反应的反应式为，共析反应的特点是。
9.包晶反应的反应式为，包晶反应的特点是。
二．选择题
1. 铸造性能最佳的合金应该是成分的合金。
A. 固溶体
B. 亚共晶
C. 共晶
D. 过共晶
2. 固溶体的结构与 相同。
A ．溶剂 B. 溶质 C. 其他晶型 D. 自身原有状态
3. 组成合金的最基本的 ，称为组元。
A. 化学元素
B. 能够独立存在的物质
C. 稳定的化合物
D. 单一成分的物质
4. 一种金属元素与另外一种或几种金属或非金属元素相互 形成的具有金属特
性的物质称为合金。
A ．机械混合 B. 熔合 C. 各自保持原来特性 D. 化合
5. 在实际冷却速度 的条件下，以树枝晶方式结晶的固溶体中，先后结晶的树枝状晶体内化学成分不均匀的现象，称为枝晶偏析。
A. 较慢
B. 较快
C. 适中
D. 极为缓慢
6. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将 ：
A. 越高
B. 越低
C. 越接近临界理论结晶温度
D. 与冷却速度无关
7. 实际金属结晶时，通过控制生长速率N 和长大速率G 比值来控制晶粒大小，在下列情况
下获得的晶粒较为较为粗大的是 ：
A. N/G 很大时
B. N/G 很小时
C. N/G 居中时
D. 与N/G 无关
8. 在二元合金相图中，三相平衡共存时，必定是一条水平线，每条水平线必定和 相遇，也一定与 以一点接触。
A. 一个两相区
B. 两个两相区
C. 三个两相区
D. 一个单相区
E. 共存三相之中的二个单相区
F. 共存三相的三个单相区
9. 在发生βα+?→?
L 共晶反应时，三相的成分： A. 相同 B. 确定 C. 不确定 D. 不相同
三． 判断题
1. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。
2. 金属结晶后晶体结构不再发生变化。
3. 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。
4. 物质从液体状态转变为固体状态的过程称为凝固。
5. 当过冷度较小时，纯金属晶体主要以平面状的方式长大。
6. 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。
7. 过冷度的大小取决于过冷速度和金属的本性。
8. 当晶核长大时，随过冷度的增加，晶核的长大速率增大。但是过冷度很大时，晶核长大
速率很快减小。
9. 在实际金属和合金中，自发形核常常起着优先主导的作用。
四． 问答题
1. 何谓凝固？何谓结晶？
2. 什么是过冷度？液态金属结晶时为什么必须过冷？
3. 何谓自发形核与非自发形核？它们在结晶条件上有何差别？
4. 过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响？
5. 在实际生产中，常采用哪些措施控制晶粒大小？
6. 什么是合金？什么是相？固态合金中的相是如何分类的?相与显微组织有何区别和联系？
7. 说明固溶体与金属化合物的晶体结构特点并指出二者在性能上的差异。
8. 何谓间隙固溶体？何谓间隙化合物？试比较二者在形成条件上的的异同点。
9. 何谓组元、成分、合金系、相图？二元合金相图表达了合金的哪些关系？有哪些实际意义？
10. 何谓合金的组织组成物？指出w Sn =30%的PB. -Sn 合金在183℃下全部结晶完毕后的组织组成物和相组成物，并利用杠杆定律计算它们的质量分数。
11. 什么是共晶反应？什么是共析反应？它们各有何特点？试写出相应的反应通式。
12. 已知在500℃时，A-B 二元系共晶反应式为 L （w B=75%）?→?α （w B=15%） + β （w B=95%）,A 组元的熔点为700℃，B 组元的熔点为600℃，并假定α及β固溶体的溶解度不随温度而改变。试画出A-B 二元合金相图。
13. 为什么铸件常选用靠近共晶成份的合金生产，压力加工件则选用单相固溶体成份的合金生产？
第四章
一． 填空题
1. 珠光体是 和 混合在一起形成的机械混合物。
2. 碳溶解在 中所形成的 称为铁素体。
3. 在Fe-Fe 3C 相图中，共晶点的含碳量为 ，共析点的含碳量为 。
4. 低温莱氏体是 和 组成的机械混合物。
5. 高温莱氏体是 和 组成的机械混合物。
6. 铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即 ， 和心部等轴晶粒区。
7. 在Fe-Fe 3C 相图中，共晶转变温度是 ，共析转变温度是 。
8. 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢而碳含量为 .。
9. 在铁碳合金室温平衡组织中，含∏C Fe 3最多的合金成分点为 ,含
L e '最多的
碳含量为 。
10. 钢与铸铁的区别是 。
二． 选择题
1. 碳溶入α-Fe 中使晶格 畸变：
A. 不产生
B. 正
C. 负
D. 不定型
2. 铁素体是碳溶解在 中所形成的间隙固溶体。
A ．α-Fe
B ．γ-Fe
C ．δ-Fe
D ．β-Fe
3. 奥氏体是碳溶解在 中所形成的间隙固溶体。
A ．α-Fe
B ．γ-Fe
C ．δ-Fe
D ．β-Fe
4. 渗碳体是一种 。
A ．稳定化合物
B ．不稳定化合物
C ．介稳定化合物
D ．易转变化合物
5. 莱氏体是一种 。
A ．固溶体
B ．金属化合物
C ．机械混合物
D ．单相组织金属
6. 亚共析钢的含碳量是 。
A. ＜0.0218%
B. 0.0218%～0.77%
C. 0.77%～2.11%
D. 2.11%～ 4.3%
7. 室温下平衡组织为F+P 的铁碳合金是 。
A. 工业纯铁
B. 共析钢
C. 过共析铜
D. 亚共析钢
8. 60钢在室温下的平衡组织中，珠光体的相对重量百分数为 。
A. [(0.60-0.0218)/ (0.77-0.0218)]×100%
B. [(0.60-0.0008)/ (2.11-0.0008)]×100%
C. [(0.60-0.0008)/(4.30-0.0008)]×100%
D. [(0.60-0.0008)/ (6.69-0.0008)]×100%
9. 钢中的常存杂质元素 会导致钢材在1000～1200℃进行热加工时，沿着奥
氏体晶界开裂造成钢材的 。
A. 磷
B. 热脆性
C. 锰
D. 硫
E. 冷脆性
F. 硅
10. 在Fe-Fe 3C 相图中，ES 线也称为 。
A ．共晶线
B ．共析线
C ．A 3线
D ．A C m 线
11. 在Fe-Fe 3C 相图中，GS 线也称为 。
A ．共晶线
B ．共析线
C ．A 3线
D ．A Cm 线
12. 在Fe-Fe 3C 相图中，共析线也称为（）。
A ．A 1线
B ．ECF 线
C ．A Cm 线
D ．PSK 线
13. 在铁－碳合金中，当含碳量超过 以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。
A ．0.8％
B ．0.9％
C ．1.0％
D ．1.1％
14. 在铁碳合金中，共析钢的含碳量为 。
A ．0.67％
B ．0.77％
C ．0.8％
D ．0.87％
15. 铁素体的机械特性是 。
A. 强度高、塑性好、硬度低
B. 强度低、塑性差、硬度低
C ．强度低、塑性好、硬度低 D. 强度高、塑性差、硬度高
三． 判断题
1. 奥氏体是碳溶解在γ-Fe 中所形成的置换固溶体。
2．20钢的碳含量比T12钢的碳含量高。
3. 铁素体的本质是碳在Fe -α中的间隙想。
4. 在Fe-Fe 3C 相图中的ES 线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称为A 3线。
5. 共析钢结晶的过程是：L —L+A —A —P 。
6. 在Fe-Fe 3C 相图中的ES 线是表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称AC.m 线。
7. 在铁碳合金平衡过程中，只有成分为4.3%C 的铁碳合金才能发生共晶反应。
8．GS 线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A 1线。
9. 亚共析钢结晶的过程是：L—L+A—A—F+A--F+P。
10. 在退火状态下（接近平衡组织），45钢比20钢的硬度和强度都要高。
四．问答题
1．默绘Fe-Fe3C相图，并填出各区组织，标明重要的点、线、成份及温度。图中组元碳的质量分数为什么只研究到6.69%？
2．解释以下名词：
（1）铁素体；（2）奥氏体；（3）渗碳体；（4）珠光体；（5）莱氏体。
3．指出铁素体、奥氏体、渗碳体、石墨的晶体结构及力学性能的特点。
4．说明纯铁的同素异构转变及其意义。
5．简述Fe-Fe3C相图中共晶转变与共析转变，写出转变式，标出反应温度及反应前后各相的含碳量。
6．比较Fe3C I、Fe3C II、Fe3C III、Fe3C共晶、Fe3C共析的异同点。
7．钢与白口铸铁在成分上的界限是多少？碳钢按室温下的组织如何分类？写出各类碳钢的室温平衡组织。
8．说明含碳量对钢及白口铸铁力学性能的影响。
9．根据石墨形态，铸铁一般分为哪几类？各类大致用途如何？
10．分析石墨形态对力学性能的影响。
11．识别下列牌号的铁碳合金：
Q235，08F, 45, T10A, HT150, QT400-18, KTH350-10 。
12．用杠杆定律分别计算珠光体、莱氏体在其共析温度、共晶温度转变完毕时，相组成物的质量分数。
13．现有两种铁碳合金，其中一种合金在室温下的显微组织中珠光体的质量分数为75%，铁素体的质量分数为25%，另一种合金在室温下的显微组织中珠光体的质量分数为
