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现代工程材料习题与思考题-答案

第一部分习题与思考题

1、名词解释：

抗拉强度（σb）：材料在受力过程中，所能承受的最大载荷F b时所对应的应力值。（P13）屈服强度：表示材料开始发生明显塑性变形的抗力。（P13）

刚度:材料对弹性变形的抵抗能力。（P13）

疲劳强度：当应力低于一定值时试样可以经受无限周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳极限（亦称疲劳强度）。（P22）

冲击韧性：指材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。（P19）

断裂韧性：表征材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。（P20）

2、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E愈大，则材料的塑性愈差。这种说法是否正确？为什么？

3、如图所示的四种不同材料的应力—应变曲线，试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度（或屈服点）、刚度和塑性。并指出屈服强度的确定方法。（不一定对……仅供参考）

对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）；对于屈服现象不明显的材料，是与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的塑性形变）时的应力。

4、常用的硬度测试方法有几种？这些方法测出的硬度值能否进行比较？（P18）

硬度的表示方法主要有：布氏硬度；洛氏硬度；维氏硬度和显微硬度；莫氏硬度；锉刀硬度。

由于各种硬度的实验条件不同，故相互间无理论换算关系，但通过实践发现在一定条件下存在某种粗略的经验换算关系。如在200~600HBS(HBW)内，HRC≈1/10HBS(HBW)；在小于450HBS 时，HBS≈HV。

5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？（不一定对……仅供参考）

（1）锉刀：锉刀硬度。（2）黄铜轴套：布氏硬度。（3）供应状态的各种碳钢钢材：布氏硬度、洛氏硬度。（ 4）硬质合金刀片：洛氏硬度。（5）耐磨工件的表面硬化层：维氏硬度。

第三部分习题与思考题

1 、解释下列名词

奥氏体的起始晶粒度：在加热转变中，新形成并刚好相互接触时的奥氏体晶粒的大小。（P296）

实际晶粒度：随着加热温度的升高和保温时间的延长，其晶粒将不断长大，长大到钢开始冷却时的奥氏体晶粒称为实际晶粒，其大小称为实际晶粒度。

本质晶粒度：表示钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向；他是将钢加热到930℃±10℃、保温8h、冷却后测得的晶粒大小。

珠光体：铁素体α与渗碳体Fe3C的层片状机械混合物。（P173）

索氏体、屈氏体：根据片层间距的大小，珠光体又可分为粗珠光体（珠光体P）、细珠光体（即索氏体S）、极细珠光体（即托氏体也称屈氏体T）三种。（P301）

贝氏体：过冷奥氏体在贝氏体转变温度区转变而成的由铁素体与碳化物所组成的非层状的两相混合物的亚稳组织。分为上贝氏体和下贝氏体，上贝氏体：共析钢在550~350℃形成的，含碳过饱和的条状铁素体和渗碳体的混合物，呈羽毛状；下贝氏体：共析钢在350~230℃形成的，呈黑色针片。（P302）

马氏体：是碳溶于α铁的过饱和的固溶体，是奥氏体通过非扩散型相变转变成的亚稳相。（P303）奥氏体：碳原子溶于γ-Fe中形成的固溶体。（P170）

过冷奥氏体：在A1点以下未转变的（孕育期内）、处于热力学上不稳定状态的奥氏体。（P298）残余奥氏体：奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体，即淬火未能转变成马氏体而保留到室温的奥氏体。

退火：是将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却获得接近平衡状态组织的热处理工艺。分为完全退火，等温退火，球化退火，均匀化退火（扩散退火），去应力退火。（P309）正火：是将钢加热到Ac3（或Ac cm）以上30~50℃，保温适当时间后，以适当方式冷却（一般为空气中冷却）得到细珠光体的热处理工艺。（P310）

淬火：是将钢加热到Ac3或Ac1 以上某一温度并保温一定时间，然后以适当的速度冷却（如水冷、油冷），获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。（P311）

回火：是将淬火钢加热到A1以下某一温度保温，然后冷却到室温的热处理工艺。（P317）冷处理：是指金属材料在再结晶温度以下进行的塑性变形。

临界淬火冷却速度 (V k ) ：淬火冷却速度大于Vk将会得到淬火马氏体，速度小于Vk过冷奥氏体将会分解形成珠光体。

淬透性：表征了钢在淬火时获得马氏体的能力。（P314）

淬硬性：钢在淬火时等到马氏体组织后所能达到的最高硬度的能力。（P316）

2 、珠光体类型组织有哪几种 ? 它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点 ? （P302）

4 、马氏体组织有哪几种基本类型 ? 它们的形成条件、晶体结构、组织形态，性能有何特点 ? 马氏体的硬度与含碳量关系如何 ? （P304）

是在碳含量较低时，这种作用较明显。（P306）

5 、何谓连续冷却及等温冷却 ? 试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。（P298）

等温冷却：是把加热到奥氏体状态的钢，快速冷却到Ar1以下某一温度并等温停留一段时间，使奥氏体发生转变，然后再冷却到室温。

连续冷却：是指钢经奥氏体化后，以不同冷却速度连续冷却到室温，使奥氏体在连续冷却过程中发生相转变。

等温冷却连续冷却

6 、说明共析碳钢 C 曲线各个区、各条线的物理意义，并指出影响 C 曲线形状和位置的主要因素。

参看教科书P298~301 。

影响C曲线的主要因素：C曲线的形状和位置与奥氏体的稳定性及分解特性有关，其影响因素主要有奥氏体的成分（主要因素）和钢的组织形态。（P306~308）

7 、将φ 5mm 的 T8 钢加热至760 ℃并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺可得到如下的组织：

