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高教版配东南大学工程材料习题参考答案

工程材料习题参考答案

第一章.习题参考答案

1-1、名词解释

1、σb抗拉强度---金属材料在拉断前的最大应力，它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。

2、σs屈服强度----表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，表示材料抵抗微量塑性变形的能力。

3、σ0.2屈服强度----试样产生0.2%残余应变时的应力值为该材料的条件屈服。

4、δ伸长率----塑性的大小用伸长率δ表示。

5、HBS布氏硬度---以300Kg的压力F将直径D的淬火钢球压入金属材料的表层，经过规定的保持载荷时间后，卸除载荷，即得到一直径为d的压痕。

6、HRC洛氏硬度---是以120o 的金刚石圆锥体压头加上一定的压力压入被测材料，根据压痕的深度来度量材料的软硬，压痕愈深，硬度愈低。

7、σ﹣1（对称弯曲疲劳强度）---表示当应力循环对称时，光滑试样对称弯曲疲劳强度。

8、K1C （断裂韧性）---应力强度因子的临界值。

1-2、试分别讨论布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度适用及不适用于什么场合？1、布氏硬度适用于退火和正火态的黑色金属和有色金属工件，

不适用于太薄、太硬（﹥450HB）的材料。

2、洛氏硬度适用于检测较薄工件或表面较薄的硬化层的硬度，

适用于淬火态的碳素钢和合金钢工件

不适用于表面处理和化学热处理的工件。

3、维氏硬度适用于零件表面薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，

不适用于退火和正火及整体淬火工件。

第二章.习题参考答案

2-1、名词解释

1、晶体---指原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体。

2、 2、非晶体---组成物质的原子是无规律、无次序地堆聚在一起的物体。

3、单晶体---结晶方位完全一致的晶体。

4、多晶体---由多晶粒组成的晶体结构。

5、晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。

2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞，并分别计算起原子半径、配位数和致密度？

1、空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子排列及几何形状,通常把晶体中的

原子假想为几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之构成一个

空间格子。

2、晶格---这种表示晶体中原子排列形式的空间格子。

3、晶胞---构成晶格的最基本的几何单元。

4、 4、常用金属的晶体结构有：

体心立方晶格： 1）、原子半径 r =a 4

3 ;2）、配位数＝8

3）、致密度致密度＝v nu ＝2343

2×4/3πγ3 / a3＝2×4/3π（31/2 /4 a ）3 / a3 ＝0﹒68

面心立方晶格:

1）、原子半径 r =21/2 /4 a

2）、配位数＝12

3）、致密度＝nu/v

＝4×4/3πγ3/ a3

＝4×4/3π（21/2 /4 a ）3/ a3 ＝0﹒74

密排六方晶格:

1）、原子半径 r = 1/2a

2）、配位数＝12

3）、致密度＝nu/v

＝6×4/3πγ3 /3 a3×Sin600×C

＝π/23/2 ＝0﹒74

2-3. 何谓理想晶体和实际晶体?为什么单晶体呈各向异性而多晶体在大多数情

况下没有各向异性现象?

1、理想晶体----是原子按一定规则排列的单晶体，内部晶体方位完全一致，且完

好无损的，具有各向异性。

2．答：实际晶体为多晶体，由许多不同位向的小晶粒组成，且有许多晶体缺陷，如点缺陷（空位、溶质原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界等），具有伪各向同性。

3、单晶体呈各向异性是由于单晶体在不同晶向上的原子密度不同，在不同方向

上的原子结合力不同，因而其弹性模量也不同，显示出各向异性。

5、多晶体在大多数情况下没有各向异性现象,因为多晶体是由大量彼此位向不

同的晶粒组成，多晶体中各个晶粒的位向紊乱，其各向异性显示不出来，结果使多晶体呈现各向同性或称伪无向性。

2-4、何谓同素异晶转变？试以铁为例说明之？

答：同素异晶转变是一种金属具有两种或两种以上的晶体结构，把这种金属的不同晶体结构改变的现象。p18 如铁在结晶之后继续冷却时，会发生结构的变化，从一种晶格转变为另一种晶格δ-Fe 1394℃ γ-Fe 921℃ α-Fe 。