92%，二次渗碳体的质量分数为8%，用杠杆定律求出这两种合金中的含碳量，并指明它们按组织分类的名称。
14. 画出WB=1.2%的铁碳合金从液态缓冷到室温时的冷却曲线及组织转变示意图，并用杠
杆定律计算室温下的组织组成物及相组成物的质量分数。
15. A为金属元素，B为非金属元素，形成二元相图如图4-5：
1）画出Ⅱ合金平衡冷却曲线以及平衡结晶后组织示意图，计算其室温下相组成物及组织组成物相对含量。
2）试分析不同冷却速度对下图中Ⅰ合金凝固后显微组织的影响。
15. 根据铁碳平衡相图回答下列问题：
1）写出下列Fe3C II含量最多的合金；珠光体含量最多的合金；莱氏体含量最多的合金。
2）指出此二元系中比较适合做变形合金和铸造合金的成分范围。
3）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。
4）分析Fe-1%C合金的平衡凝固过程，并计算室温下其中相组成物和组织组成物的百分含量，
第五章
一．填空题
1.钢加热时奥氏体形成是由、、和四个
基本过程所形成的。
2.用光学显微镜观察，上贝氏体的组织特性呈状，而下贝氏体则呈
状。
3.马氏体的显微组织形态主要有、两种，其中的韧
性较好。
4.钢的热处理是工艺由、和三个阶段组成成的。
5.钢的淬透性越高，其C曲线的位置越，说明临界冷却速度越。
6.钢的中温回火的温度范围在，回火后的组织为。
7.钢的低温回火的温度范围在，回火后的组织为。
8.钢的高温回火的温度范围在，回火后的组织为。
9.在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：马
氏体的分解，残余奥氏体的转变，，。
10.根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下等温转变所获得的组织产物是
和贝氏体型组织。
11.见钢的退火种类有：完全退火，和。
12.根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有，
和马氏体型组织。
13.要使钢件能够有效的发挥渗碳层的作用应在渗碳后进行的热处理工艺为。
14.化学热处理的基本过程包括、和三个阶段。
二．选择题
1. 钢在淬火后获得马氏体组织的粗细主要取决于。
A．奥氏体的本质晶粒度 B.奥氏体的实际晶粒度
C.奥氏体的起始晶粒度
D.加热前的原始组织
2. 马氏体的硬度主要取决于。
A.过冷奥氏体的冷却速度
B.过冷奥氏体的转变温度
C.马氏体的含碳量
D.临界冷却速度(Vk)
3. 碳素钢的马氏体点M s和M f与奥氏体的含碳量有关，随着含碳量增加，。
A.M s升高，M f降低
B.M s降低，M f升高
C.M s、M f都升高
D.M s、M f都降
4. T12钢正常淬火的组织是。
A.马氏体+残余奥氏体
B.马氏体+残余奥氏体+粒状碳化物
C.屈氏体+马氏体+残余奥氏体
5. 选用45钢制造机床变速箱齿轮，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，则其预先热
处理及最终热处理的最佳方案应分别为。
A.球化退火；整体淬火+低温回火
B.完全退火；整体淬火+低温回火
C.正火；齿部表面淬火+低温回火
D.调质处理；齿部表面淬火+中温回火
6. 钢进行奥氏体化的温度愈高，保温时间愈长则。
A.过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠左
B.过冷奥氏体愈稳定，C曲线愈靠右
C.过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠左
D.过冷奥氏体愈不稳定，C曲线愈靠右
7．钢的低温回火的温度为。
A．400℃ B．350℃ C．300℃ D．250℃
8. 可逆回火脆性的温度范围是。
A．150℃～200℃ B．250℃～400℃ C．400℃～550℃ D．550℃～650℃
9. 不可逆回火脆性的温度范围是。
A．150℃～200℃ B．250℃～400℃ C．400℃～550℃ D．550℃～650℃10. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得。
A．均匀的基体组织 B．均匀的A体组织
C．均匀的P体组织 D．均匀的M体组织
11. 钢的高温回火的温度为。
A．500℃ B．450℃ C．400℃ D．350℃
12. 钢的中温回火的温度为。
A．350℃ B．300℃ C．250℃ D．200℃
13. 碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是。
A．随炉冷却 B．在风中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却
14. 正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是。 A．随炉冷却 B．在油中冷却 C．在空气中冷却 D．在水中冷却
15. 为消除钢锭的晶内偏析应进行退火。
A.去应力
B.再结晶
C. 完全
D. 扩散
16. 完全退火主要用于。
A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．所有钢种
17. 共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是 。
A ．P
B ．S
C ．B
D ．M
18. 退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是 。
A ．随炉冷却
B ．在油中冷却
C ．在空气中冷却
D ．在水中冷却
19. 钢的渗碳温度范围是 。
A ．600-650℃ B. 800-850℃ C. 900-950℃ D. 1000-1050℃
三． 判断题
1. 完全退火是将工件加热到A Cm 以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种
热处理工艺。
2. 钢经过加热奥氏体化后，在任何情况下，奥氏体中的他碳的含量均与钢中碳含量相等。
3. 合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。
4. 马氏体钢是碳Fe -α中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要发生膨胀。
5. 当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片
状珠光体的奥氏体速度快。
6. 高合金钢既具有良好的淬透性，又具有良好的淬硬性。
7. 钢种为溶的碳化物的存在，将使钢的淬透性降低。
8. 在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳含量的增加而增加，过共析钢的淬透性
随钢含量的增高而减小。
9. 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。
10. 贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能
进行扩散。
11. 表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善信不的组织与性能。
12. 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方
法。
四． 问答题
1．何谓热处理？其主要环节是什么？
2．试述A 1、A 3、A C.m 、及A C1、A C3、A CCm 和A r1、A r3、A rCm 的意义。
3．何谓奥氏体的初始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度？
4．指出共析钢的过冷奥氏体在各温度区间转变产物的组织形态与性能特点。
5．利用TTT 图，图示解答T8钢如何获得以下组织？并指出这些组织对应于哪种热处理工
艺方法。
（1） 珠光体；（2）索氏体；（3）托氏体+马氏体+残余奥氏体；（4）下贝氏
体；
（5）下贝氏体+马氏体+残余奥氏体；（6）马氏体+残余奥氏体。
6．何谓淬火临界冷却温度、淬透性和淬硬性？它们主要受哪些因素影响？
7．为什么亚共析碳钢的正常淬火加热温度为A C3 +（30～50）℃，而共析和过共析碳钢的正
常淬火加热温度为A C1 +（30～50）℃？
8．对过共析碳钢零件，何种情况下采用正火？何时采用球化退火？
9．指出下列钢件坯料按含碳量分类的名称、正火的主要目的、工序地位及正火后的组织：
（1）20钢齿轮；（2）T12钢锉刀；（3）性能要求不高的45钢小轴；
（4）以上的（1）、（2）、（3）可否改用等温退火？为什么？
10．简述回火的分类、目的、组织性能及其应用范围。
11．比较表面淬火与常用化学热处理方法渗碳、氮化的异同点。
12．钢渗碳后还要进行何种热处理？处理前后表层与心部组织各有何不同？
11. 共析钢C 曲线和冷却曲线如图所示，试指出图中各点处的组织。
12. 用W18Cr4V 制造盘形铣刀，其最终热处理的工艺曲线如图，试分析淬火特点和回火特点。
第六章
一． 填空题 1.
从微观角度上看，单晶体塑性变形有 、 两种方式。 2.
一个滑移系由 和 构成，滑移系越多说明金属的塑性形变能力越 ，体心立方、面心立方、密排六方分别具有 、 、 和滑移系。 3.
Fe -α发生塑性变形，其滑移面和滑移方向分别为 和 。 4.
加工硬化现象是指 ，加工硬化的结果，是金属对塑性形变的抗力 ，造成加工硬化的根本原因是 。 5.
影响多晶体塑性形变的两个主要因素是 和 。 6.