T8钢是共析钢，760℃在A1线以上。

珠光体：正火。(P310)

索氏体：正火。（P310）。高温回火组织为回火索氏体。（P319）

屈氏体：回火。（P318）中温回火组织为回火托氏体。（P319）

上贝氏体：400℃等温转变。

下贝氏体：300℃等温转变。

屈氏体 + 马氏体：淬火。

马氏体 + 少量残余奥氏体：淬火。（P312）

在 C 曲线上画出工艺曲线示意图。

8 、确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织（P308）

(1) 经冷轧后的 15 钢钢板，要求降低硬度：完全退火。

(2)ZG35 的铸造齿轮：去应力退火。

(3) 锻造过热的 60 钢锻坯：均匀化退火（扩散退火）。

(4) 具有片状渗碳体的 T12 钢坯：球化退火。

9 、共析钢加热奥氏体化后，按图中 V 1 ～ V 7 ，的方式冷却， 1) 指出图中①～⑩各点处的组织； 2) 写出 V l ～ V 5 的热处理工艺名称。

1．过冷奥氏体与转变产物（珠光体）共存区。

2. 过冷奥氏体。

3. 索氏体。

4. 过冷奥氏体与索氏体共存区。

10 、某钢的连续冷却转变曲线如图所示，试指出该钢按图中 (a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 速度冷却后得到的室温组织。

11 、淬火的目的是什么？亚共析钢和过共析钢淬火加热温度应如何选择？

淬火是为了获得马氏体和（或）贝氏体组织，是一种强化钢件，更好地发挥钢材性能潜力的最重要手段。（P311）

亚共析钢的淬火加热温度为：Ac3 + (30~50℃) ，这时加热后的组织为细的奥氏体，淬火后可得到细小而均匀的马氏体。加热温度不能过高，否则，奥氏体晶粒粗化，淬火后悔出现粗大的马氏体组织，使钢的脆性增大。加热温度也不能过低，如低于Ac3 ，则会残留一部分铁素体在淬火组织中，使钢的强度和硬度降低。但对于某些亚共析合金钢，在略低于：Ac3 的温度进行亚温淬火，可利用少量细小残留分散的铁素体来提高钢的韧性。

过共析钢的加热温度为Ac1 + (30~50℃)，淬火后得到均匀细小的马氏体+ 残留奥氏体+ 颗粒状渗碳体。在此温度范围内淬火的优点有：保留了一点数量的未溶渗碳体，淬火后钢具有最大的硬度和耐磨性；使奥氏体的碳含量不致过多而保证淬火后残余奥氏体不致过多，有利于提高硬度和耐磨性；奥氏体晶粒细小，淬火后可获得较高的力学性能；加热时的氧化脱碳及冷却时的变形、开裂倾向较小。（P312）

12 、说明 45 钢试样 ( φ l0mm) 经下列温度加热，保温并在水中冷却得到的室温组织：700 ℃，760 ℃，840 ℃，1100 ℃。

13 、淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别 ? 影响钢淬透性的因素有哪些 ? 影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些 ? （P315）

淬透性：是钢材本身固有的属性，表征了钢在淬火时获得马氏体的能力。淬透性一般用在标准条件下的有效淬硬深度表示。两者有区别，淬透性是钢在规定条件下的一种工艺性能，是确定的并

可比较的；淬硬层深度是实际工件在具体条件下淬得的马氏体和半马氏体的深度，是变化的，与钢的淬透性以及外在因素有关。

14 、指出下列组织的主要区别：

(1) 索氏体与回火索氏体：索氏体是细珠光体，是过冷奥氏体在A1~550℃转变的产物；回火索氏体是钢淬火后高温回火（500~600℃）获得的组织。

(2) 屈氏体与回火屈氏体：屈氏体是极细珠光体，也是过冷奥氏体在A1~550℃转变的产物；回火屈氏体是钢淬火后中温回火（350~500℃）获得的组织。

(5) 马氏体与回火马氏体：马氏体是奥氏体冷却速度大于Vk并过冷到Ms~Mf之间时发生转变的产物；回火马氏体是钢淬火后低温回火（<250℃）获得的组织。

15 、甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用 45 钢，硬度要求 HB220 ～ 250 。甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。试分析甲、乙两厂产品的组织和性能的差别。

甲厂采用正火：获得细珠光体，正火消除中碳钢经热加工后产生的组织缺陷，塑性基本不降低。

乙厂采用调质：获得回火索氏体，强度、硬度、耐磨性降低。大幅度提高了塑性、韧性，得到较好的综合力学性能的钢。

16 、现有低碳钢和中碳钢齿轮各一个，为了使齿面具有高硬度和高耐磨性，应进行何种热处理？并比较经热处理后组织和性能上有何不同？

18 、试说明表面淬火、渗碳、氮化热处理工艺在用钢、性能、应用范围等方面的差别。（P322）

表面淬火：是指仅对工件表面进行淬火处理以改变其组织和性能的工艺。其加工方式与热源有：感应加热、火焰加热、激光加热、电子束加热、电接触加热。

第五部分习题与思考题

1、名词解释：

白口铸铁：当碳主要以渗碳体等化合物形式存在时，铸铁断口呈银白色，称为白口铸铁。

灰口铸铁：当碳主要以石墨形式存在时，铸铁断口呈暗灰色，称为灰口铸铁。(P393)

