工程材料习题册-打印-答案

1第一章金属的性能一、填空（将正确答案填在横线上。下同）1、金属材料的性能一般分为两类。一类是使用性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能等。另一类是工艺性能，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期变化的载荷称为交变载荷。3、变形一般分为弹性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塑性变形。4、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用符号σb和σs表示。6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb或σ0.2，则不会产生过量的塑性变形。7、有一钢试样其截面积为100mm2，已知钢试样的MPaS314MPab530。拉伸试验时，当受到拉力为——————试样出现屈服现象，当受到拉力为——————时，试样出现缩颈。8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。9、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm拉断后试样的标距长度为79mm，缩颈处的最小直径为4.9mm，此材料的伸长率为—————，断面收缩率为——————。10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力。称为冲击韧性。11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs，抗拉强度σb，洛氏硬度C标尺HRC，伸长率δ，断面收缩率ψ，冲击韧度αk，疲劳极限σ-1。二、判断（正确打√，错误打×。下同）1、弹性变形能随载荷的去除而消失。（√）2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。（×）3、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（×）4、洛氏硬度值无单位。（√）5、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（×）6、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。（×）7、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件。（√）8、洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的。（√）9、铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状复杂的工件。（√）三．选择（把正确答案填入括号内。下同）1、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（B）。A.屈服点B.抗拉强度C.弹性极限22、做疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）A.静载荷B.冲击载荷C交变载荷3、洛氏硬度C标尺所用的压头是（B）A.．淬硬钢球B.金刚石圆锥体C.硬质合金球4．金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（C）A.．塑性B.硬度C.强度5．用拉伸试验可测定材料的（A）性能指标。A.．强度B.硬度C.韧性四．名词解释1．弹性变形与塑性变形2．疲劳极限与抗拉强度五．简述1．画出低碳钢力—伸长曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。2．什么是塑性？塑性对材料的使用有什么实用意义？第二章金属的结构与结晶一、填空1．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晶体。一般固态金属都属于晶体。2．在晶体中由一系列原子组成的平面，称为晶面。通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一定晶向的直线，称为晶向。3．常见的金属晶格类型有体心立方、面心立方和密排六方三种。铬属于体心立方晶格，铜属于面心立方晶格，锌属于密排六方晶格。4．金属晶体结构的缺陷主要有点缺陷、线缺陷、面缺陷。晶体缺陷的存在都会造成晶格畸变，使塑性变形抗力增大，从而使金属的强度提高。提高。7．理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。过冷度的大小与冷却速度有关，冷却速度越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。8．金属的结晶过程是由晶核的形成和长大两个基本过程组成的。9．金属在固态下，随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。二、判断（正确打√，错误打×。下同）2．非晶体具有各向同性的特点。（√）3．体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。（×）34．金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。（√）5．金属结晶时过冷度越大。结晶后晶粒越粗。（×）6．一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。（√）8．单晶体具有各向异性的特点。（√）9．在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。（×）10．同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。（√）11．金属发生同素异构转变时要放出热量，转变是在恒温下进行的。（√）三、选择1．α—Fe是具有（A）晶格的铁。A．体心立方B.面心立方C.密排六方2．纯铁在1450℃时为（A）晶格，在1000℃时为（B）晶格，在600℃时为（A）晶格。A.体心立方B.面心立方C.密排六方3．纯铁在700℃时称为（A），在1000℃时称为（B），在1500℃时称为（C）。A．α—FeB.γ—FeC.δ—Fe五．简述3．如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小。（1）金属模浇注与砂型浇注金属模浇注晶粒小（2）铸成薄件与铸成厚件铸成薄件晶粒小（3）浇注时采用振动与不采用振动浇注时采用振动晶粒小4．写出纯铁的同素异构转变式。第三章金属的塑性变形与再结晶一、填空1．金属材料经压力加工变形后，不仅改变了外形尺寸，而且改变了内部组织和性能。2．弹性变形的本质是外力克服原子间的作用力，使原子间距发生发生改变。3．多晶体内晶界对塑性变形有较大的阻碍作用，这是因为晶界处原子排列比较紊乱，阻碍了为错的移动，所以晶界越多，多晶体的变形抗力越大。4．实践证明，再结晶温度与金属变形的程度有关，金属的变形程度越大，再结晶温度越。5.