变形金属的最低再结晶温度是指 ，其数值与熔点间的大致关系为 。 7. 回复与再结晶性比加热温度较 ,回复过程中点缺陷数量 ，金属
的电阻率 ，内应力 ，强度 ，硬度 ,塑性 。
8.影响再结晶开始温度的因素有、和。
9.再结晶后晶粒的大小主要取决于和。
10.冷加工是指，热加工是指。
二．选择题
1.能使单晶体产生塑性变形的应力是：
A. 正应力
B. 切应力
C. 复合应力
D. 无法确定
2. 面心立方晶格的晶体在受力时的滑移方向是：
A．<110> B. <110> C. <100> D. <112>
3. 塑性变形后的金属再加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧的晶粒的过程，这种
新晶粒的晶格类型是。
A. 面心立方晶格
B. 体心立方晶格
C.密排立方晶格
D. 与变形前的金属相同
E. 形成新晶型
4. 加工硬化使金属的。
A. 强度增大，塑性降低
B. 强度增大，塑性增大
C. 强度减小，塑性增大
D.强度减小，塑性减小
5. 塑性变形金属经再结晶后。
A. 形成柱状晶，强度增大
B. 形成柱状晶，塑性下降
C. 形成等轴晶，强度增大
D. 形成等轴晶，塑性升高
6. 汽车变速箱齿轮，应由。
A. 厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮
B. 由圆钢棒切下圆饼，再加工成齿轮
C. 由圆钢棒锻打成齿轮毛胚，再加工成齿轮
D. 铸造出圆饼，再加工成齿轮
7．再结晶之后：
A．形成等轴晶，强度增大 B. 形成柱状晶，塑性下降
C. 形成柱状晶，强度升高
D. 形成等轴晶，塑性升高
三．判断题
1.在体心立方中，滑移面为{111}x6，滑移方向是<110>x2，所以滑移系为12。
2.滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。
3.因为体心立方晶格与面心立方晶格具有完全相同的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能
力完全相同。
4.孪生变形所需要的切应力要比滑移变形时所需要的小得多。
5.金属的预变形度越大，起开始再结晶的温度越高。
6.变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。
7.金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。
8.再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。
9.再结晶过程是晶格类型变化的结晶过程。
四．问答题
1. 金属塑性变形的主要方式是什么？解释其含义。
2. 何谓滑移面和滑移方向？它们在晶体中有什么特点？
3. 什么是滑移系？滑移系对金属的塑性有何影响？体心立方、面心立方、密排六方金属中，
哪种金属塑性变形能力强？为什么体心立方和面心立方金属的滑移系数目相同，但面心立方金属的塑性变形能力更好？
4. 用位错理论说明实际金属滑移所需的临界切应力值比计算值低很多的现象。
5. 为什么室温下钢的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性也越好？
6. 塑性变形使金属的组织与性能发生哪些变化？
7. 什么是加工硬化现象？指出产生的原因与消除的措施。
8. 说明冷加工后的金属在回复与再结晶两个阶段中组织与性能变化的特点。
9. 如何区分冷加工与热加工？它们在加工过程中形成的纤维组织有何不同？
10. 用下列三种方法制造齿轮，哪种方法比较合理？用图示分析其理由。
（1）用热轧厚钢板切出圆饼直接加工成齿轮；
（2）用热轧粗圆钢锯下圆饼直接加工成齿轮；
（3）有一段圆钢镦粗锻成圆饼再加工成齿轮。
11. 提高材料的塑性变形抗力有哪几种方法？其基本原理是什么？
12. 一楔型纯铜铸锭，经间距恒定的轧辊轧制（如图）；
（1）请画出轧制后，锭子的晶粒示意图。
（2）画出将该锭子进行再结晶退火后，晶粒示意图。并分析原因。
第七章
一．填空题
1.按照用途分类合金钢可以分为三类，即、和。
2.合金元素中，碳化物形成元素有，非碳化物形成元素有。
3.使奥氏体稳定化的元素有。
4.除了元素之外，其他的合金元素都使C曲线向移动使钢的临界
冷却速度、淬透性。
5.合金钢提高钢的淬透性有和两种常用的方法。
6.一些含有合金元素合金元素的合金钢，容易产生第类回火脆
性，为了消除回火脆性可采用和的方法适当的避免。
7.20是钢，可制造；9SiCr是钢，可制
造；5CrMnMo是钢，可制造 ;3Cr2W8V是
钢，可制造；40MnB是钢，可制造；Cr12MoV是钢，可制造；T12是钢，可制造；40Cr是
钢，可制造；60Si2Mn是钢，可制造；GCr15是钢，可制造；1Cr13是钢，可制造；W18Cr4V是钢，可制造；1Cr18Ni9Ti是钢，可制造。
8.20CrMnTi是钢，Cr，Mn的最主要作用是，Ti的主要作用
是。热处理工艺是。
9.W18Cr4V是钢，含碳量，W的主要作用是，Cr的
主要作用是，V的主要作用是。热处理工艺为，最后组织是。
10.0Cr18Ni9Ti是钢，Cr,Ni和Ti的作用分别是、
和 .