可锻铸铁：可锻铸铁是由白口铸铁坯件经石墨化退火而得到的一种铸铁材料。（P400）

球墨铸铁：球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨铸铁材料。

石墨化：铸铁的石墨化就是铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。

孕育铸铁：孕育处理后得到的铸铁叫做孕育铸铁

2 、铸铁的石墨化过程是如何进行的？影响石墨化的主要因素有哪些？（P393）

铸铁的石墨化分为三个阶段：

第一阶段（液态阶段）：从液体中直接析出石墨，包括从共晶液态中直接析出一次石墨G1和在1154℃通过共晶反应形成共晶石墨G共晶。

第二阶段（共晶-共析阶段）：在1154~738℃范围内奥氏体冷却过程中沿E’S’线析出二次石墨G II 。

第三阶段（共析阶段）：在738℃通过共析反应析出共析石墨。

3 、试述石墨形态对铸铁性能的影响。（P395）

石墨对铸铁性能的影响取决于它在铸铁中存在的形状、分布与数量。片状石墨的铸铁称为灰铸铁；球状石墨的铸铁称为球磨铸铁；团絮状石墨的铸铁称为可锻铸铁；蠕虫状石墨的铸铁称为蠕墨铸铁。

4 、比较各类铸铁的性能特点，与钢相比铸铁在性能（包括工艺性能）上有何优缺点？

灰铸铁：铸铁组织中的石墨以片状形式存在，其断面成暗灰色。熔点低，流动性好，冷却凝固时收缩量小，具有优良的铸造性能。抗拉强度小，容易拉断，塑性差，不宜进行压力加工。硬度低，性质娇软，容易切削，主要用于制造机架、床身、轴承盖、减速箱等。

球墨铸铁：高的抗拉强度和接近于钢的弹性模量，特别是屈强比高；基体为铁素体时，具有良好的塑性和韧性，退火状态下断后伸长率达18％以上；铸造性能优于铸钢，可锻成轮廓清晰、表面光洁的铸件；耐磨性优于碳钢，适于制造运动速度较高、载荷较大的摩擦零件；加工性能良好，接近于灰铸铁；铸件的尺寸和质量几乎不受限制，数十吨乃至一百多吨的重型球磨铸铁件已经问世，可锻铸铁无法与之比拟；可靠性良好，在重载、低温、剧烈振动、高粉末等严酷的运行条件下均表现出足够的安全可靠性；高合金球墨铸铁还有抗磨、耐热、耐蚀等特殊性能。

可锻铸铁：其强度和韧性近似于球磨铸铁，而减振性和可加工性则优于球墨铸铁。总体上说，可锻铸铁的性能远优于灰铸铁，适用于大量生产的、形状比较复杂的、壁厚在30mm以下的中小零件，它比灰铸铁有较高的强度，并且还具有较高的塑性。

蠕墨铸铁：是一种综合性能良好的铸铁材料，其力学性能介于球墨铸铁与灰铸铁之间，如抗拉强度、屈服点、断后伸长率、弯曲疲劳极限均优于灰铸铁，接近于铁素体球墨铸铁；而导热性、切削加工性均优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。

由于碳含量较高及其他成分、组织的特点，铸铁（主要是灰铸铁）的力学性能（主要是强韧性，尤其是韧性）比钢差；但减振、减摩等使用性能和铸造、切削加工等工艺性能优于钢。

5 、试从下列几个方面来比较 HTl50 铸铁和退火状态 20 钢。

(1) 成分 (2) 组织 (3) 抗拉强度 (4) 抗压强度 (5) 硬度 (6) 减摩性 (7) 铸造性能 (8) 锻造性能 (9) 可焊性 (10) 切削如工性

第七部分习题与思考

1、简述高分子材料的力学性能、物理性能和化学性能特点。

力学性能（P426~428）：1.高分子材料的应力应变特征。2.高弹性。3.高分子材料的主要力学性能指标。

物理性能（P428）：导热性，耐热性，导电性，静电性，耐磨性。

化学性能（P428）：耐蚀性，热稳定性，胶粘性，溶解性。

2、何谓高聚物的老化？如何防止高聚物老化？（P428）

老化：高分子材料在加工、贮存或使用过程中，由于内外因素的使用，逐步发生物理化学性质恶化，以致最后丧失使用价值这一过程称为“老化”。

防止老化的措施：改进聚合与加工工艺，减少老化弱点；改性高分子材料，引进耐老化结构；物理防护；添加防老剂。

3、简述工程材料的种类和性能特点。

4、简述常用橡胶的种类、性能特点及应用。

书上P433的文字和表13-3

5、试述线型高分子材料的三种力学状态

书上P423~424

第九部分习题与思考题

1 、什么是复合材料？有哪些种类？其性能有什么特点？

含义（P455）：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的材料（有机高分子、无机非金属或金属材料）通过符合工艺组合而成的一种多相固体材料。