2-5、在实际晶体中存在着哪几类缺陷？

答：在实际晶体中存在着：1.点缺陷（空位、溶质原子）2、线缺陷（位错：刃型位错和螺型位错）3、面缺陷（晶界、亚晶界等）

2-10、为什么金属结晶时一定要有过冷度？冷却速度与过冷度的关系是什么？答：在平衡温度处，液体与晶体处于动平衡状态，此时，液体的结晶速度与晶体的熔化速度相等。也就是当金属处于平衡温度时，金属不能进行有效的结晶过程。要使结晶进行，则必须将液体冷至低于平衡温度。晶体总是在过

冷的情况下结晶的，因此过冷是金属结晶的必要条件，所以，金属结晶时一定要有过冷度。冷却速度与过冷度的关系是冷却速度愈大，过冷度也愈大。

2-13、晶粒大小对金属性能有何影响？细化晶粒方法有哪些？

答：在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度.塑性和韧性愈好.细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一，晶粒愈细，强度和硬度愈高，同时塑性韧性愈好。

细化晶粒方法有：增大过冷度； 2.变质处理； 3.附加振动或搅动等方法；

第三章.习题参考答案

3-1、塑性变形的基本方式有几种？塑性变形的的物理本质是什么？

答：塑性变形的基本方式有：滑移和孪生。

塑性变形的的物理本质：滑移和孪生共同产生的塑性变形。

滑移是晶体的一部分相对另一部分做整体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面（孪生面）产生一定角度的切变

3-2、为什么金属的实际强度要比理论强度低得多？详细说明之。

答：这是因为实际金属晶体存在着各种晶体缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷。3-4、加热对冷变形金属的组织和性能有何影响？

答：当对变形金属进行加热时，其组织和性能将发生回复、再结晶和晶粒长大的

变化过程。

回复阶段:变形金属的强度.硬度与塑性等变化不大,但内应力.电阻等明显降低.

3-7.怎样区分冷加工和热加工？为什么锻件比铸件的力学性能好？热加工会造

成哪些组织缺陷？

答：金属的冷加工和热加工的界限是以金属的再结晶温度来区分的。

锻件：经过热塑性变形把粗大的柱状晶和枝晶击碎并形成等柱细晶组织，改善力

学性能。还可将铸态金属中的疏松、气孔、微裂纹，经热塑性变形被压实或焊合，从而使组织致密，性能提高。所以，锻件比铸件的力学性能好。热加工会造成纤维组织缺陷：

经热塑性变形后，金属中的非金属夹杂物沿着变形的流动方向破碎和拉长，并沿着被拉的金属晶粒的界面分布，形成纤维组织（流线），使金属的性能具有明显的各向异性。再结晶

后:变形组织.性能完全消失,而硬度.强度显著下降,塑性韧性明显提高,内应力基

本消除,

金属恢复到变形前的性能.再结晶后如果形成粗大的晶粒,使金属的力学性能显著

降低.

3-8．共析钢珠光体组成相F 和Fe3C 相对量(重要补充)