11.高速工具钢经高温淬火加多次回火后，具有很高的和较好的。
12.不锈钢按其金相显微组织不同，常用的有以下三类：，，奥氏
体型不锈钢。
二．选择题
1. 钢的淬透性主要取决于。
A. 含碳量
B. 冷却介质
C. 合金元素
D. 热处理温度
2. 钢的淬硬性主要取决于。
A. 含碳量
B. 冷却介质
C. 合金元素
D. 热处理温度
3. 20CrMnTi钢根据其组织和机械性能，在工业上主要作为一种使用。
A．合金渗碳钢 B．合金弹簧钢
C．合金调质钢 D．滚动轴承钢
4. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的
有。
A．Mn,P B．Mn,Ti C．Ti,V D．V,P
5.除元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。
A．Co B．Cr C．Mn D．Ti
6. 制造手用锯条应当选用。
A.T12钢经淬火和低温回火
B.Crl2MoV钢经淬火和低温回火
C.65钢淬火后中温回火
D. 以上都不满足条件
7. 制造弹簧的60Si2Mn的热处理工艺应该是。
A.淬火和低温回火
B.淬火和中温回火
C.再结晶退火
D. 以上都不满足条件
8. 要制造直径25mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用。
A．45钢正火处理 B. 60Si2Mn钢淬火和中温回火
C．40Cr钢经调质处理 D. 以上都不满足条件
9. 适合制造渗碳零件的钢有。
A.9SiCr 9Mn２V Cr12
B.20Cr 20CrMnTi 12Cr２Ni4A
C.5CrMnMo 5CrNiMo 3Cr２W8V
D.65Mn 60Si２Mn 50CrVA
10.制造轴、齿轮等零件所用的调质钢，其含碳量范围是，为提高淬透性应加
入的主要合金元素为。
A.0.25～0.50%C
B.0.60～0.90%C
C.＜0.25% C
D.Cr、Ni、Si、Mn、B
E. Mo W Ti V NB.
F. Co Al P S
11. 制造高速切削刀具应选用 。
A.T12A 3Cr ２W8V
B. B. Cr12MoV 9SiCr
C.W18Cr4V W6 Mo5Cr ４V ２
D. CrWMn GCr15
12. 为了改善高速钢铸态组织中的碳化物不均匀性，应进行 。 A.完全退火 B.正火 C.球化退火 D.锻造加工+等温球化退火
13. 用GCr15制造轴承零件，若在热压成型后有粗大网状碳化物，应采用 的预
先热处理工艺消除之。 A.完全退火 B.球化退火 C.正火+完全退火 D.正火+球化退火
14. 合金调质钢必须具备的热处理性能是 。 A.足够的淬硬性 B.足够的淬透性 C.足够的热硬性 D.较低的第一类回火脆性
15. 40Cr 与40钢相比较，其热处理工艺参数特点是 。 A.C 曲线左移，Ms 点上升 B.C 曲线左移，Ms 点下降 C.C 曲线右移，Ms 点上升 D.C 曲线右移，Ms 点下降
16. 40CrNiMo 与40钢，当调质后的硬度相同时 。
A.40CrNiMo 因回火温度较低，故冲击韧性较低
B.40钢因回火温度较高，故冲击韧性较高
C.40CrNiMo 因回温度较高，故冲击韧性较高
D.40钢因淬透性较低，故冲击韧性较高
17. 第二类回火脆性较低的钢是 。
A. 40Cr
B.40CrNi
C. 40Mn2
D.40CrNiMo
18. 二次硬化属于 。
A ．固溶强化 B. 细晶强化 C. 位错强化 D. 第二相强化
三． 判断题
1.合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用。
2. 调质钢的合金化主要是考虑提高红硬性。
3. 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。
4. T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。
5. 奥氏体型不锈钢只能采用加工硬化。
6．高速钢需要反复锻造是因为硬度不易成型。
7. T8与20MnVB 相比，淬透性和淬硬性都较低。
8. 奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后稳定化处理。
9. 所有的合金元素均使f s M M ,下降。
四． 问答题
1．何谓合金钢？它与碳钢相比有哪些优缺点？
2．简述合金元素对合金钢的主要影响和作用规律。
3．何谓钢的回火稳定性、热硬性和二次硬化？
4．分析合金元素对过冷奥氏体转变的影响。
5．合金钢按用途分为几类？编号规则与碳钢有何不同？
6．按合金钢的编号规则指出下列钢中各元素平均含量及类别名称。
W18Cr4V, 3Cr2W8V, 5CrMnMo, 18Cr2Ni4W, 25Cr2Ni4W, GCr15, 42CrMo,
60Si2CrVA, 20MnTiB。
7．合金结构钢按用途分为几类？在使用性能上各有何特点？
8．用表格形式简明指出下列牌号属于哪一类钢（如低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质钢……），其合金元素的大致含量，并写出其预备热处理、最终热处理工艺方法及相应组织（不必表明加热温度和冷却介质）。
Q345、20CrMnTi、37CrNi3、60Si2Mn、9SiCr、CrWMn、GCr15、W6Mo5Cr4V2、3Cr13、1Cr18Ni9Ti、42CrMo、40Cr。
9．W18Cr4V钢所制的刃具（如铣刀）的生产工艺路线为：下料→锻造→等温退火→机械加工→最终热处理→喷砂→磨削加工→产品检验。
（1）指出合金元素W、Cr、V在钢中的主要作用。
（2）为什么对钢W18Cr4V下料后必须锻造？
（3）锻后为什么要等温退火？
（4）最终热处理有何特点？为什么？
（5）写出最终组织组成物。
第八章
一．名词解释
变形铝合金，铸造铝合金，固溶处理，时效强化处理，黄铜，锡青铜
二．选择题
1. 对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为。
a淬火+中温回火 b再结晶退火 c固溶+时效 d变质处理
2. ZChSnSb11-6是。
a铸造铝合金 b铸造黄铜c巴氏合金 d铸造锡青铜
3. LF5的。
a铸造性能好 b耐蚀性好 c时效强化效果好
4. 含0.5 ～
5.65%Cu的铝合金的时效过程为。。
a Cu原子的偏聚区→θ→θ′→θ″
b Cu原子的偏聚区→θ″→θ′→θ
cθ→θ′→θ″→Cu原子的偏聚区
dθ″→θ′→θ→Cu原子的偏聚区
5. 硬铝淬火+时效后的强度，硬度与刚淬火后的相比。。
a强度、硬度提高 b强度提高，硬度降低
c强度、硬度降低 d硬度提高，强度降低
6. ZL102合金在浇注前向合金中加入占合金总重量2～３％的钠盐混合物(常用
2/3NaF+1/3NaCl)，结果。。
a使合金的强度和塑性提高 b使合金的强度提高，但塑性降低
c使合金的强度和塑性降低 d使合金的塑性提高，但强度降低
7. 锡基轴承合金是一种基体质点的轴承合金。基体是锡和锑的，质点是锡和锑的。
a硬 b软 c混合物 d固溶体 e化合物
8. Al-Cu系合金可根据含铜量的不同分类，如含铜量为0.5 ～5.65%的铝合金属于。
a铸造铝合金b可热处理强化的形变铝合金
c不能热处理强化的形变铝合金
9. 可热处理强化的形变铝合金，经过固溶处理+自然时效后，其机械性能会发生的变化是。
a强度和硬度显著下降，但塑性提高
b强度和硬度提高，但塑性下降
c强度、硬度和塑性都有明显提高
d强度提高，但硬度和塑性下降
10. 淬火加时效处理是合金强化的主要途经。
A．形变铝合金 B．铸造铝合金 C．黄钢 D．青铜
11. 普通黄铜在介质中，易产生腐蚀导致的自裂现象。
A．氮 B．氨 C．碱 D．酸
二、判断题
1. 形变铝合金牌号中，字首用“LF”表示硬铝合金。
2. 硬铝合金牌号（如LY12）中的数字“12”表示强度值。
3. 铜合金牌号中，字首“H”表示青铜。
4. 形变铝合金牌号中，字首“LD”表示超硬铝合金。
5. 形变铝合金牌号中，字首“LC”表示锻铝合金。
6. 铜合金牌号中，字首“Q”表示黄铜。
7. 形变铝合金牌号中，字首“LY”表示防锈铝合金。
8. 普通黄铜是铜和铅组成的二元合金。
三．问答题
1．铝及铝合金的物理、化学、力学及加工性能有什么特点？
2．说明铝合金分类的大致原则。
3．硅铝明是指哪一类铝合金？它为什么要进行变质处理？
4．变质处理后硅铝明的组织有什么特点？简要说明组织变化的机理。
5．为什么在所有钛合金中，都要加入一定量的Al, 且Al的质量分数须控制在6%左右？6．指出钛合金的特性、分类及各类钛合金的大致用途。
7．指出下列牌号的材料各属于哪类非铁合金，并说明牌号中的字母及数字含义：LF2，LY11，LC4，LD5，ZL104，ZL302，H62，HSn62-1，QSn4-3，ZQSn5-5-5，TA3，TA7，TB2，TC4
第九、十、十一章
一．名词解释
高分子化合物，单体，大分子链，链节，聚合度，多分散性，加聚反应，缩聚反应，热塑性，热固性，大分子链构象，老化，自降解高聚物, 复合材料
二．填空题
1. 高分子材料是，其合成方法有和两种，按应用可分为、、、。
2．大分子链的几何形状为、、。热塑性塑料主要是
分子链，热固性塑料主要是分子链。
3．高分子材料的老化，在结构上是发生了、。
4．五大工程塑料是、、、、。
5. 分子量较大的非完全晶态高聚物的力学状态是、、、，它们相应是、、、的使用状态。
6. 陶瓷材料分、和三类，其生产过程包括和
、三大步骤。
7. 传统陶瓷的基本原料是、和，其组织由、
和组成。
三．选择题
1．膨胀系数最低的高分子化合物的形态是
A. 线型
B. 支化型
C. 体型
2．最易获得晶态结构的是：
A. 线型分子
B. 支化型分子
C. 体型分子
3．用来合成高聚物的低分子化合物称为
A. 链节
B. 单体
C. 链段
D. 组元
4．从机械性能来看，高聚物的比金属材料的好。
A. 刚度
B. 强度
C. 冲击强度（韧性）
D. 比强度
5．橡胶是优良的减震材料和磨阻材料，因为它有突出的。
A. 高弹性
B. 粘弹性
C. 塑性
D. 减摩
6．塑料的使用状态为：
A. 晶态
B. 玻璃态
C. 高弹态
D. 粘流态
7．热固性聚合物的分子链的形态主要为
A. 线型
B. 支化型
C. 体型
D. 不能确定
8．氧化物主要是，碳化物主要是，氮化物主要是。
A. 金属键
B. 共价键
C. 分子键
D. 离子键
9．耐火材料主要是，耐热材料主要是。
A. 碳化物陶瓷
B. 氧化物陶瓷
C. 氮化物陶瓷
10．Al2O3陶瓷可用作，SiC陶瓷可用作，Si3N4陶瓷可用作。
A. 砂轮
B. 叶片
C. 刀具
D. 磨料
E. 坩埚
四．判断题
1．聚合物由单体合成，聚合物的成分就是单体的成分；分子链由链节构成，分子链的结构和成分就是链节的结构和成分。
2．分子量大的线型高聚物有玻璃态、高弹态和粘流态。交联密度大的体型高聚物没有高弹态和粘流态。
3．共聚化有利于降低聚合物的结晶度。
4．拉伸变形能提高高聚物的结晶度。
5．塑料就是合成树脂。
6．ABS塑料是综合性能很好的工程材料
7．有人说，用陶瓷的生产方法生产的制品都可称为陶瓷。
8．氧化物陶瓷为密排结构，依靠强大的离子键，而有很高的熔点和化学稳定性。
9．玻璃的结构是硅氧四面体在空间组成不规则网络的结构。
10．陶瓷材料的强度都很高。
11．陶瓷既可制作高温材料，也可制作耐磨材料
五．问答题
1．试述大分子链的形态对高聚物性能的影响。
2．何谓高聚物的结晶度？它们对对高聚物性能有何影响？
3．塑料的主要成份是什么？它起什么作用？常用的添加剂有哪几类？
4．为下列四种制件选择一种最合适的高分子材料（提供的高聚物是：酚醛树脂、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和尼龙）。
（1）电源插座；（2）飞机窗玻璃；（3）化工管道；（4）齿轮。
5．何谓陶瓷材料？普通陶瓷与特种陶瓷有什么不同？
6．普通陶瓷材料的显微组织中通常有哪三种相？它们对材料的性能有何影响？
7．说明陶瓷材料的结合键与其性能的关系。
8．如何提高陶瓷材料的强度和韧性？
9．说明工程陶瓷材料的主要应用情况。
10．陶瓷材料的生产工艺大致包括哪几个阶段？为什么外界温度的急剧变化会导致一些陶瓷件的开裂？
11．指出几种不同的工程陶瓷，说明它们的大致用途。何谓复合材料？常用复合材料的基体与增强相有哪些？它们在材料中各起什么作用？
12．复合材料有哪些常见的复合状态？不同的复合状态对其性能造成什么样的影响？13．举出几个复合材料在工程中的应用实例。
第十二章
问答题
1．何谓失效？零件的失效形式有哪些？引起失效的原因是什么？分析失效的目的是什么？指出选材的一般原则。
2．机械零件的选材一般应根据哪些原则来考虑？分析问题的首要出发点是什么？
3 对下列零件做出材料选择，并说明选材的理由，制定其工艺路线，说明各热处理工序的
作用及相关组织。
（1）汽车齿轮；（2）普通机床主轴；（3）尺寸较大的螺旋弹簧；
（4）发动机连杆螺旋；（5）机床的床身；（6）汽车板簧。
4．车床主轴在轴颈部位的硬度为56～58HRC，其余地方为20～24HRC。其加工工艺路线为：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轴颈表面淬火→低温回火→磨削加工。试说明：（1）主轴应采用何种材料？（2）指出以上四种不同热处理工序的目的和作用。
（3）轴颈表面组织和其余地方的组织是什么？