种类：P456

性能特点：P460~P463

2 、增强材料包括哪些？简述复合增强原理。

书上P458~460

3 、常用的复合材料有哪几种？

4 、简述常用纤维增强金属基复合材料的性能特点及应用。

书上P466

工程材料题目及答案

1. 将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小：答：（1）水冷：淬火M （2）油冷：淬火M+T （3）炉冷：退火P+F （4）空冷：正火S+F 硬度（1）>（2）>（4）>（3） 2. 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的和退火后的组织：（1）经冷轧后的15号钢板，要求降低硬度。（2）ZG的铸造齿轮；（3）锻造过热后的60钢锻坯；（4）改善T12钢的切削加工性能：答：（1）再结晶退火：目的：细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化，降低了硬度，消除内应力，得到P(等轴)+F （2）去应力退火：目的：消除铸造内应力，得到P+F 3）完全退火：目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低了硬度，改善切削加工性，得到P+F （4）球化退火：目的：使片状渗碳体装变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削

性能，得到粒状P+Fe3C 3. 说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热：700°C、760°C、840°C、1100°C。保温后在水中冷却得到的室温组织答： 4.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：

（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？（2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？（4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？（5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C（4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。 5.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。（1）写出其中热处理工序的名称及作用。（2）制定最终热处理（磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。答:(1)球化退火，作用：利于切削加工。得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火，作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。（2）工艺规范：760°C水淬+200°C回火；显微组织：M回+Cm，大致硬度：60HRC. 6.如下图所示，T12钢加热到Ac1以上，用图示

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

机械工程材料试题及答案(1)

一、填空题（每空1分，共20分） 1．常见的金属晶格类型有:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 2．空位属于____点__缺陷，晶界和亚晶界分别_____线_____ 缺陷，位错属于________面_______缺陷。 3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为____过冷______。4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为______间隙______固溶体和_____置换____ 固溶体。 5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是：铁素体、珠光体、渗碳体、莱氏体6．常见的金属的塑性变形方式有_____滑移___和____孪生____两种类型。 7．钢的热处理工艺是：加热、保温、冷却 _三个步骤组成的。 8．铁碳合金为双重相图，即铁－渗碳体相图和铁－渗碳体相图。二、单项选择题（每题2分，共20分）（ B ）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。 A．与溶质的相同 B．与溶剂的相同 C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体（ D ）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。 A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗 C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细（ A ）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。 A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差 C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差（ B ）4. 钢的淬透性主要取决于。 A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度 D.其它合金元素（ D ）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。 A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质 C．20钢渗碳、淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火（ A ）6.完全退火主要适用于。 A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．白口铸铁（ A ）7.铸铁如果第一、第二阶段石墨化都完全进行，其组织为。 A． F＋G B． F＋P＋G C． P＋G D.Le＋P＋G （ D ）8.对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为。 A．淬火 + 低温回火 B．正火 C．水韧处理 D. 固溶处理 + 时效（ C ）9. 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．马氏体的亚结构（ D ）10.在下列方法中，可使晶粒细化的方法是。 A．扩散退火 B．切削加工 C．喷丸处理 D．变质处理三、判断题（每题1分，共10分）（正确）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。（错误）2.在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。（错误）3.由于再结晶过程是一个形核和长大的过程，因而是相变过程。（正确）4.位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈多，其强度愈高。（错误）5. 回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。（正确）6.球墨铸铁可通过热处理来提高其综合力学性能。（错误）7.所有铝合金都可以通过热处理进行强化。（错误）8.钢的铸造性能比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。 .

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。过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。二．判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳）改正：细化晶粒不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。（╳）改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√） 4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳）改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。（√）

工程材料试题及答案

工程材料试题及答案工程材料试题及答案在现实的学习、工作中，我们都不可避免地要接触到试题，试题是考核某种技能水平的标准。什么类型的试题才能有效帮助到我们呢？以下是小编为大家收集的工程材料试题及答案，欢迎阅读与收藏。 1、金属材料的使用性能包括物理性能、（）和（）。答案：化学性能力学性能 2、金属材料的工艺性能包括锻造、（）、（）等。答案：铸造焊接 3、变化很慢的载荷称为（）载荷。答案：静 4、在短时间内以高速度作用于零件上的载荷称为（）载荷。答案：冲击 5、大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为（）载荷。答案：交变 6、变形一般分为（）变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为（）变形。答案：弹性塑性 7、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗（）或（）的能力。答案：塑性断裂 8、强度常用的衡量指标有（）和（）。答案：屈服点抗拉强度 9、如果零件工作时所受的应力低于材料的（）和（），则不会产生过量的塑性变形。答案：屈服点σs 210、有一钢试样其横截面积为100mm，已知钢试样的σs＝314MPa，σb＝530MPa 。拉伸试时，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. 答案：31400 53000 11、断裂前金属材料产生塑性变形的能力称为塑性。金属材料的（）和（）的数值越大，表示材料的塑性越好。答案：断后伸长率断面收缩率 12、一拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10 mm拉断后试样的标距长度为79 mm，缩颈处的最小直径为4.9 mm,此材料的伸长率为（）,断面必缩率为（）。答案：58% 73% 13、填出下列力学性能指标的符号：符号：抗拉强度（），洛氏硬度C标尺（）。答案：σb HRC 14、符号：断面收缩率（），冲击韧度（）。答案：φ Ak 15、500HBW5/750表示用直径为5mm, 材料为硬质合金球形压头，在7350 N压力下，保持（）s,测得的硬度值是（）。答案：10—15 500 16、金属材料抵抗（）载荷作用而（）能力，称为冲击韧性。答案：冲击不破坏 17、原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体，原子呈有序、有规则排列的物体称为（）。一般固态金属都属于（）。答案：晶体晶体 18、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为（）。通过两个或两个以上原子中心的连

