工程材料第4章习题答案

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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≤0.04%,S≤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—— Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-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——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——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。

建筑材料第4章水泥复习题及答案.

第4章水泥

复习思考题参考答案

一、填空题

1.建筑工程中通用水泥主要包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥六大品种。

2. 硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、规定的混合材料、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料。按是否掺入混合材料分为I型硅酸盐水泥和Ⅱ型硅酸盐水泥，代号分别为P·I和P·Ⅱ。

3. 硅酸盐水泥熟料的矿物主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。其中决定水泥强度的主要矿物是硅酸三钙和硅酸二钙。

4. 国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝不早于45 min，终凝不迟于390 min。

5. 硅酸盐水泥的强度等级有42.5 、42.5R 、52.5 、52.5R 、62.5和62.5R六个级别。其中R型为早强型，主要是其3 d强度较高。

6．硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其值应不小于300m2/kg。

7. 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的性能，国家标准规定：

（1）细度：通过80µm的方孔筛，筛余量不超过10％；

（2）凝结时间：初凝不早于45min ，终凝不迟于600min；

（3）体积安定性：经过雷氏夹法法检验必须合格。

8．矿渣水泥与普通水泥相比，其早期强度较低，后期强度的增长较快，抗冻性较差，抗硫酸盐腐蚀性较好，水化热较低，耐热性较好。

9．普通水泥中由于掺入少量混合材料，其性质与硅酸盐水泥稍有区别，具体表现为：（1）早期强度较低；（2）水化热较大；（3）耐腐蚀性稍差；（4）耐热性较差；（5）抗冻性、抗碳化性能好。

第四章工程材料复习题

一、填空题

1、金属的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等指标，其中衡量金属材料在静载荷下机械性能的指标有强度、硬度、塑性。衡量金属材料在交变载荷和冲击载荷作用下的指标有疲劳强度和冲击韧性。

2、钢以铁、碳为主要元素，其中碳的质量分数为小于2.11%，铸铁是含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金。

3、钢按用途分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。

4、普通质量的结构钢主要用于工程结构和机械零件方面。

5、金属分为黑色金属和有色金属。

6、碳钢的编号为：碳素结构钢采用拼音字母Q和数字表示其屈服强度；优质碳素结构钢用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分之几，如45钢；碳素工具钢用字母T表示；铸造碳钢用ZG代表铸钢二字汉语拼音首位字母。

7、合金钢的编号为：低低合金高强度结构钢由代表屈服点的汉语拼音字母Q；合金结构钢如40Cr表示平均碳的质量分数ωc= 0.40%，平均铬的质量质量分数ωCr<1.5%；滚动轴承在牌号前加G。

8、合金钢是为了改善钢的性能，在钢中加入其他合金元素。

9、合金钢分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。

10、铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。

11、灰铸铁的断口呈浅白色，其牌号用符号HT和数字表。

12、球墨铸铁的牌号用符号QT和数字表示。

13、机械零件需要强度、塑性和韧性都较好的材料，应选用中碳钢。

14、碳的质量分数在0.30%～0.55%之间的属于中碳钢。

15、钢的普通热处理（也叫整体热处理）有退火、正火、淬火和回火，钢的表面热处理有表面淬火热处理和化学热处理。

工程材料徐自立主编课后习题答案

⼯程材料徐⾃⽴主编课后习题答案

第⼀章材料的性能

1-1什么是⾦属材料的⼒学性能？⾦属材料的⼒学性能包含哪些⽅⾯?

所谓⼒学性能，是指材料抵抗外⼒作⽤所显⽰的性能。⼒学性能包括强度刚度硬度塑性韧性和疲劳强度等

1-2什么是强度？在拉伸试验中衡量⾦属强度的主要指标有哪些？他们在⼯程应⽤上有什么意义？

强度是指材料在外⼒作⽤下，抵抗变形或断裂的能⼒。在拉伸试验中衡量⾦属强度的主要指标有屈服强度和抗拉强度。

屈服强度的意义在于：在⼀般机械零件在发⽣少量塑性变形后，零件精度降低或其它零件的相对配合受到影响⽽造成失效，所以屈服强度就成为零件设计时的主要依据之⼀。

抗拉强度的意义在于：抗拉强度是表⽰材料抵抗⼤量均匀塑性变形的能⼒。脆性材料在拉伸过程中，⼀般不产⽣颈缩现象，因此，抗拉强度就是材料的断裂强度，它表⽰材料抵抗断裂的能⼒。抗拉强度是零件设计时的重要依据之⼀。1-3什么是塑性？在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些？