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础 1、合金钢是如何分类的？ 1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为510%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。 2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。 3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢 2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？ 奥氏体稳定化元素, 主要是、、、C、N、等 铁素体稳定化元素, 主要有、、W、V、、、、B、、等 3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？ 1) 碳化物形成元素：、、、V、、W、、、等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。 2) 形成碳化物的规律 a) 合金渗碳体——与碳的亲和力小，大部分溶入α或γ中，少部分溶入3C中，置换3C中的而形成合金渗碳体（）3C; 、W、少量时，也形成合金渗碳体 b) 合金碳化物——、W 、含量高时，形成M6C(24C 42C)23C6(21W2C6 2W21C6)合金碳化物 c) 特殊碳化物——、V 等与碳亲和力较强时 i. 当<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）、M2C。 . 当>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。 ★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？ 1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属； 2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度； 3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子； 4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。 有效方法：淬火+回火，钢淬火形成马氏体，马氏体中溶有过饱和C和元素，产生很强的固溶强化效应，马氏体形成时还产生高密度位错，位错强化效应很大；是形成许多极细小的取向不同的马氏体，产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度，但脆性很大，淬火后回火，马氏体中析出碳化物粒子，间隙固溶强化效应虽然大大减小，但产生很强的析出强化效应，由于基体上保持了淬火时细小晶粒，较高密度的位错及一定的固溶强化作用，所以回火马氏体仍具有很高强度，并且因间隙固溶引起的脆性减轻，韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1) 固溶强化：当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2) 二次硬化：在含、W、V较多的钢中, 回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低, 而是在某一温度后硬度反而增加, 并在某一温度(一般为550℃左右)达到峰值。这种在一定回火温度下硬度出现峰值的现象称为二次硬化 3) 二次淬火：通过某种回火之后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所升高，这种现象称为二次淬火。
东北大学学期考试《工程材料学基础》考核作业
东北大学继续教育学院 工程材料学基础试卷（作业考核线上2） A 卷（共 3 页）总分题号一二三四五六七八九十得分 一、填空（每空1分，共20分） 1.位错是（线）缺陷、晶界是（面）缺陷。 2.碳在-Fe中形成的间隙固溶体称为（铁素体），它具有（ BCC（或体心 立方））晶体结构。 3.材料在受外力时表现的性能叫做（力学性能），又叫（机械性能）。 4.铝合金的时效方法可分为（自然时效）和（人工时效）两种。 5.固态物质按照原子在空间的排列方式，分为（晶体）和（非晶体）。 6.多数材料没有明显的屈服点，因此规定拉伸时产生（0.2%）残余变形所对应的 应力为（屈服强度）。 7.BCC晶格中，原子密度最大的晶面是（110 ），原子密度最大的晶向是 （ <111> ）。 8.共析钢过冷奥氏体的高温分解转变产物为（），中温分解转变产物为 （）。 9.-Fe和-Fe的晶体结构分别为（）和（）。 10.含碳量为0.0218%~2.11%称为（），大于2.11%的称为（）。 二、判断题（每题2分，共20分） 1.所有金属材料都有明显的屈服现象。（）
2.伸长率的测值与试样长短有关。（） 3.凡是由液体转变为固体的过程都是结晶过程。（）。 4.材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。（） 5.晶体具有固定的熔点。（） 6.结晶的驱动力是过冷度。（） 7.珠光体的形成过程，是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体的过程。（） 8.铸铁在浇注后快速冷却，不利于石墨化，容易得到白口。（） 9.材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。（） 10.各种硬度值之间可以进行互换。（） 三、选择题（每题2分，共20分） 1.钢的淬透性主要取决与（d ）。 （a）含碳量；（b）冷却介质；（c）冷却方法；（d）合金元素。 2.二元合金在发生L→+共晶转变时，其相组成是（ c ）。 (a) 液相；（b）单一固相；(c)三相共存；（d）两相共存 3.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）（121） 4.材料刚度与（ a ）有关。 (a)弹性模量；(b)屈服点；(c)抗拉强度；（d）伸长率 5.晶体中的位错属于（ c ）。 （a）体缺陷；（b）面缺陷；(c)线缺陷；（d）点缺陷 6.珠光体是（a ）。 （a）二相机械混合物；（b）单相固溶体；(c)金属化合物； 7.45钢是（b ）。
工程材料学基础复习题
工程材料学基础复习题 一、填空 1. 位错是（线）缺陷、晶界是（面）缺陷。 2. 碳在-Fe 中形成的间隙固溶体称为（铁素体），它具有（BCC（或体心立方））晶体结构。 3. 材料在受外力时表现的性能叫做（力学性能），又叫（机械性能）。 4. 铝合金的时效方法可分为（自然时效）和（人工时效）两种。 5. 固态物质按照原子在空间的排列方式，分为（晶体）和（非晶体）。 6. 多数材料没有明显的屈服点，因此规定拉伸时产生（0.2% ）残余变形所对应的应力为（屈服强 度）。 7. BCC 晶格中，原子密度最大的晶面是（（110 ）），原子密度最大的晶向是 （<111> ）。 二、判断题 1. 所有金属材料都有明显的屈服现象。（） 2. 伸长率的测值与试样长短有关。（） 3. 凡是由液体转变为固体的过程都是结晶过程。（）。 4. 材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。（） 5. 晶体具有固定的熔点。（） 6. 结晶的驱动力是过冷度。（） 7. 珠光体的形成过程，是通过碳的扩散生成低碳的渗碳体和高碳的铁素体的过程。（）三、选择题1. 钢的淬透性主要取决与（D ）。 （a）含碳量；（b）冷却介质；（c）冷却方法；（d）合金元素。 2. 二兀合金在发生L T +共晶转变时，其相组成是（C ）。 （a）液相；（b）单一固相；（c）三相共存；（d）两相共存 3. 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）（121） 4. 材料刚度与（A ）有关。 （a）弹性模量；（b）屈服点；（c）抗拉强度；（d）伸长率 5. 晶体中的位错属于（C ）。 （a）体缺陷；（b）面缺陷；（c）线缺陷；（d）点缺陷 6. 珠光体是（A ）。 （a）二相机械混合物；（b）单相固溶体；（c）金属化合物； 7. 45 钢是（B ） （a）碳素结构钢；（b）优质碳素结构钢；（c）碳素工具钢；（d ）碳素铸钢 四、名词解释 同素异构：有些物质在固态下其晶格类型会随温度发生变化，这种现象叫做同素异构。 晶体缺陷：陷。断裂韧 实际应用的材料中，总是不可避免地存在着一些原子偏离规则排列，叫做晶体缺材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力。 时效：固溶处理获得过饱和固溶体在室温或一定加热条件下放置一定时间，强度、硬度升高塑性、韧性降低，叫做时效。 塑性：材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力。 五、计算题
工程材料学习题集答案整理
页眉 工程材料习题集 钢的合金化基础第一章 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体；、γ（奥氏体）、M①溶入α（铁素体）形成强化相：碳化物、金属间化合物；②形成非金属夹杂物；③。、以游离状态存在：CuAg④ 其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可写出六个奥氏体形成元素，2 无 限溶解在铁素体中？，其中（锰、钴、镍、铜、碳、氮）C、NCo、Ni、Cu、①奥氏体形成元素：Mn、（铜、碳、氮）为有限溶NC、、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，CuMn、解；（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。、V②Cr 写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。3Co 、、Cu、Si、Al①非碳化物形成元素：Ni按碳化物稳定性由弱到强的顺序按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。4 写出钢中常见的四种碳化物的分子式。Fe Mn、Cr、（弱）、、V、（中强）W、MoNb①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、C→MC→MFeC→MC②碳化物稳定性由弱到强的顺序：63623容易加工硬化？奥氏体层而高锰奥氏体钢难于冷变形，5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，错能高和低时各形成什么形态的马氏体？越有层错能越低，镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，①利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。钢；奥氏体层错Cr18-Ni8 奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如②合金。能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提6 高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。、第二相强化、位错钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）②强化（加工硬化）。晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。③沉淀强化。钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散④/ 钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？7韧性指标：冲击韧度①? TK、韧脆转变温度、平面应变断裂韧度。ICk k颈缩后的变形用?表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。②P钢中碳化物应保持什么形晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，8 态？细化晶粒对改善均匀塑性(εu) 贡献不大，但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为① 随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。应为球状、钢中的碳化物（第二相）充分发挥弥散强化的作用，②为了改善钢的塑性，细小、均匀、弥散地分布。页脚 页眉 9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化的因素有哪两个？ ①改善延性断裂有三个途径：（1）减少钢中第二相的数量：尽可能减少第二相数量，特别是夹杂物的数量。细化、球化第二相颗粒。（2）提高基体组织的塑性：宜减少基体组织中固溶强化 效果大的元素含量。（3）提高组织的均匀性：目的是防止塑性变形的不均匀性，以减少应力集中；碳化物强化相呈细小弥散分布，而不要沿晶界分布。 ②改善解理断裂有两种方法：（1）细化晶粒；（2）加入Ni元素降低钢的T。k③引起晶界弱化的因素有两个：（1）溶质原子(P、As、Sb、Sn)在晶界偏聚，晶界能r下降，裂纹易于沿晶界形成和扩展。（2）第二相质点(MnS、Fe3C)沿晶界分布，微裂纹g易于在晶界形成，主裂纹易于