工程材料习题和练习

工程材料习题和练习 JN-150卡车载重8吨。后桥轴的直径要求为φ = 60毫米，通常选择40毫米。其工艺路线是:256±199℃锻造，860℃切削，650 ~ 670℃加工，冷水冷却，810 ~ 840℃油冷却。通过油冷试验，分析了两个后桥轴在选材和热处理工艺上存在差异的原因。 (40mnb: d0油= 20 ~ 30mm，40crmno: d0油=100mm) 20。对9Mo2V钢精密硬化丝杠进行了热处理分析，指出了热处理的主要目的。已知:(1)技术要求:较高的硬度(HRC 54 ~ 58)和耐磨性，低变形和高尺寸稳定性(2)工艺路线安排如下: 锻造-球化退火-机械加工-应力消除退火-机械加工-淬火+回火-冷处理-回火-磁探伤-粗磨-260℃人工时效-粗磨-160℃人工时效-半细磨-160℃人工时效-细磨和超细磨至尺寸 21。简要描述电化学腐蚀的条件。可以用什么方法来提高材料抵抗电化学腐蚀的能力？ 22。不锈钢在成分上的共同特征是什么？1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr12、Cr12MoV含有超过12%的Cr 。它们都是不锈钢的吗？为什么？ 23.1cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13在成分、热处理工艺和应用方面有什么区别？24.试着解释为什么奥氏体不锈钢比马氏体不锈钢有更高的耐腐蚀性。 25。马氏体和奥氏体不锈钢的淬火目的是什么？有相变吗？钢能被强化吗？如果

不能强化，如何提高强度？ 26。什么是晶间腐蚀？如何防止Cr18Ni9奥氏体不锈钢的晶间腐蚀27.？0.1/500？300兆帕。？100？400兆帕是什么意思？ 28。钢中合金元素的主要作用是什么？ 29。试描述碳素结构钢和合金结构钢的主要区别和适用场合 30。在热处理过程中，合金元素对钢的组织转变和机械性能有什么影响？ 31。为什么装配工使用的锉刀是T12钢而不是高速钢？为什么钻机中使用的钻头是由高速钢而不是碳素工具钢制成的？用碳素工具钢制成的φ5毫米小钻头可以钻什么材料？ 32。装配工使用的钢锯在空气中被烧红和冷却后会变得柔软和有可塑性。然而，锯床上的钢锯(由高速钢制成)在烧红(约900℃)并空冷后仍然相当坚硬。为什么？ 33。为什么不锈钢耐腐蚀？不锈钢在任何腐蚀介质中都耐腐蚀吗？通常使用哪种不锈钢？34.以下钢种根据其结构分为不同类型的不锈钢，每种钢种有一种用途:1Cr13、Cr17Ti、4Cr13、1Cr18Ni9Ti35.炼油厂需要一个容器来提炼含有稀硫酸的石油产品。其工作温度为427℃，要求ζb≥483MPa，δ ≥ 15%。它是由不锈钢制成的。有两种材料可供选择:1Cr25Ti或0Cr18Ni9Ti。哪个是正确的？问题 :选材的一般原则是:性能可靠、工艺性能好、成本低等。根据相关手册，这两种不锈钢的主要化学成分和机械性能如下表所示 1Cr25Ti为铬不锈钢，属于铁素体型。从表中可以看出，其强度低于

机械工程材料复习题及答案

中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案机械工程材料一、判断： 1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 ( ) 2、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 ( ) 3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 ( ) 4、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 ( ) 5、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 ( ) 6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。（） 7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织，）（在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。）8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。（）T12钢的碳含量要高。（ 9、 20钢比）（ 10、再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。） 11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。（）（ 12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。）13、65Mn是合金调质结构钢。（、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。（）14 （）15、T10A和60号钢均属于高碳钢。、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。16 （）（） 17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。（）18、体心立方晶格的致密度为74%。、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。19 （））20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。（（）、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。21 22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。（）（）号钢的淬透性差。、2365Mn的淬透性比65 C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A-550℃的范围内发生贝氏体转变。（）、从241、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。（） 25 （26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。）、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。（）27 +β）（），它由两相组成。（+28、一个合金的室温组

工程材料课后习题参考题答案

工程材料第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？

工程材料课后答案

1-5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。（1）检查锉刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片；（1）检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。（2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。（4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。（5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 2-4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性？单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的；多晶体是由很多个小的单晶体所组成的，每个晶粒的原子位向是不同的。因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响，使这些原子排列受到干扰和破坏，内部总是存在大量缺陷。如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，

降低金属的抗腐蚀性能。 2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。 3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。若该合金以及慢速度冷却至室温，求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。