塑性是指材料在载荷作⽤下发⽣永久变形⽽⼜不破坏其完整性的能⼒。拉伸试验中衡量塑性的指标有延伸率和断⾯收缩率。

1-4什么是硬度？指出测定⾦属硬度的常⽤⽅法和各⾃的优缺点。

硬度是指材料局部抵抗硬物压⼊其表⾯的能⼒。⽣产中测定硬度最常⽤的⽅法有是压⼊法，应⽤较多的布⽒硬度洛⽒硬度和维⽒硬度等试验⽅法。

布⽒硬度试验法的优点：因压痕⾯积较⼤，能反映出较⼤范围内被测试材料的平均硬度，股实验结果较精确，特别适⽤于测定灰铸铁轴承合⾦等具有粗⼤经理或组成相得⾦属材料的硬度；压痕较⼤的另⼀个优点是试验数据稳定，重复性强。其缺点是对不同材料需要换不同直径的压头和改变试验⼒，压痕直径的测量也⽐较⿇烦；因压痕⼤，不宜测试成品和薄⽚⾦属的硬度。

材料工程基础第三、四章习题答案

1、何为冷变形、热变形和温变形？

冷变形：温度低于回复温度，变形过程只有加工硬化无回复和再结晶。

热变形：温度在再结晶温度以上，变形产生的加工硬化被再结晶抵消，变形后具有再结晶等轴晶粒组织，而无加工硬化痕迹。

温变形：金属材料在高于回复温度但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。

2、简述金属的可锻性及其影响因素。

可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。

(1)内在因素

(a)化学成分:不同化学成分的金属其可锻性不同；

(b)合金组织:金属内部组织结构不同，其可锻性差别很大。

(2)外在因素

(a)变形温度:系指金属从开始锻造到锻造终止的温度范围。温度过高:过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。温度过低：变形抗力↑－难锻，开裂

(b)变形速度:变形速度即单位时间内的变形程度

(c)应力状态:金属在经受不同方法进行变形时，所产生的应力大小和性质（压应力或拉应力）不同。

3、自由锻和模锻的定义及其特点是什么？

自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。

1、自由锻锻件的精度不高，形状简单，其形状和尺寸一般通过操作者使用通用工具来保证，主要用于单件、小批量生产。

2、对于大型机特大型锻件的制造，自由锻仍是唯一有效的方法。

3、自由锻对锻工的技术水平要求高，劳动条件差，生产效率低。

模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。

工程材料第四章习题答案

工程材料作业（4）答案

1.解释下列现象:

(1) 在相同含碳量下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高。

奥氏体形成分为形核、长大、残余渗碳体溶解，奥氏体均匀化4阶段。多数合金元素减缓A形成，Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳亲和力大，形成的合金元素的碳化物稳定、难溶解，会显著减慢碳及合金元素的扩散速度。但为了充分发挥合金元素的作用，又必须使其更多的溶入奥氏体中，合金钢往往需要比含碳量相同的碳钢加热到更高的温度，保温更长时间。

Co、Ni等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使奥氏体的形成速度加快。而Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度的影响不大。

阻碍晶粒长大，合金钢需要更高的加热温度，更长的保温时间，才能保证奥氏体均匀化。

（加热温度升高了，但一般不会引起晶粒粗大：大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。碳化物形成元素的作用最明显，因其形成的碳化物高温下稳定性高，很难完全溶入奥氏体，未溶的细小碳化物颗粒，分布在奥氏体晶界上，有效的阻止晶粒长大，起到细化晶粒的作用。所以，合金钢虽然热处理加热温度高，但一般不用担心晶粒粗大。

强烈阻碍晶粒长大的元素：V、Ti、Nb、Zr；中等阻碍的：W、Mo、Cr；影响不大的：Si、Ni、Cu；促进晶粒长大的：Mn、P、B）

(2) 在相同含碳量下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。

回火过程一般分为：马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物类型转变和碳化物长大。

合金元素在回火过程中，推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才出现分解和转变），提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度。因此，提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。使得合金钢在相同温度下回火时，比同样质量分数的碳钢具有更高的硬度和强度（对工具钢，耐热钢更重要），或在保证相同强度的条件下，可在更高的温

工程材料与热处理第4章作业题参考答案

1.滑移和孪晶的变形机制有何不同？为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现

孪晶，而纯铁中容易出现滑移带？

主要的不同：（1）晶体位向在滑移前后不改变，而在孪生前后晶体位向改变，形成镜面对称关系。（2）滑移的变形量为滑移方向原子间距的整数倍，而孪生过程中的位移量正比于该层至孪晶面的距离。（3）孪生是一部分晶体发生了均匀的切变，而滑移是不均匀的。