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第一章材料的性能 一、解释名词 疲劳强度屈服强度抗拉强度冲击韧性延伸率断面收缩率 疲劳强度: 当材料承受的交变应力低于某一值时, 虽经无数次循环, 材料都不会产生疲劳断裂, 这个应力值, 即材料的疲劳强度(疲劳极限)。 屈服强度: 表示材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。 二、判断正误 1、× 2、× 3、√ 4、× 5、× 第二章金属的晶体结构 一、解释名词 组织晶格晶体结构晶体空位 组织: 在显微镜下观察到的金属内部的微观形貌, 如组成相及晶粒的种类、大小、形态和分布。 晶格: 为了便于研究, 常把原子抽象为几何点, 并用许多假象的直线连接起来, 形成的三维空间的几何格架。 晶体: 原子或分子在三维空间按照一定的规则作周期性重复排列的物质。 二、判断正误 1、× 2、× 3、× 4、× 5、× 三、选择题
1、ｃ 2、d 四、填空 1、__点___、__线____、___面___, __线_ 、__面_ 2、刃( 型) 位错和螺( 型) 位错, __刃( 型) ___ 3、体心立方、面心立方、密排六方。｛１１０｝、｛１１１｝、｛０００１｝ 第三章金属的结晶 一、解释名词 过冷度 过冷度: 实际结晶温度与理论结晶温度之差。 二、判断正误 1、× 2、× 3、√ 4、√ 三、选择题 1、c 4、ｂ 四、填空 1、____α－Ｆｅ_____、___γ－Ｆｅ_____和δ－Ｆｅ 2、_大__, 细( 小) , __高__, __好__。 3、晶核的形成( 形核) 和晶体的长大( 长大) 4、增大过冷度、变质( 孕育) 处理和振动或搅拌 第四章合金结构与相图 一、解释名词
《工程材料学》复习题
《工程材料学》复习题 一、名词解释 1、硬度， 2、铁素体， 3、枝晶偏析， 4、过冷奥氏体， 5、固溶体， 6、再结晶 7、相 8、 非自发形核9、枝晶偏析10、共晶反应11、淬硬性12、硬度 二、填空题．工程上常用的硬度主要有、、三种。 2. α－Fｅ的晶格类型分别属于晶格，可有个铁原子构成。 3. 铁碳合金固态基本相结构包括，固溶体型、。 4. 金属冷塑性变形后产生内应力，一般可以分为：、、 。若完全消除加工硬化，其加热温度应高于 温度。 C相图中GS线是指临界温度线，工程上也 5. Fe－Fe 3 称作线，S点是指、C点是指、E点是指、G点是指。 6. 珠光体是和组成的两相机械混合物。 7. 根据回火温度计对淬火钢的力学性能要求，一般将回火分为三 类：、、。 8. 按钢化学成分进行分类，碳素钢又可分为三 类：、、。渗碳钢又可分为：和两类。 9. 过冷奥氏体不同等温下其转变产物不同，可以分为三种类 型：、、。 10、体心立方和面心立方晶格中，单位晶胞的原子数分别是___________和___________。 11、按照几何特性，金属晶体中的主要缺陷有： ___________、___________和、 ___________。 12、亚共晶白口铸铁的室温组织为___________、___________ 和 ___________。 13、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。 14、合金元素对铝的强化作用主要表现为___________、___________和__________。 15、40CrMn所代表的含义：40___________、Cr___________、Mn___________。 16、过冷奥氏体等温转变过程中，中温转变产物有：___________、__________。 17、液态金属总是在过冷的条件下结晶，其冷却速度越快，则形核率越 _________，结 晶后的晶粒便越_________，其强度越________，塑性和韧性越__________。 18、钢的质量是按和的含量高低进行分类的。 19、体心立方、面心立方及密排六方晶格的主要滑移系数目分别是___________、 ___________、___________。
工程材料学习题集答案整理最终版
工程材料习题集 第一章钢得合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？ ①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体; ②形成强化相:碳化物、金属间化合物; ③形成非金属夹杂物; ④以游离状态存在:Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？ ①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解; ②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。 3写出钢中常见得五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱得顺序写出钢中常见得八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强得顺序写出钢中常见得四种碳化物得分子式。 ①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强得顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化？奥氏体层错能高与低时各形成什么形态得马氏体？ ①镍就是提高奥氏体层错能得元素,锰就是降低奥氏体层错能得元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢得强化机制得出发点就是什么？钢中常用得四种强化方式就是什么？其中哪一种方式在提高强度得同时还能改善韧性？钢中得第二相粒子主要有哪两个方面得作用？ ①强化机制得出发点就是造成障碍,阻碍位错运动。 ②钢中常用得四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。 ③晶界强化(细晶强化)在提高强度得同时还能改善韧性。 ④钢中得第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用得韧性指标有哪三个？颈缩后得变形主要取决于什么？ α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标:冲击韧度 k ε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成得难易程度。 ②颈缩后得变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢得塑性,钢中碳化物应保持什么形态？ ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸得减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑得形成。 ②为了改善钢得塑性,充分发挥弥散强化得作用,钢中得碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。 9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化得因素有哪两
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工程材料习题集 第一章钢的合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？ ①溶入α（铁素体）、γ（奥氏体）、M（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体； ②形成强化相：碳化物、金属间化合物； ③形成非金属夹杂物； ④以游离状态存在：Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？ ①奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu、C、N（锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中Mn、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，Cu、C、N（铜、碳、氮）为有限溶解； ②Cr、V（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。 3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强的顺序写出钢中常见的四种碳化物的分子式。 ①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、Nb、V、（中强）W、Mo、Cr、（弱）Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形，容易加工硬化？奥氏体层错能高和低时各形成什么形态的马氏体？ ①镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，层错能越低，越有利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如Cr18-Ni8钢；奥氏体层错能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？ ①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。 ②钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错强化（加工硬化）。 ③晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。 ④钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？ α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标：冲击韧度 k ε表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。 ②颈缩后的变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，钢中碳化物应保持什么形态？ ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大，但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。 ②为了改善钢的塑性，充分发挥弥散强化的作用，钢中的碳化物（第二相）应为球状、细小、均匀、弥散地分布。
东北大学《工程材料学基础》在线平时作业2满分答案
东北大学《工程材料学基础》在线平时作业2满分答案 1 3、当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。这种 在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。 A 二次硬化 B 回火抗性 C 二次淬火 答案：C 2 12、T12钢的正常淬火组织是（）。 A A 马氏体残余奥氏体球状碳化物 B 马氏体球状碳化物 C 马氏体 答案：A 3 7、亚共析钢的正常淬火加热温度是（）。 A Ac1+30~50℃ B Ac3+30~50℃ C Accm+30~50℃ 答案：B 4 12、T12钢的正常淬火组织是（）。 A 马氏体残余奥氏体球状碳化物 B 马氏体球状碳化物 C 马氏体 答案：A 5 2、对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。 A Ac1+30~50℃ B Acm+30~50℃ C Ac3+30~50℃ 答案：C 1 31、热处理只适用于固态下发生相变的材料。（） A 错误 B 正确 答案：B 2 1、合金中凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的、物理化学性能均匀的组成部分叫相。 A 错误 B 正确 答案：B
3 17、金属钛具有同素异构转变。（） A 错误 B 正确 答案：B 4 6、时效强化是指由于形成固溶体而使强度、硬度升高的现象。（） A 错误 B 正确 答案：A 5 12、材料的刚度可以弹性模量值来反映，可通过热处理改变组织的方法来提高材料的刚度。 A 错误 B 正确 答案：A 6 13、铸件的壁厚越薄，越容易出现白口。（） A 错误 B 正确 答案：B 7 5、金属理想晶体的强度比实际晶体强度稍高一些。 A 错误 B 正确 答案：A 8 22. 钢中铁素体与奥氏体的本质区别在于含碳量不同。（） A 错误 B 正确 答案：A 9 17. T10和T12钢如其淬火温度一样，那么它们的淬火后残余奥氏体的含量也是一样的。（） A 错误 B 正确 答案：A 10 19、断裂韧性和强度的单位是相同的。 A 错误 B 正确 答案：A 11 12、铸件的冷却速度越快，越容易石墨化。（） A 错误 B 正确
工程材料学学期期末考试试题(B)及详解答案
工程材料学学期期末考试试题（B ）及详解答案 试卷代号 B 、名词解释：（每小题2分，共10分） 1. 相 2. 加工硬化 3. 调质 4.马氏体 5.同素异晶性 、填空题：（每空0.5分，共20分） .缺陷。 学年第1学期《工程材料学》 考试试题 考试日期： 1.按结合键的性质，工程材料通常分为. 等四类。 2.金属材料的晶体结构有 、密排六方三种。 3.晶体中的缺陷按尺寸的大小分为. 三种缺陷 ，位错属于— 4.固溶体按溶质原子的位置分为. 两种。 5.珠光体是. 反应的产物，它是. .体和 .体的机械混合物。 6. 45钢的含碳量是. T10A 钢的含碳量是.