工程材料模拟题含答案

一、填空 1. 金属单晶体具有（各向异性）性，这是由于在不同晶面、不同晶向上的（原子密排程度不同）造成的。 2. 按照溶质原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为（置换）固溶体和（间隙）固溶体。 3. 钢的锻造温度高于（最低再结晶）温度，故属于（热）加工。 4. 在F&Fe s C相图的各组织或相中，硬度最高的是（渗碳体），强度最高的是（珠光体），塑性最好的是（铁素体）。 5. T10钢，按用途分类，属于（工具）钢；按化学成分分类，属于（高碳）钢；按质量分类，属于（优质碳素）钢 6. 在平衡状态下，45、T8及T12钢中，塑性最好的是（45）钢，硬度最高的是（T12）钢，强度最高的是（T8）；制造锉刀常用（T12）钢，制造调质零件常用（45）钢。 7. 完全退火适用于（亚共析）钢，其加热温度为（Ac3+3O~50,冷却速度（较慢），得到（接近平衡）组织。 8. 38CrMoAI钢制的零件经过表面（淬火）以后，表面硬度可达到800 HV以上（＞67 HRC，零件的心部组织为（回火索氏体）。 9. 60Si2Mn钢制载重汽车板簧，其常规热处理为（淬火+中温回火），最终组织为（回火屈氏体），硬度大致为（48HRC 0 10. QT700-2牌号中的QT表示（球墨铸铁），700表示（最低抗拉强度），2表示（延伸率），该铸铁组织应是（P+Q。二、单项选择 1. 与粗晶粒金属相比，细晶粒金属的（A）。 A,强度、韧性均好B,强度高、韧性差C,强度高、韧性相等D,强度、韧性均差 2. 在工业生产条件下，金属结晶时冷速愈快，（形核率）N/（长大率）G值（A ）, 晶粒愈细。 A,愈大B,愈小C,不变D,等于零 3. 欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高，应进行（D）o A,去应力退火B,再结晶退火C,完全退火D,重结晶退火 4. 为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（C）o A,热处理消除B,切削来切断C,锻造使其分布合理D,锻造来消除 5. 单相黄铜中a相的晶格类型应该（B ）o A，与锌的相同B，与铜的相同C,锌、铜的都不同D，无法确定 6. 消除晶内偏析的工艺方法是（C）o A，正火B，完全退火C,扩散退火D，再结晶退火 7. 平衡结晶时，共析钢冷至共析温度，共析转变已经开始，但尚未结束，此时存在的相为（A）。 A铁素体+渗碳体+奥氏体B铁素体+渗碳体C奥氏体D奥氏体+铁素体 8. 在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（B）,塑性最高的是（A）o A铁素体B渗碳体C低温莱氏体或变态莱氏体D珠光体中E奥氏体

工程材料复习题及参考答案

三、选择正确答案 1、为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（ A、等温退火 B 、完全退火 C、球化退火 D 、正火 2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其 C 曲线右移，从而（B ） A、增大VK B 、增加淬透性 C、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（ C ） A、晶粒的相对滑动 B 、晶格的扭折 C、位错的滑移 D 、位错类型的改变 4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（A ） A、强度硬度下降，塑性韧性提高 B、强度硬度提高，塑性韧性下降 C、强度韧性提高，塑性韧性下降 D、强度韧性下降，塑性硬度提高 5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（ A ） A、Acl+30 —50C B 、Ac3+30 —50C C、Accm+30 —50C D 、T 再+30 —50C 6、常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是（D ） A、调质 B 、淬火+低温回火 C、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 7、常见的调质钢大都属于（B ） A、低碳低合金钢 B 、中碳低合金钢 C、高碳低合金钢 D 、低碳中合金钢 8 、某一中载齿轮决定用45 钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（ A、淬火+低温回火 B 、渗碳后淬火+ 低温回火

C、调质后表面淬火 D 、正火 9、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ C ) A、时效强化 B、固溶强化 C、形变强化 D、热处理强化 10 、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（ D ） A、0.0008% B 、0.021% C、0.77% D 、2.11% 11 、在Fe-Fe3C 合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（ B ） A、0.02% B 、0.77% C、2.11% D 、4.3% 12 、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ D ） A、Q235 B 、45 C、60Si2Mn D 、T12 13 、下列材料中不宜淬火的是（D ） A、GCr15 B 、W18Cr4V C、40Cr D 、YT15 14 、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（ C ） A、L+ a~^卩 B、L f a +卩 C、a +卩 D 、 a +宦丫 15 、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（D ） A、20CrMnTi B 、40Cr B、W18Cr4V D 、1Cr18Ni9Ti 16 、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（B ）

工程材料习题集与答案

土木工程材料习题集与参考答案 1 土木工程材料的基本性质 2．试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在？参考答案：密度ρ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法：将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末，再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。表观密度0ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法：对于外形规则的块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料，将其加工成规则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。孔隙率P ：材料中的孔隙体积与总体积的百分比。相互关系：%10010????? ??-=ρρP 密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其部仅含少量微小、封闭的孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。 3．孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？参考答案：对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集中。对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。对导热性的影响：如果材料微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。如果材料孔隙较大，其空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。 4．材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么？参考答案：耐水性：材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性，即材料经水浸泡后，不发生破坏，同时强