F ＝

QK K S ''×100%＝(6.69－0.77)/6.69×100%＝88%，Fe3C ＝1－88%＝12%

第四章、二元合金

4-1、名词解释

1、置换固溶体---是指溶质原子位于溶剂晶格的某些结点位置而形成的固溶体。

2、间隙固溶体---溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体。

3、正常价化合物---是指符合一般化合物的原子价规律的化合物,它们是由在周期

表上相距

较远.电化学性相差较大的元素组成。

4、电子化合物---是第一族或过渡族元素与第Ⅱ至第Ⅴ族元素形成的化合物,它们不

遵循原子价规律,但是有一定的电子浓度。

5、间隙化合物--由过渡族金属元素与原子半径较小的C.N.H.B等非金属元素形

成的化合物。

6、渗碳体---是钢铁中一种最重要的具有复杂结构的间隙化合物，碳原子直径与

铁原子直

径之比为0.61。P35 渗碳体---C与Fe的化合物。

7、合金渗碳体---渗碳体具有复杂的斜方晶格，其中铁原子可以部分地被其他金属原子所置换，形成以渗碳体为基的固溶体。P36

8、相图---是一种简明的示意图，它清楚地表明了合金系中各种相的平衡条件以

及相与相之间的关系。

9、共晶转变---成分为E点的液相Le同时结晶出两种成分和结构都不相同的固

相αM ＋βN 这种转变称为共晶转变。

10、共析转变---从一个固相中同时析出成分和晶体结构完全不同两种新相的转

变过程。

11、杠杆定律---

Ql Qa ＝KX XK ，可见液、固两相的相对量的关系，如同力学中的杠杆定律，称此式为杠杆定律。

12、晶内偏析---在一个晶粒内化学成分不均匀的现象。

13、比重偏析---因比重不同而造成化学成分不均匀的现象。

14、包晶偏析---由于包晶转变不能充分进行而产生化学成分不均匀的现象。

15、组织组成物---在显微镜下能清楚地区别一定形态特征的组成部分,该组成部

分称为组织组成物。

第五章、铁碳合金

5-1、名词解释

1、铁素体---C 在α﹣Fe 中的固溶体。用F 或α表示。

2、奥氏体---C 在γ﹣Fe 中的间隙固溶体。用A 或γ表示。

3、珠光体---共析转变产物是铁素体F 和渗碳体Fe3C 的机械混合物.用符号P

表示。

4、Fe3CⅡ---含碳量﹥0.77%的合金，在1148℃冷却到727℃的过程中，合金沿γ

晶界析出

的Fe3C ，呈网状分布。

5、Fe3CⅢ--一般铁碳合金由727℃冷却到室温时，将由铁素体析出渗碳体.

6、Fe3C--对于过共晶白口铁，当合金冷却至1148℃时，开始从液相中结晶出

先共晶渗碳体.

7、A c1。A c3、A cm----是碳钢在极缓慢地加热或冷却时的转变温度.

5-3、试计算珠光体中相组成物中的百分比？

F＝S‘K‘/QK‘×100% ＝(6.69－0.77)/6.69×100%＝88%

Fe3C＝QS’/QK’×100%＝12%.

5-5、在碳钢中Mn以何种形式存在？对钢的性能有何影响？

答：1、Mn的大部分溶于铁素体中，形成置换固溶体，使铁素体强化。

2、一部分Mn溶入Fe3C中，形成合金渗碳体(Fe Mn)3C 。

3、Mn使珠光体含量增加，细化珠光体，提高钢的强度。

5-6、在碳钢中Si以何种形式存在？对钢的性能有何影响？

答：1、大部分Si能溶于铁素体中，使铁素体强化，使钢σb 增加.HB.增加δ下降. aK下降。2、少部分Si存在于硅酸盐夹杂中。

5-7、碳钢中的P、S对钢的性能有何影响？

答：P是一种有害元素，会使钢产生冷脆。

S是在炼钢时由矿石、燃料带进钢中，S不溶于铁，而以FeS的形式存在，FeS 与Fe生成

低熔点（985℃）的共晶体（二元共晶），FeS、FeO和Fe还生成低熔点（944℃）的三元共

晶体,会使钢产生热脆.