锌的晶体结构为密排六方，密排六方金属滑移系少，所以容易出现孪晶，而纯铁为体心立方结构，滑移系多，所以容易出现滑移带。

2.多晶体塑性变形与单晶体塑性变形有何不同？

多晶体的每一晶粒滑移变形的规律与单晶体相同，但由于多晶体中存在晶界，且各晶体的取向也不相同，多晶体的塑性变形具有以下特点：

（1）各晶粒不同同时变形；

（2）各晶粒变形的不均匀性；

（3）各变形晶粒相互协调。

3.什么是滑移、滑移线、滑移带和滑移系？滑移线和滑移带是如何在金属表面形成的？列

举金属中常见晶体结构最重要的滑移系，并在其晶胞内画出一个滑移系。哪种晶体的塑性最好？哪个次之？为什么？

所谓滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生相对滑动，滑动后原子处于新的稳定位置。晶体材料的滑移面与晶体表面的交线称为滑移线。由数目不等的滑移线或滑移台阶组成的条带称为滑移带。一个滑移面和该面上的一个滑移方向组成一个滑移系。

滑移线是由于晶体的滑移变形使试样的抛光表面产生高低不一的台阶所造成的；相互靠近的小台阶在宏观上反映的是一个大台阶，所以形成了滑移带。

滑移系越多，金属发生滑移的可能性越大，塑性就越好。滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大，所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。密排六方由于滑移少，塑性最差。

《土木工程材料》课后题参考答案

《土木工程材料》复习思考题参考答案

第1章复习思考题

一、填空题

1. 宏观，细观，微观

2. 51.5

3. 小，大

4. 最大冻融循环次数

5. 软化系数，0.85

二、选择题

1. B ；

2. A ；

3. D ；

4. C ；

5. B ；

6. D

三、简答题

1．答：当某种材料的孔隙率增大时，下表内其他性质如何变化？（用符号表示：↑增大、↓下降、─不变、？不定）

2. 答：脆性材料——在外力作用下达到破坏荷载时的变形值很小，破坏时有突发性；抗压强度远大于抗拉强度，可高达数倍甚至数十倍；承受冲击或震动荷载的能力很差，适宜承受静压力，用于受压部位。

韧性材料——在冲击或震动荷载作用下，能吸收较大能量，同时产生较大变形，特别是塑性变形大，破坏前有明显预兆；抗拉强度接近或高于抗压强度。适合承受拉力或动载，对于承受冲击荷载和有抗震要求的结构，应具有较高的韧性。

3. 答：提高材料的耐久性，对保证工程结构长期处于正常使用的状态，减少维护费用，延长使用年限、节约材料，具有十分重要的意义。

材料的耐久性与其抗渗性有直接关系，改善抗渗性的措施均有利于提高材料的耐久性。如生产制备材料时，尽量增大其密实度，提高强度；改善内部孔隙结构，减少连通性孔隙；做好防水措施，对于亲水性材料，表面用憎水材料覆盖或涂层等。

四、计算题

1．解：填充1m 3卵石需用砂子的体积大小等于卵石的孔隙体积。

001550(1)100%(1)100%41.5%2650g P ρρ=-⨯=-⨯= /31.0*0.415s g V P m ==

2．一块烧结普通砖的外形尺寸为240mm ⨯115mm ⨯53mm ，吸水饱和后重2940g ，烘干至恒重为2580g 。将该砖磨细并烘干后取50g ，用李氏瓶测得其体积为18.58 cm 3。试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。解：砖的密度：350 2.69/18.58

材料科学与工程赵长生第四章答案

1、在进行校园生物大搜索时，( )做法不太合适。[单选题] *

A.观察花坛中所有的动物和植物，统计它们的数量，记下它们的名称

B.从脚印﹑粪便、毛发等踪迹推测躲藏起来的动物和曾经来过的动物

C.我们只需要从照片上就能进行校园生物的观察记录了(正确答案)

2、(嘉兴市)地球上一年有四季的原因是（）。[单选题] *

A.地轴是倾斜的，且倾斜方向不变

B.地轴是倾斜的，且倾斜方向不变，同时地球围绕太阳公转(正确答案)

C.地球围绕太阳公转

3、小苏打和白醋混合后的反应十分剧烈。[判断题] *

对(正确答案)

错

4、基因工程造福人类，所以不需要考虑基因工程对生物多样性、自然生态环境和人体健康可能带来的负面影响。[判断题] *

对

错(正确答案)