现象。 胞原子数为. 10、钢的常见表面热处理方法有 判断题：（在题后括号内将正确的划2,错误的划Xo 每小题 45钢在淬火后出现屈氏体组织是由于加热温度不够高造成的。（ 锡在室温下变形属于冷加工（锡熔点为 232C ）o （） 室温下，金属的晶粒越细小，其强度硬度越高，而塑性与韧性越差。（ 10.不锈钢1Cr18Ni9Ti 中Ti 的作用是避免晶间腐蚀（） 8. 弹簧钢通常采用调质处理工艺以提高其性能。（ ） 9. 以铝、镁、钛为基的合金称为轻合金。（） 7. 塑性变形后的金属加热时，随温度的升高将依次发生 8. aFe 是. 晶体结构，其晶胞原子数为. Cu 是 晶体结构，其晶 9、 除Co 以外，合金元素的加入，均使钢的 C 曲线 ，临界冷却速度. 钢的淬透性. ，所以35CrMo 钢比35钢的淬透性. 11.在 Fe-C 合金中，丫 — + Fe3C 是. 转变，而 L7丫+ Fe3C 是. 转变。 12.钢的回火分为. 三种类型，其主要产物分别是. 13.单晶体塑性变形的基本方式为. 和孪晶。 1分，共10分） 1. 洛氏硬度的表示符号为HB 0 （） 2. 3. 铸铁不能进行热处理。（） 4. 过冷是纯金属凝固的必要条件。（） 5. 6. 杠杆定律只适用于两相区。（） 7.
工程材料学总结(2020)
工程材料学总结(2020) 第一部分：晶体结构与塑性变形 一、三种典型的金属晶体结构 1、bcc、fcc、hcp的晶胞结构、内含原子数，致密度、配位数。 2、立方晶系的晶向指数[uvw]、晶面指数(hkl)的求法和画法。 3、晶向族〈…〉/晶面族{…}的意义（原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面，指数的数字相同而符号、顺序不同），会写出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。 4、bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。 密排面密排方向 fcc {111} <110>bcc {110} <111> 二、晶体缺陷 1、点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。如：位错是线缺陷，晶界（包括亚晶界）是面缺陷 三、塑性变形与再结晶 1、滑移的本质：滑移是通过位错运动进行的。 2、滑移系 =滑移面 + 其上的一个滑移方向。滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。 3、强化金属的原理及主要途径：阻碍位错运动，使滑移进行困难，提高了金属强度。主要途径是细晶强化（晶界阻碍）、固
溶强化（溶质原子阻碍）、弥散强化（析出相质点阻碍）、加工硬化（因塑变位错密度增加产生阻碍）等。 4、冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程：回复→再结晶→晶粒长大。性能变化：回复：不引起硬度大的变化；再结晶：硬度大幅度降低 5、冷、热加工的概念冷加工：在再结晶温度以下进行的加工变形，产生纤维组织和加工硬化、内应力。热加工：在再结晶温度以上进行的加工变形，同时进行再结晶，产生等轴晶粒，加工硬化、内应力全消失。 6、热加工应使流线合理分布，提高零件的使用寿命。第二部分：金属与合金的结晶与相图 一、纯金属的结晶 1、为什么结晶必须要过冷度？ 2、结晶是晶核形成和晶核长大的过程。 3、细化晶粒有哪些主要方法？（三种方法） 二、二元合金的相结构与相图 1、固溶体和金属化合物的区别。（以下哪一些是固溶体，哪一些是金属化合物：α-Fe、γ-Fe、 Fe3 C、 A、 F、 P、L’d、 S、 T、 B上、B下、M片、M条？）
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础 1合金钢是如何分类的？ 1）按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5% ;中合金钢，含有合金元素总量 为5%-10% ;中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。 2）按冶金质量S、P含量分：普通钢，P W 0.04%,S < 0.05%质钢，P、S均W 0.03%高级优质钢，P、S 均W 0.025% 3）按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢 2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？ 奥氏体稳定化元素，主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等 铁素体稳定化元素,主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等 3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？ 1）碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等（按形成的碳化物的稳 定性程度由强到弱的次序排列），在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体,含量高时可形成新的合金碳化物。 2）形成碳化物的规律 a）合金渗碳体一一Mn与碳的亲和力小，大部分溶入a Fe或丫Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C; Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体 b）合金碳化物一一Mo 、W 、Cr 含量高时，形成 M6C（Fe2Mo4C Fe4Mo2C）,M23C6（Fe21W2C6 Fe2W21C6）合金碳化物 c）特殊碳化物一一Ti、V等与碳亲和力较强时 i. 当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间 隙相）MC、M2C。 ii. 当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。 ★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？ 1）固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属； 2）晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度； 3）第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子； 4）位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。 有效方法：淬火+回火，钢淬火形成马氏体，马氏体中溶有过饱和C和Fe元素，产生很 强的固溶强化效应，马氏体形成时还产生高密度位错，位错强化效应很大；R-M是形成许 多极细小的取向不同的马氏体，产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度，但脆性很大，淬火后回火，马氏体中析出碳化物粒子，间隙固溶强化效应虽然大大减小，但产生很强的析出强化效应，由于基体上保持了淬火时细小晶粒，较高密度的位错及一定的固溶强化 作用，所以回火马氏体仍具有很高强度，并且因间隙固溶引起的脆性减轻，韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1）固溶强化：当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2） 二次硬化：在含Mo、W、V较多的钢中，回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低 ，
工程材料学期末考试试题及答案
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5. 杠杆定律只适用于两相区。 ( ) 6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。 ( ) 7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。 ( ) 8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。 ( ) 9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。 ( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。 （ ） 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。并指出在室 温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？ 图1 2．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？ 五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2 分,共10分） 材料牌号应用零件热处理工艺 HT250 弹簧调质+氮化 Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效 7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火） 65Mn 冷冲模淬火+中温回火 38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分， 现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ①求该钢的含碳量；
工程材料学习题集答案整理