第六章

6-1、奥氏体的形成过程可分为哪几个阶段？影响奥氏体形成过程的因素有哪些？

答：奥氏体的形成过程可分为：

1、奥氏体晶核的形成与长大

2、残余渗碳体的溶解

3、奥氏体的均匀化

影响奥氏体形成过程的因素有：

1）、加热温度2）、加热速度3）、原始组织4）、碳及合金元素

6-3、过冷奥氏体的转变产物有哪几种类型？比较这几种转变类型的异同点。答：1、过冷奥氏体的转变产物有三种类型：珠光体转变；贝氏体转变；马氏体转变

1、过冷奥氏体转变类型相同点：在转变过程中要发生晶格的重构，通过形核和

长大来完成。

3、过冷奥氏体转变类型不同点：

1）、珠光体转变是扩散型转变。

2）、贝氏体转变时只发生碳原子的扩散，铁原子不扩散，贝氏体转变是半扩散型转变。

3）、马氏体转变是无扩散型转变。

6-4、钢材的退火、正火、淬火、回火应用在什么场合？热处理后形成的组织是什么？

答：3、热处理后形成的组织和应用

1）、退火p72完全退火组织：F＋P组织应用：亚共析钢和合金钢铸、锻件球化退火组织：球化体或球状珠光体 .应用：过共析钢或合金工具钢

去应力退火应用：组织未发生改变. 铸件、锻件、焊接件、冷冲压件

2）、正火正火组织：索氏体组织应用:低碳钢、低碳合金钢

3）、淬火淬火组织：马氏体应用：碳钢、合金钢零件

6-5、淬透性与淬透层深度、淬硬性有哪些区别？影响淬透性因素有哪些？答：1、淬透性与淬透层深度、淬硬性的区别：

淬透性是钢在淬火时获得马氏体的能力，它是钢材本身固有的属性。淬透性的好坏与含碳

量和合金元素有关。

淬硬性是钢淬火后，马氏体所能达到的最高硬度。淬硬性主要取决于加热时溶入奥氏体中

的含碳量，而合金元素没有明显的影响。

淬透层深度是淬火工件表面至半马氏体区（马氏体与非马氏体组织各占一半的地方）距离。

影响淬透性因素有：临界冷却速度Vk 。

影响临界冷却速度的因素:钢的化学成分,特别是合金元素及含量。

6-6、化学热处理的基本过程是什么？常用的化学热处理方法有哪些？各自的目的是什么？

答：1、化学热处理的基本过程是：分解；吸收；扩散

2、常用的化学热处理方法有：钢的渗碳；钢的渗氮；碳氮共渗

2、钢的渗碳目的：

增加工件表面的碳含量,提高工件表面的硬度和耐磨性，同时保持心部有良好的韧性。

3、钢的渗氮目的：

向钢的表层渗入氮原子，以提高工件表层的硬度、耐磨性、疲劳强度及耐蚀性4、碳氮共渗目的：增加表面碳、氮含量,提高工件表面耐磨性,疲劳强度和耐蚀

性。比单一

的渗碳、渗氮具有更高的性能。

6-9.某齿轮要求齿面高硬度、耐磨,而心部具有一定的韧性,拟采用下列材料和热处理工艺:

(1) 、45钢调质; (2) 、45钢高频淬火、低温回火; (3) 、T8钢整体淬火、中温

回火;

(4) 、20钢渗碳淬火、低温回火;试从所达到的力学性能、热处理工艺的简繁、

成本高低等几个方面加以比较.

答:(1) 、45钢调质,得回火索氏体,性能达不到齿轮要求.

(2) 、45钢高频淬火、低温回火,表面为中碳回火马氏体,心部韧性偏高,性能

达不到齿轮要求.

(3) 、T8钢整体淬火、中温回火,齿轮整体为回火屈氏体,齿轮的表面和心部性

能都达不到要求.

(4) 、20钢渗碳淬火、低温回火,表面为高碳马氏体,心部韧性很好,符合齿轮性

能要求. 20钢成本低,选择(4)的材料和热处理工艺.

第七章

7-1、名词解释：

1、合金钢---为了改善钢的组织与性能,在非合金钢的基础上有意识地加入一些合

金元素后所获得的钢种。P98

2、合金元素--为合金化目的而加入且含量在一定范围的元素。

3、二次硬化--当含W.Mo.Ti含量高的淬火钢，在500～600℃温度范围回火时，

其硬度并不降低，反而升高,把这种在回火时硬度升高的现象。

4、回火脆性--合金钢淬火后，在某一温度范围回火时，出现脆化的现象。

7-2、合金钢与碳钢相比，具有哪些特点？

答：碳钢的缺点：1.淬透性低2.强度低,屈强比低3.回火稳定性差4.不具备某些特殊性能

7-3、钢中有哪些常存杂质？它们对钢的性能有何影响？

答：钢中常存杂质有：P和S. P是一种有害元素，会使钢产生冷脆

S是在炼钢时由矿石、燃料带进钢中，S不溶于铁，而以FeS的形式存在，FeS 与Fe生成低熔点（985℃）的共晶体（二元共），FeS、FeO和Fe还生成低熔点（944℃）的三元共晶体,会使钢产生热脆。