5、下面说法不正确的一项是（）。[单选题] *

A.人体摄取热量总和大于所需热量总和而且缺乏运动时，人体就会变胖

B.荷兰科学家英格豪斯证明了:绿色植物在任何条件下都能更新空气(正确答案)

C.腐食性动物、霉菌、细菌等都属于分解者，它们可以把动植物遗体分解成植物所需的养料

6、以下植物是草质茎的是( )。[单选题] *

A.狗尾草(正确答案)

B.松树

C.香樟树

7、我们制作的小船可以装上风力推动装置或蒸汽推动装置。[判断题] *

对(正确答案)

错

8、纸的再生利用有利于节约资源、节约能源﹑减少污染，我们要把每一张餐巾纸都收集起来进行再生利用。[判断题] *

对

错(正确答案)

9、农民伯伯为作物补充含氮、磷、钾等元素的养料，是为了帮助作物补充（）。[单选题]

A.水分

工程材料与机械制造基础习题答案

《工程材料及机械制造基础》习题参考答案

第一章材料的种类与性能（P7）

１、金属材料的使用性能包括哪些？

力学性能、物理性能、化学性能等。

２、什么是金属的力学性能？它包括那些主要力学指标？

金属材料的力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的与弹性和非弹性反应相关或涉及力与应变关系的性能。主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。

第二章材料的组织结构（P26）

1、简述金属三种典型结构的特点。

体心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的中心和每个顶角各有一个原子。每个体心立方晶格的原子数为：2个。塑性较好。

面心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。每个面心立方晶格的原子数为：4个。塑性优于体心立方晶格的金属。密排六方晶格：晶格属于六方棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子，两个端面的中心各有一个原子，晶胞内部有三个原子。每个密排六方晶胞原子数为：6个，较脆

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？

存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度、硬度提高，但防腐蚀能力下降。

3、合金元素在金属中存在的形式有哪几种？各具备什么特性？

存在的形式有固溶体和金属化合物两种。合金固溶在金属中引起固溶强化，使合金强度、硬度提高，塑性、韧性下降。金属化合物提高合金的强度和硬度。4、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？

固溶强化：因溶质原子的溶入引起合金强度、硬度升高的现象。

原因：固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态。３、金属结晶的基本规律是什么？

工程材料习题第四章

单选题（本大题共23小题，每小题1分，共23分）

1. 影响钢的冷脆性的主要元素是( )。

A.S

B.P

C.Mn

D.Si

2. 20CrMnTi钢根据其所含的碳量和合金元素，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

3. 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

4. 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

D.Ti

1. 20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是。

A.强化铁素体

B.提高淬透性

C.细化晶粒

D.提高回火稳定性

2. 合金渗碳钢渗碳后必须进行热处理。

A.淬火+高温回火

B.淬火+中温回火

C.淬火+低温回火

D.淬火+退火

3. 要制造一批锉刀，请选择合适的材料。

A.45

B.9Mn2V

C.T12

D.7Cr17

4. 下列材料中淬硬性高的是。

A.18CrNi3

B.9Mn2V

C.40Cr

1. 下列材料中油淬临界直径最大的是。

A.25Cr2Ni4W

B.20MnVB

C.40Cr

D.65Mn

2. 钢中强碳化物形成元素是（）

A.Fe、Mn

B.Cr、Co

C.V、Ti

D.Si、Mn

3. 影响钢的热脆性的主要元素是（）

A.S

B.P

C.Mn

D.Si

4. 制造手用锯条应当选用（）

A.T12钢经淬火和低温回火

B.Cr12Mo钢经淬火低温回火

C.65钢淬火后中温回火

1. 二次硬化是指（）的硬化现象。

A.渗碳处理后的二次淬火

B.某些钢在回火后硬度进一步提高

工程材料习题册打印答案

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σ,则不会产生过量的塑性变形;

7、有一钢试样其截面积为100mm 2,已知钢试样的MPa S 314=σ MPa b 530=σ ;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 mm,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;

工程材料科学与设计原书第2版课后习题答案4—8章

Solutions to Chapter 4

1. FIND: What material has a property that is hugely affected by a small impurity level?

SOLUTION: Electrical conductivity spans a wide range. Incorporation of a few parts per million impurities can change electrical conductivity orders of magnitude. Small cracks in brittle materials decrease their tensile strength by orders of magnitude. Small additions of impurity can change the color of gems. COMMENTS: These are but a few examples. 2. COMPUTE: The temperature at which the vacancy concentration is one half that

of 25o C.