工程材料试题及答案

工程材料试题一、填空题（1×20=20分） 1.常用的材料强度指标有抗拉强度和屈服强度两种强度指标。（6页） 2.金属结晶的必要条件是一定的过冷度。（28页） 3.屈强比是屈服强度与，抗拉强度之比。（6页） 4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。（20页） 5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低得多。（20-21页） 6.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。（51页） 7.碳在铸铁中可以两种形式存在渗碳体和石墨。（131页） 8.金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。（83页） 9.缩聚反应的实施方法主要有熔融缩聚和溶液缩聚两种。二、单项选择题（在下列选项中选择一个正确答案，并将其序号填在括号内）（每题2分，共20分） 1.钢在淬火后所得的组织是（A ） A.淬火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体 D.索氏体 2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（ A ） A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多 B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多 C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大 D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少 3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（B ） A.提高 B.降低 C.不改变 D.对小试样堤高，对大试样则降低 4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（B ） A.工业纯铁 B.45钢 C.白口铸铁 D.T12A钢 5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B ） A.完全退火 B.足够变形量的锻轧 C.扩散退火 D.正火 6.正火T8钢与完全退火T8钢相比（ B ） A.前者珠光体更细密，故强度要低些 B. 前者珠光体更细密，故强度要高些 C.前者珠光体更粗大，故强度要低些 D. 前者珠光体更粗大，故强度要高些 7.退火亚共析钢，随含碳量的增加（ B ） A.HBS、σb值减小，δ、aK值增加 B. HBS、σb值增加，δ、aK值减小 C. HBS、σb值增加，δ、aK值增加 D. HBS、σb值减小，δ、aK值减小 8.碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（ D ） A. 可锻性 B. 切削加工性能 C. 可焊性 D. 铸造性能 9.建筑用钢筋宜选用（ C ） A. 高碳钢 B.中碳钢 C. 低碳钢 D.工具钢 10.下述退火态钢中强度最高的是（ D ） A.T13钢 B.45钢 C.65钢 D.T8钢三、判断题（1×10=10分） 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、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。（√） 6、一个合金的室温组织为α+β11 +（α+β），则它由三相组成。（×） 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。（√） 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。（√）四、名词解释（3×6=18分） 1．屈服强度：是指当材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。（6页） 2、断后伸长率：断后伸长率是指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。用符号δ表示。（7页） 3、晶胞：从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的，最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规律。这个最小的几何单元称为晶胞。（18页） 4、过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。（28页） 5、固溶体：合金在固态时组元间会相互溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新相，这种新相称为固溶体。（22页） 6、变质处理：在浇铸前向液体金属中加入难溶质点（变溶质）结晶时这些质点将在液体中形成大量非自发晶核，使晶粒数目大大增加，从而达到晶粒细化的作用。（30页）四、问答题（4×8=32分） 1．什么是工程材料？按其组成主要分为哪些类型? 答：工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。按其组成主要分为：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。（2页） 2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？（20-22页）答：在实际金属中存在的缺陷有点缺陷（空位和间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）三种类型。一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，但是晶体缺陷的存在常常降低金属的抗腐蚀性能。 3、淬火目的是什么？常用淬火方法有哪些？（65-66页）答：淬火目的是提高钢的硬度和耐磨性，常用淬火方法有单介质淬火、双介质淬火、马氏体分

工程材料试卷及答案

课程名称: 工程材料学(A卷, 闭卷) 适用专业年级: 考试时间100分钟考生注意事项：1、本试卷共 2 页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。(答案请写在试卷纸密封线内和试卷纸正面，否则不记分) 一、填空题（10分，每空1分） 1、共晶转变和共析转变的产物都属于相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为。 4.共晶白口铸铁的含碳量为。 5、Q235钢的含义是为。 5、三种典型的金属晶体结构是：体心立方晶格、面心立方晶格和。 7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为、球化退火、去应力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有和连续冷却两种。 9、工具钢按用途可分为、模具钢、量具钢。 10、常用测定硬度的方法有、洛氏硬度和维氏硬度等测试法。二、判断题（15分，每小题1分）（在括号里正确的划“√”，错误的划“×”） 1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。（） 2、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。（） 3、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。（） 4、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。（） 5、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（） 6、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。（） 7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。（） 8、共晶转变是在恒温下进行的。（） 9、机械零件选材的一般原则是：使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行合理原则。（） 10、对于弹簧钢的要求是具有高的弹性极限和高的屈强比，以保证承受大的弹性变形和较高的载荷；具有高的疲劳强度以承受交变载荷的作用。（） 11、热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却。（） 12、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和溶解。（）