7-5、合金元素对淬火钢的回火转变有何影响？

答：1、提高钢的回火稳定性2、产生二次硬化3、回火脆性

7-8.拖拉机的变速齿轮,材料为20CrMnTi,要求齿面硬度58～64HRc,分析说明采用什么热处理工艺才能达到这一要求?

答: 20CrMnTi 调质＋920℃渗碳淬火＋180℃回火能达到拖拉机的变速齿轮的性能要求.

调质:满足心部具有足够的强度和韧性,即综合性能好.

渗碳淬火＋低温回火:使齿面具有高的含碳量,并且获得高碳低合金的回火马氏体.

能满足齿面的硬度要求.

7-9.高速钢淬火后为什么需要进行三次回火?在560℃是否是调质处理?为什么?答:高速钢淬火后,残余奥氏体的量达到20%～30%,三次回火促使残余奥氏体发生转变.

在560℃进行三次回火,一方面从马氏体中沉淀析出细小分散的W2C、MoC、VC, 形成”弥散

硬化”.另一方面从残余奥氏体中析出合金碳化物,降低残余奥氏体中合金的浓度,是Ms点

上升,当随后冷却时,残余奥氏体转变成马氏体,产生”二次淬火”.回火后组织为回火马氏

体＋合金碳化物＋少量残余奥氏体.在560℃回火不是调质处理.

7-11.某机床齿轮选用45钢制作,其加工工艺路线如下:

下料锻造热处理1 机械加工1 热处理2 机械加工2

试说明各热处理和机械加工的名称.

答:热处理1: 为正火或调质处理工艺; 机械加工1: 粗加工;

热处理2: 渗碳淬火＋低温回火机械加工2: 精加工

第八章

8-1、石墨的存在对铸铁的性能有哪些影响？

答：石墨的形态:具有六方晶格，原子呈层状排列，原子呈分子键结合，结合力较弱。石墨的存在对铸铁的性能影响有:

1).收缩率减少:铸铁在凝固冷却过程中析出比容较大的石墨，使铸铁的收缩率减

少。

2).切削加工性良好:由于石墨片分割了基体，从而使铸铁切削容易脆断，使铸铁

切削加工性良好。

3).优良的减摩性:由于石墨本身的润滑作用，以及当它从基体中掉落后所遗留下

的孔洞具有存油的作用的原因.

4).良好的消振性:由于石墨组织松软，能吸收振动，使其具有良好的消振性。

5).低的缺口敏感性:石墨片相当于许多裂纹，使铸铁具有低的缺口敏感性。

6).抗拉强度、塑性和韧性不如钢:石墨片看成铸铁中一些微裂纹，裂纹不仅分割

了基体，而且在尖端处还会产生应力集中的原因.

8-2、影响铸铁性能的因素有哪些？

答：影响铸铁性能的因素是铸铁的化学成分和铸铁的冷却速度。

8-3、如何选择灰铸铁的退火工艺？

答：1.消除内应力的退火（人工时效）：将铸件缓慢升温至500～600℃，经4～8小时的保温，再缓慢冷却下来。2.改善切削加工性的退火（消除局部白口的软化退火）：将铸件加热到850～900℃，保温2～5小时，使Fe3C分解，然后随炉缓冷至400～500℃，而后出炉空冷