从金属学观点来说，凡在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工在再结晶温度以上进行的加工称为热加工。二、判断（正确打√，错误打×。下同）1．一般来说，晶体内滑移面和滑移方向越多，则金属的塑性越好。（√）2．实际上滑移是借助于位错的移动来实现的，故晶界处滑移阻力最小。（×）3．塑性变形只改变金属的力学性能。（×）4．回复时，金属的显微组织没有明显变化。（√）5．金属铸件可以用再结晶退火来细化晶粒。（×）6．为保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。（×）47．在高温状态下进行的变形加工称加工（×）8．热加工过程实际上是加工硬化和再结晶这两个过程的交替进行。（√）三、选择1．钨的再结晶温度为1200℃，对钨来说在1100℃的高温下进行的加工属于（A）A．冷加工B.热加工2．冷热加工的区别在于加工后是否存在（A）A．加工硬化B.晶格改变C.纤维组织3．钢在热加工后形成纤维组织，使钢的性能发生变化，即沿纤维的方向具有较高的（A）沿垂直于纤维的方向具有较高的（C）。A．抗拉强度B.抗弯强度C.抗剪强度四、简述1．为什么晶粒越细，金属的强度越高，塑性，韧性就越好？1．什么是加工硬化现象？试举生产或生活中的实例来说明加工硬化现象的利弊。2．什么是再结晶退火？再结晶退火的温度与再结晶温度有何关系？3．热加工对金属的组织和性能有何影响？第四章铁碳合金一、填空1．合金是一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性的物质。2．合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为相。3．根据合金中各组元之间的相互作用不同，合金的组织可分为固溶体、金属化合物和机械混合物三种类型。4．根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两种。5．合金组元之间发生相互作用而形成的一种具有金属特性的物质称为金属化合物。其性能特点是熔点高，硬度高，脆性大。6．铁碳合金的基本组织有五种，它们是铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体。7．铁碳合金的基本相是铁素体、奥氏体、和渗碳体。8．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有铁素体和奥氏体。9．碳在奥氏体中溶解度随温度的不同而变化，在1148℃时碳的溶解度可达2.11%在727℃时碳的溶解度为0.77%。10．铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。11．分别填出下列铁碳合金组织的符号：奥氏体A、γ，铁素体F、α，渗碳体Fe3C，珠光体P，高温莱氏体Ld，低温莱氏体Ld’。。12．含碳量0.0218%_-2.11%、的铁碳合金称为钢。根据室温组织不同，钢又分为三类：亚共析钢，其室温组织为P和F、共析钢钢，其室温组织为P、过共析钢钢钢，其室温组织为P和Fe3C。13.铁素体的性能特点是具有良好的塑性和韧性,而强度和硬度很低.14.共析钢冷却到S点时,会发生共析转变,从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体的混合物,称为珠光体。515..莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物.当温度低于727℃时,莱氏体中的奥氏体转变为珠光体,所以室温下的莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,又称为低温莱氏体Ld’。二.判断（正确打√，错误打×。下同）1.固溶体的晶格类型与溶剂的晶体类型相同。（√）2.金属化合物的晶格类型完全不同于任一组元的晶格类型.（√）3.金属化合物一般具有复杂的晶体结构。（√）4.碳在γ—Fe中的溶解度比在α—Fe中的溶解度小。（×）5.奥氏体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性。（√）6.渗碳体是铁与碳的混合物。（×）7.过共晶白口铸铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体.（√）8.碳在奥氏体中的溶解度随温度的升高而减小。（×）9.渗碳体的性能特点是硬度高、脆性大。（√）10．奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。（√）11．含碳量为0.15%和0.35%的钢属于亚共析钢，在室温下的组织均由珠光体和铁素体组成，所以它们的力学性能相同。（×）12.莱氏体的平均含碳量为2.11%。（×）三.选择1.组成合金的最基本的独立物质称为（B）A.相B.组元C.组织2.合金固溶强化的主要原因是（C）A.晶格类型发生了变化B.晶粒细化C.晶格发生了畸变3.铁素体为（B）晶格,奥氏体为（A）晶格.A.面必立方B.体心立方C.密排六方4.渗碳体的含碳量为（C）%A.0.77B.2.11C.6.695．珠光体的平均含碳量为（A）%A.0.77B.2.11C.6.696．共晶白口铁的含碳量为（B）%A.0.77B.4.3C.6.697.铁碳合金共晶转变的温度是（B）℃A.727B.1148C.12278.含碳量为1.2%的铁碳合金,在室温下的组织为（C）A.珠光体B.珠光体加铁素体C..珠光体加二次渗碳体9.铁碳合金相图上的ES线,其代号用（C）表示..PSK线用代号（A）表示,GS线用代号（B.）表示A,A1B.A3C.Acm10.铁碳合金相图上的共析线是（C）.A..ECFB.ACDC.PSK11．从奥氏体中析出的渗碳体称为（B），从液体中结晶出的渗碳体称为（A）。A．一次渗碳体B.二次渗碳体C.三次渗碳体12．将含碳量为1.5%的铁碳合金加热到650℃时，其组织为（C），加热到1100℃时其组织为（B.）。A珠光体B.奥氏体C.珠光体加渗碳体D.奥氏体加渗碳体13．亚共析钢冷却到GS线时要从奥氏体中析出（A）。A．铁素体B.渗碳体C.珠光体615．亚共析钢冷却到PSK线时，要发生共析转变，奥氏体转变成（B）。A．珠光体加铁素体B.珠光体C.铁素体四、名词解释1．钢与白口铸铁2．铁素体与奥氏体3．珠光体与莱氏体4．共晶转变与共析转变5．固溶强化与加工硬化五、简述1.绘出简化后的Fe—Fe3C相图.3.简述含碳量为0.6%，1.0%的铁碳合金从液态冷至室温时的组织转变过程,并画出室温组织示意图.4.根据Fe—Fe3C合金相图,说明下列现象的原因.（１）含碳量为1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金的硬度高.（２）一般要把钢材加热到1000～1250℃高温下进行锻轧加工.（３）靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好.第五章碳素钢一．填空1．碳素钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金。2．碳素钢中除铁、碳外还常有Si，Mn，S，P，等元素。其中Si，Mn是有益元素，是S，P有害元素。3．含碳量小于0.25%的钢为低碳钢，含碳量为0.25%～0.60%的钢为中碳钢，含碳量大于0.60%的钢为高碳