工程材料习题答案

工程材料习题＜习题一＞ 1、抗拉强度：是材料在破断前所能承受的最大应力。屈服强度：是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力。刚度：材料抵抗弹性变形的能力。疲劳强度：经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。冲击韧性：材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力。 2、材料的弹性模量与塑性无关。 3、由大到小的顺序，抗拉强度：2、1、3、4。屈服强度：1、3、2、4。刚度：1、3、 2、4。塑性： 3、2、 4、1。 4、布氏、洛氏、维氏和显微硬度。由于各种硬度测试方法的原理不同，所以测岀的硬度值不能直接进行比较。 5、（1）洛氏或维氏硬度（2 ）布氏硬度（3）布氏硬度（4）洛氏或维氏硬度（5）显微硬度 6、冲击功或冲击韧性。由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下，材料在缺口和冲击载荷共同作用下脆化的趋势及其程度，所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。冲击韧性是一个对成分、组织、结构极敏感的参数，在冲击试验中很容易揭示岀材料中的某些物理现象，如晶粒粗化、冷脆、热脆和回火脆性等，故目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。此外，不同温度下的冲击试验可以测定材料的冷脆转变温度。同时，冲击韧性对某些零件（如装甲板等）抵抗少数几次大能量冲击的设计有一定的参考意义。 7、产生疲劳断裂的原因一般认为是由于在零件应力集中的部位或材料本身强度较低的部位，如原有裂纹、软点、脱碳、夹杂、刀痕等缺陷，在交变应力的作用下产生了疲劳裂纹，随着应力循环周次的增加，疲劳裂纹不断扩展，使零件承受载荷的有效面积不断减小，当减小到不能承受外加载荷的作用时，零件即发生突然断裂。可以通过以下途径来提高其疲劳抗力。改善零件的结构形状以避免应力集中；提高零件表面加工光洁度；尽可能减少各种热处理缺陷（如脱碳、氧化、淬火裂纹等）；采用表面强化处理，如化学热处理、表面淬火、表面喷丸和表面滚压等强化处理，使零件表面产生残余压应力，从而能显著提高零件的疲劳抗力。 8断裂韧性表示材料抵抗裂纹扩展的能力。断裂韧性的实用意义在于：只要测岀材料的断裂韧性，用无损探伤法确定零件中实际存在的缺陷尺寸，就可以判断零件在工作过程中有无脆性开裂的危险；测得断裂韧性和半裂纹长度后，就可以确定材料的实际承载能力。所以，断裂韧性为设计、无损伤探伤提供了定量的依据。＜习题二＞ 1、略 2、金属键，大量自由电子，良好导电导热性，又因金属键的饱和性无方向性，结构高度对, 故有良好的延展性。离子键，正负离子的较强电吸引，导致高硬度，高熔点，高脆性，因无自由电子，固态导电性差。共价键，通过共用电子对实现搭桥联系，键能高，高硬度，高熔点，高介电性。分子键，因其结合键能低，低熔点，低强度，高柔顺性。 3、有体心立方，面心立方，密排六方三种，其排列特点见表2-1 a -Fe，3 -Fe，Cr，V 属体心，

工程材料习题及答案

第一部分一、判断：（每题1.5分，共30分） 1、 Vk表示临界冷却速度。（） 2、σb和σS都是判定材料强度的性能指标。（） 3、铁素体（F）和奥氏体（A）都属于固溶体。（） 4、共析钢的Wc=2.11%。（） 5、高速钢不需要进行三次回火。（） 6、灰铸铁中碳主要以片状石墨的形态存在。（） 7、大多数的合金元素加入钢中均使“C”曲线右移，淬透性提高。（） 8、 HBS210-240为布氏硬度的正确标注方法。（） 9、正火与退火的主要区别是加热温度的不同。（） 10、淬火后的钢必须立即进行回火。（） 11、20钢的碳含量低于40钢。（） 12、钢的质量高低是按磷和硫的含量多少来分。（） 13、渗碳用钢一般属于中碳钢。（） 14、金属由液态变为固态的过程称为结晶。（） 15、铁素体的塑性高于渗碳体。（） 16、在Fe-Fe3C相图中，PSK线为共晶转变线。（） 17、晶粒越细小，钢的力学性能能越好。（） 18、合金钢的力学性能低于非合金钢，且价格也低于非合金钢。（） 19、球墨铸铁可以用热处理来强化。（） 20、铸造主要用于内腔较简单的零件。（）二、填空 1、热处理主要分___________、___________和 ___________三个阶段。 2、珠光体是___________和___________的机械混合物。 3、在相图中，AECF线是___________、ES线是 ___________线。 4、若按含碳量来分，碳钢可分为 ___________________钢___________钢和___________钢。三、作图（10分）将常见的淬火方法画在“C”曲线示意图中并注明各属于哪中淬火。四、填表材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途制订CA6140主轴的加工工艺路线，并说明各热处理工序的作用第二部分一、判断题（25分） 1、灰铸铁的减震性能比钢好。（） 2、铸造生铁专供炼钢所用。（） 3、钢若按质量分类分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。（） 4、“C”曲线越靠右，钢的淬透性越好。（） 5、淬火+高温回火为调质处理。（） 6、含碳量越低钢的塑性、韧性就越好。（） 7、Vk表示临界冷却速度。（） 8、灰铸铁中碳主要以片状石墨形态存在。（） 9、共析钢的碳质量分数WC=2.11%。（） 10、δb和δs都是判定材料强度的指标。（）二、选择（10分） 1、下列牌号中哪个属于沸腾钢( ) A.Q345B B.08F C.W6Mo5Cr4V2A 2、下列哪种钢的淬透性最好( ) A.ZGMn13 B.W18Cr4V C.40Cr 3、制造汽车的后桥齿轮所选用的材料( ) A.20CrMnTi B.W18Cr4V C.60Si2Mn 4、制造一个内燃机曲轴，其毛坯成型方法应为( ) A.铸造 B.锻压 C.焊接 5、下列哪种组织的塑性最好( ) A.铁素体 B.渗碳体 C.马氏体三、填表（20分）四、为下列零件选材并制定其加工工艺路线（30分） 1、CA6140 车床主轴 2、解放牌载重汽车齿轮五、为下列零件及用品选择合适的材料（15分）

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