8-4、黑心可锻铸铁的退火工艺过程如何？

答：黑心可锻铸铁的退火工艺是要进行第一、二阶段的石墨化过程。

第一阶段的石墨化过程：把白口铁加热到900～1000℃，经一定时间，使铸态的奥氏体＋渗

碳体组织转变为奥氏体＋团絮状石墨组织。

第二阶段的石墨化过程：从高温逐步降温，在共析转变温度范围（750～720℃），使共析渗

碳体（可能出现的二次渗碳体）充分分解，缓慢冷却,并最终获得铁素体＋团絮状石墨组织。

8-6、球墨铸铁的性能有何特点？

答：球墨铸铁具有灰铸铁的一系列优点，如良好的铸造性能，减摩性，可切削性及缺口敏感性等。

球墨铸铁的疲劳强度大致与中碳钢相似，耐磨性甚至还优于表面淬火钢。

球墨铸铁通过合金化和热处理，还可获得具有下贝氏体、马氏体、屈氏体、索氏体和奥氏体等组织。

第九章

9-1、名词解释

1、形变铝合金----成分小于Al-Me合金相图中的Dˊ的合金在加热时能形成单相

固溶体α，这种合金塑性好，适于压力加工的合金

2、铸造铝合金---成分大于Al-Me合金相图中的Dˊ点的合金，具有低熔点共晶

组织（α＋θ）流动性好，适于铸造，但塑性低，不适于压力加工的合金

3、时效强化---淬火后铝合金随时间延长而发生强化现象的铝合金。

4、硅铝明---Al-Si系铸造铝合金称为硅铝明。

5、变质处理---浇铸前向合金中加入2/3NaF＋1/3NaCl混合物的变质剂,加入量

为合金重量的2～3%.

6、黄铜---Cu-Zn系合金称为黄铜。

7、青铜--- Cu-Sn系合金称为青铜。

8、轴承合金---是指制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。

9-2、不同铝合金可通过哪些途径达到强化的目的？

答：能热处理的铝合金如Al-Cu系合金可通过时效强化达到强化的目的。

如硬铝、超硬铝、锻造铝合金可通过热处理强化。热处理不能强化的铝合金，如Al-Mn、

Al-Mg可通过冷变形方法提高其强度。

9-3、硅铝明的成分特点是什么？铸造性能如何？能否直接浇注？为什么？1).硅铝明的成分特点:含硅为（11%～13%）Si，成分在共晶点附近。铸造后几

乎全部是由

粗大针状硅晶体和α固溶体组成的共晶组织。

2).铸造性能:流动性好，熔点低，热裂倾向小，但粗大针状硅晶体的存在会严重

降低合金

的力学性能。

3).不能直接浇注，浇注前进行“变质处理”，在合金液中加入2/3NaF＋1/3NaCL

混合物的

变质剂，加入量为合金重量的2%～3%。变质处理后，共晶点移向右下方，使合金处于亚共晶相区，合金中的初晶硅消失，共晶硅由粗针变成细小点状，并产生初晶α相。显著提高合金的性能。

9-4、何谓黄铜的“季裂”，如何预防“季裂”？

答：季裂---当含Zn量＞7%,特别是＞20%时，黄铜经冷加工后，由于有残余应力存在，在

潮湿的大气或海水中，尤其在含有氨的环境中，容易产生应力腐蚀开裂的现象。

预防“季裂”措施:冷加工后黄铜进行低温退火250～300℃保温1～3h空冷，消除内应力，

可预防“季裂”。

9-5、单相黄铜、双相黄铜有何异同？

答：Cu-Zn系合金称为黄铜。单相黄铜、双相黄铜的相同点：塑性好，可进行热加工。

单相黄铜、双相黄铜的不同点：单相黄铜塑性好，可进行冷、热加工。

双相黄铜，其退火态组织为α＋β。由于室温下β相很脆，故不适于冷变形，需加热至有

序化温度以上，使βˊ转变为无序β相后，便具有良好的塑性，因此可进行加工变形。

9-6、何谓轴承合金？轴承合金的组织特征是什么？

答：轴承合金是指制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金。轴承合金的组织特征：在软的基体上分布着硬的质点或在硬的基体上分布着软质点组织。