第一章钢的合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？ ①溶入a （铁素体）、丫（奥氏体）、M （马氏体），以溶质形式存在形成固溶体； ②形成强化相：碳化物、金属间化合物； ③形成非金属夹杂物； ④以游离状态存在：Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？ ①奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu、C、N （锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中 Mn、Co、Ni （锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，Cu、C、N （铜、碳、氮）为有限溶 解； ②Cr、V （铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。 3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强的顺序 写出钢中常见的四种碳化物的分子式。 ①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、Nb、V、（中强）W、Mo、Cr、（弱）Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C^M 23C 6^M 6C T MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形，容易加工硬化？奥氏体层 错能高和低时各形成什么形态的马氏体？ ①镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，层错能越低，越有 利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如Cr18-Ni8钢；奥氏体层错 能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提 高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？ ①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。 ②钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错 强化（加工硬化）。 ③晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。 ④钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？ ①韧性指标：冲击韧度k、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ②颈缩后的变形用P表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。 8晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，钢中碳化物应保持什么形 态？ ①细化晶粒对改善均匀塑性（￡ U）贡献不大，但对极限塑性（￡ T）却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。 ②为了改善钢的塑性，充分发挥弥散强化的作用，钢中的碳化物（第二相）应为球状、细小、均匀、弥散地分
工程材料学
工程材料 一．名词解释 1.石材：是由天然岩石开采的，用以工程建设的重要材料 2.岩石：是由一种或数种矿物组成的集合体 3.天然大理石：是石灰岩经过地壳内高温高压作用形成的变质岩 4.荒料：凡从矿体中分离出来的具有规则形状的石材 5.天然大理石板材：指从天然岩体中开采出来，并经加工形成的块状或板状用于建筑表面装饰和保护做的石材 6.60头毛板：指宽为60cm长根据需要可长可短（一般2cm左右）还有70 80 90 1M头等 7.毛石：亦称为块石或片石，为直接采伐石块毛石分为乱毛石与平毛石2类 8.胶凝材料：经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料 9.水泥：呈粉状，它与适量水混合后，经过物理化学过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶结成混凝土整体，属于水硬性胶凝材料 10.硅酸盐水泥的定义：凡由硅酸盐水泥熟料，掺入0-5％石灰石成粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 11.水泥的硬化：水泥中加入适量的水调成水泥浆后，经过一段时间，由于物理化学变化，会逐渐变稠，失去塑性，称为初凝，开始具有强度时，称为终凝，凝结后强度继续增长，称为硬化，凝结与硬化的总称为硬化过程 12.凝结时间：：指水泥加水搅拌合成泥浆后，逐步失去塑料的时间 13.初凝时间：自加水拌和至水泥净浆开始降低塑性的这段时间，初凝不得早于45分钟，一般1-3小时 14.终凝时间：自加水拌和至水泥净浆完全失去塑性的这段时间，终凝不得迟于12小时，一般5-8小时 15.水化热：水化作用是放出的热量 16.安定性：指水泥在凝结硬化过程中体现变化的均匀性 17.混凝土：由胶凝材料、、细骨料、粗骨料、水以及必要时掺入化学外加剂组成，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材 18.混凝土的强度：指的是混凝土的100-150mm立方体抗压强度标准，在28天龄期用标准试验方法测得具有95％保证率的抗压强度 19.混凝土的耐久性：抗渗压、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性，以及方式碱骨料反应等的统称为--- 20.彩色硅酸盐水泥：A以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏在粉磨过程中掺入颜料外加剂防水剂保水剂增塑剂促硬剂等共同粉磨而成的一种水硬性彩色胶结材料 21.砂浆：是由胶凝材料、细骨料、掺加料和水按适当比例配置而成的建筑材料 22.水灰比：指砂浆中水泥和砂的体积比 23.砌筑砂浆：将砖石、石、砌块等块材经砌筑称为砌体的砂浆称为砌筑砂浆 24.抹面砂浆：凡涂抹在建筑物或建筑物件表面的砂浆称为抹面砂浆 25.装饰砂浆：是指用作建筑物饰面的砂浆，用于室内外装饰 26.特种砂浆：是为适用某种特殊功能要求而配制的砂浆 27.防水砂浆：是在普通砂浆中掺入一定的防水剂 28.烧结黏土砖：是指以粘土为主要材料，尺寸为240mm×115mm×53mm，无孔洞或孔隙率小于15％，经焙烧而成的实心砖 29.硅酸盐转（非烧结砖）：以硅质材料和石灰为主要原材料，必要时加入骨料和适量石膏，经压制成型后经蒸压蒸养制成的建筑用砖 30.灰砂砖：以石灰和砂为原料，经胚料制备后制成型蒸压养护而成实心砖 31.钢：由生铁冶炼而成，理论上凡含碳量为21.6以下，有害杂质较少的Te-C合金称为钢 32.热轧钢筋：经热轧成型并自然冷却的钢筋 33.钢绞线：由冷拉光圆钢丝制成，一般是由7根钢丝在绞线机上以一根钢丝为中心，其余6根围绕进行螺旋绞合，再经低温回火制成 34.钢丝：经直径2.5-5mm的钢筋混凝土用钢称为钢丝
(完整版)华科工程材料学习题(含答案)
工程材料学习题 绪论、第一章 一．填空题 1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒，与传统固体材料具有一些特殊的效应，例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。（体积效应、宏观量子隧道效应） 2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲，可以分为晶体和非晶体两大类。 3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）以及显微硬度等。 4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。 5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结
合方式 . 6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。 7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。 8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。 9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。 二．选择题 1.金属键的特点是B： A．具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性D. 具有方向性 2.共价晶体具有 A ： A. 高强度 B. 低熔点 C. 不稳定结构 D. 高导电性
3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A ： A. 原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性 4.在原子的聚合体中，若原子间距为平衡距离时，作规则排列，并处于稳定状态，则其对应的能量分布为：B A. 最高 B. 最低 C. 居中 D. 不确定 5.稀土金属属于 B ： A. 黑色金属 B. 有色金属 C. 易熔金属 D. 难熔金属 6.洛氏硬度的符号是 B ： A．HB B. HR C. HV D.HS 7. 表示金属材料屈服强度的符号是 B 。 A. σe B. σs C. σB. D. σ-1 8.下列不属于材料的物理性能的是 D ：
工程材料学知识要点
工程材料学知识点 第一章 材料是有用途的物质。一般将人们去开掘的对象称为“原料”，将经过加工后的原料称为“材料” 工程材料：主要利用其力学性能，制造结构件的一类材料。 主要有：建筑材料、结构材料 力学性能：强度、塑性、硬度 功能材料：主要利用其物理、化学性能制造器件的一类材料. 主要有：半导体材料（Si）磁性材料压电材料光电材料 金属材料：纯金属和合金 金属材料有两大类：钢铁（黑色金属）非铁金属材料（有色金属） 非铁金属材料：轻金属（Ni以前）重金属（Ni以后）贵金属（Ag，Au，Pt，Pd） 稀有金属（Zr，Nb，Ta）放射性金属（Ra，U） 高分子材料：由低分子化合物依靠分子键聚合而成的有机聚合物 主要组成：C，H，O，N，S，Cl，F，Si 三大类：塑料（低分子量）：聚丙稀 树脂（中等分子量）：酚醛树脂，环氧树脂 橡胶（高分子量）：天然橡胶，合成橡胶 陶瓷材料：由一种或多种金属或非金属的氧化物，碳化物，氮化物，硅化物及硅酸盐组成的无机非金属材料。 陶瓷：结构陶瓷 Al2O3， Si3N4，SiC等功能陶瓷铁电压电 材料的工艺性能：主要反映材料生产或零部件加工过程的可能性或难易程度。 材料可生产性：材料是否易获得或易制备 铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的能力 锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量焊接性：利用部分熔体，将两块材料连接在一起能力 第二章 （详见课本） 密排面密排方向 fcc {111} <110> bcc {110} <111> 体心立方bcc
面心立方fcc 密堆六方cph 点缺陷：在三维空间各方向上尺寸都很小，是原子尺寸大小的晶体缺陷。 类型： 空位：在晶格结点位置应有原子的地方空缺，这种缺陷称为“空位”。 间隙原子：在晶格非结点位置，往往是晶格的间隙，出现了多余的原子。它们可能是同类原子，也可能是异类原子。 异类原子：在一种类型的原子组成的晶格中，不同种类的原子占据原有的原子位置。 线缺陷：在三维空间的一个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，另外两个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。其具体形式就是晶体中的位错（Dislocation） 形式：刃型位错螺型位错混合型位错 位错线附近的晶格有相应的畸变，有高于理想晶体的能量； 位错线附近异类原子浓度高于平均水平； 位错在晶体中可以发生移动，是材料塑性变形基本原因之一； 位错与异类原子的作用，位错之间的相互作用，对材料的力学性能有明显的影响。 面缺陷：在三维空间的两个方向上的尺寸很大(晶粒数量级)，另外一个方向上的尺寸很小(原子尺寸大小)的晶体缺陷。 形式：晶界面亚晶界面相界面 第三章 过冷：一般地，熔体自然冷却时，随时间延长，温度不断降低，但当冷却到某一温度Tn 时，开始结晶，此时随着时间的延长，出现一个温度平台，这一平台温度通常要低于理想的结晶温度T0，这样在低于理想结晶温度以下才能发生结晶的现象——过冷。 过冷度：实际结晶温度Tn与理想结晶温度T0之差T＝T0－Tn 称为过冷度。过冷度的大小随冷却速度的增加而增加
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