GIVEN: C 2 = C C 25v C 35v

o o

EQUATION:⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛RT Q - = C fv v exp

where C v = vacancy concentration

工程材料课后习题答案

参考答案

第1章机械工程对材料性能的要求

思考题与习题P20

1.3、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷这些负荷对零件产生什么作用 p4

工程构件与机械零件以下简称零件或构件在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用..有时只受到一种负荷作用;更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作用..

在力学负荷作用条件下;零件将产生变形;甚至出现断裂；

在热负荷作用下;将产生尺寸和体积的改变;并产生热应力;同时随温度的升高;零件的承载能力下降；

环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀;电化学腐蚀及摩擦磨损等作用..

1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系 p7

机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外;主要取决于零部件的结构与性能;尤其是关键件的性能..在合理而优质的设计与制造的基础上;机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定..

机械零件的强度是由结构因素、加工工艺因素、材料因素和使用因素等确定的..在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下;大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素;即主要由材料的强度及其它力学性能所决定..

在设计机械产品时;主要是根据零件失效的方式正确选择的材料的强度等力学性能判据指标来进行定量计算;以确定产品的结构和零件的尺寸..

1.5常用机械工程材料按化学组成分为几个大类各自的主要特征是什么p17

机械工程中使用的材料常按化学组成分为四大类：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料..

提示：强度、塑性、化学稳定性、高温性能、电学、热学方面考虑回答..

工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案

工程材料及成‎形技术基础课‎课后习题参考‎答案

第一章：

1-1 机械零件在工‎作条件下可能‎承受哪些负荷‎？这些负荷对零‎件产生什么作‎用？

答：机械零件在工‎作条件下可能‎承受到力学负‎荷、热负荷或环境‎介质的作用（单负荷或复合‎负荷的作用）。力学负荷可使‎零件产生变形‎或断裂；热负荷可使零‎件产生尺寸和‎体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强‎度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降‎；环境介质可使‎金属零件产生‎腐蚀和摩擦磨‎损两个方面、对高分子材料‎产生老化作用‎。1-3 σs、σ0.2和σb含义‎是什么？什么叫比强度‎？什么叫比刚度‎？

答：σs－P s∕F0,屈服强度，用于塑性材料‎。

σ0.2－P0.2∕F0,产生0.2％残余塑性变形‎时的条件屈服‎强度，用于无明显屈‎服现象的材料‎。

σb－P b∕F0,抗拉强度，材料抵抗均匀‎塑性变形的最‎大应力值。

比强度－材料的强度与‎其密度之比。

比刚度－材料的弹性模‎量与其密度之‎比。

思考１－１、１－２.

2-3 晶体的缺陷有‎哪些？可导致哪些强‎化？

答：晶体的缺陷有‎：

⑴点缺陷——空位、间隙原子和置‎换原子，是导致固溶强‎化的主要原因‎。

⑵线缺陷——位错，是导致加工硬‎化的主要原因‎。

⑶面缺陷——晶界，是细晶强化的‎主要原因。

2-5 控制液体结晶‎时晶粒大小的‎方法有哪些？

答：见P101.3.4.2液态金属结‎晶时的细晶方‎法。⑴增加过冷度；⑵加入形核剂（变质处理）；⑶机械方法（搅拌、振动等）。

2-8 在铁-碳合金中主要‎的相是哪几个‎？可能产生的平‎衡组织有哪几‎种？它们的性能有‎什么特点？

工程材料课后习题答案

参考答案

第1章机械工程对材料性能的要求

思考题与习题P20

1.3、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？p4

工程构件与机械零件（以下简称零件或构件）在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用。有时只受到一种负荷作用，更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作用。

在力学负荷作用条件下，零件将产生变形，甚至出现断裂；

在热负荷作用下，将产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降；

环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀，电化学腐蚀及摩擦磨损等作用。

1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？p7

机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能。在合理而优质的设计与制造的基础上，机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定。

机械零件的强度是由结构因素、加工工艺因素、材料因素和使用因素等确定的。在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素，即主要由材料的强度及其它力学性能所决定。

在设计机械产品时，主要是根据零件失效的方式正确选择的材料的强度等力学性能判据指标来进行定量计算，以确定产品的结构和零件的尺寸。

1.5常用机械工程材料按化学组成分为几个大类？各自的主要特征是什么？p17

1.7、常用哪几种硬度试验？如何选用P18？硬度试验的优点何在P11？

硬度试验有以下优点：

●试验设备简单，操作迅速方便；

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