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

工程材料试题与答案

绍兴文理学院2007学年01学期机自专业06级《机械工程材料》期末试卷（考试形式：闭卷）一、名词解释（共15 分，每小题 3 分） 1、过冷度 2、渗碳体 3、淬硬性 4、纤维组织 5、再结晶二、填空题（共15 分，每空格0.5分） 1、HB、a k、б0.2分别表示材料的力学性能是、、。 2、工程材料的结合键有、、和。 3、金属的结晶过程主要由和两个基本过程组成。 4、常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和两种。其中主要的变形方式是。 5、固溶体出现枝晶偏析后，可用加以消除。 6、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度、强度。 7、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是和。 8、利用Fe-Fe3C相图确定钢完全退火的正常温度范围是________________，它只适应于___________钢。 9、马氏体的显微组织中，高碳马氏体呈状，低碳马氏体呈状。其中________的韧性较好。 10、调质钢中加入Cr、Mn等元素是为了提高，加入W、Mo是为了。 11、1Cr18Ni9Ti是钢，Cr、Ni的主要作用是，Ti主要作用是，使用状态下的组织是。 12、铸铁中析出石墨的三个途径是、、。 13、QT500-05牌号中，QT表示，数字500表示、数字05表示。 14、变形铝合金按热处理性质可分为铝合金和铝合金两类。 15、机器零件选材的三大基本原则是、和。三、判断题（共10 分，每小题 1 分） 1、材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。（） 2、室温下，金属的晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（） 3、滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（） 4、凡组织组成物都是以单相状态存在于合金系中。（） 5、莱氏体的含碳量为6.69％。（） 6、不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。（） 7、表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（） 8、在碳钢中具有共析成分的钢，较之于亚共析钢和过共析钢有更好的淬透性。（） 9、球墨铸铁可通过热处理来提高其机械性能。（） 10、表面耐磨的凸轮，材料用20钢，热处理技术条件：淬火+低温回火，HRC50～60。（）四、选择题（共15 分，每小题 1 分） 1、拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的（）。 (a)屈服强度(b)弹性极限(c)抗拉强度(d)疲劳强度 2、晶体中的位错属于（）。 (a) 体缺陷(b) 面缺陷(c) 线缺陷（d）点缺陷

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

工程材料试卷及答案

机械工程材料A卷评分标准一、名词解释：（１０分）１、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。（2分）２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。（2分）２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度（2分）４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。（2分）５、细晶强化：通过细化晶粒处理，使得金属强度提高的方法。（2分）二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）（每空1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：下料锻造正火机加工调质机加工（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（4 分） 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℃保温一段时间空冷（4分）

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分） 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度（4分）１．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。（4分）四、选择填空（20分）（每空2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）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3．要制造直径16mm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）Cr12Mo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 ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（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. 1Cr18Ni9Ti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）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分) （每空1分） 1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。其中，片状马氏体硬度高、塑性差 2、W18Cr4V钢的淬火加热温度为1270－1280℃，回火加热温度为560℃，回火次数3次。 3、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。 4、合金结构钢与碳素结构钢相比，其突出优点是强度高，淬透性好。 5. 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线三个转变区的转变产物是P B M。 6. 共析钢淬火形成M+A'后，在低温、中温、高温回火后的产物分别为M回＋A’

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。（×） 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。（√）二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（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℃保温一段

时间空冷 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）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3、要制造直径16mm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）Cr12Mo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 ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（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、1Cr18Ni9Ti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）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火 11、位错是一种。（①） ①线缺陷②点缺陷③面缺陷 12、纯铁在850℃时为晶格。（①） ①体心立方②面心立方③密排六方 13、有些金属在固态下会发生晶体结构的变化，这种变化可以称为。(③) ①等温转变②变温转变③同素异构转变 14、共析钢过冷奥氏体在连续冷却时，有如下转变。(②) ①只有贝氏体和马氏体转变，而没有珠光体型转变 ②只有珠光体型和马氏体转变，而没有贝氏体转变 ③只有珠光体型和贝氏体转变，而没有马氏体转变

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。（）

高教版配东南大学工程材料习题参考答案

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