工程材料学小抄版答案
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、Co４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、Fe②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C→M２3C６→M6C→MC5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。
完整版华科工程材料学习题含答案
8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、 和断裂三个阶段。
9.金属塑性的指标主要有 _伸长率
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.
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 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
o=1Omm,经拉伸实验测得其伸长率35、渝均为25%,
试样拉断时标距长度。
5.3与书两个性能指标，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.a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
同D.与Zn相同
5.在面心立方中，原子密度最大的晶向是A
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B
A.{100} B. {110} C. {111} D. {112}
7.每个体心立方晶胞中包含有B个原子
A.1B.2C.3D.4
工程材料学习题与辅导答案
工程材料学习题与辅导答案工程材料学习题与辅导答案工程材料是工程领域中至关重要的一部分，它涉及到各种各样的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等。
学习工程材料需要掌握一定的理论知识，并且能够运用这些知识解决实际问题。
下面将提供一些工程材料学习题及其辅导答案，希望对学习者有所帮助。
1. 什么是晶体结构？请简要描述晶体结构的几种常见类型。
答：晶体结构是指由原子、离子或分子组成的结晶体中，这些原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构的常见类型包括：立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。
立方晶系具有等长的边和直角，如立方体；正交晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等；单斜晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等，并且有一个斜角；菱面晶系具有等长的边和等角，但不是直角；三斜晶系具有不等长的边和不等角；六方晶系具有等长的边和等角。
2. 什么是晶格常数？如何计算晶格常数？答：晶格常数是指晶体中晶胞的尺寸，通常用a、b、c表示。
晶格常数的计算方法取决于晶体的结构类型。
对于立方晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶体的晶胞边长得到。
对于其他晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶胞的边长和角度来计算。
3. 什么是晶体缺陷？请列举几种常见的晶体缺陷。
答：晶体缺陷是指晶体中的结构缺陷或组成缺陷。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
常见的晶体缺陷包括：点缺陷有空位、间隙原子、替代原子和杂质原子；线缺陷有位错和螺旋位错；面缺陷有晶界和孪晶。
4. 什么是材料的力学性能？请简要描述材料的强度、硬度和韧性。
答：材料的力学性能是指材料在外力作用下的表现。
强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度来表示；硬度是指材料抵抗划伤或穿刺的能力，通常用洛氏硬度或布氏硬度来表示；韧性是指材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。
5. 什么是金属的晶体结构？请简要描述几种常见的金属晶体结构。
答：金属的晶体结构是指金属中原子的排列方式。
工程材料课后答案(最新整理)
（1）铜比低碳钢容易被锯割。 硬度 （2）锯条易被折断，而铁丝不易折断。 塑性
P15 1-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBS，
试比较这四种材料硬度的高低。
答： 45HRC HV
HV 2 106 (112 HRC)2
、 、 01 、 、 、 、
b1-1. 下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？
（1）紧固螺栓使用后发生塑性变形。 屈服强度 （2）齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。 疲劳强度 （3）汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。 冲击韧度 （4）不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。 塑性 （5）齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。 硬度
、、、
、 、 04a 、 - 、 、 、
F 1. 所有的合金元素都能提高钢的淬透性。
F 2. 合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。
、、、 1. 除Co、Al外，几乎所有的合金元素都使Ms点 下降 。
2. 20钢属于 优质碳素结构 或 渗碳 钢， 可制造 冲 压、焊接件 或 小型渗碳件 。
3. Q345 (16Mn) 是 低合金高强度结构 钢，可制造 桥梁 。
F 2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。
、、、
b 1. 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. 越接近理论结晶温度
b 2. 为细化晶粒，可采用：
a. 快速浇注 b. 加变质剂
c. 以砂型代金属型
c 3. 晶体中的位错属于：
a. 体缺陷 b. 面缺陷
c. 线缺陷
4. 40Cr 是 合金调质 钢，可制造 车床齿轮 。
工程材料学考试卷及答案
《工程材料学》考试题一、填空题：（每小题1分，共15分）1、组成物质的质点（原子、离子或分子）间的相互作用力称为结合键，主要有共价键、离子键、金属键和分子键四种。
2、距液固界面距离越远，液相的温度越高的温度分布是正温度梯度；距液固界面距离越远，液相的温度越低的温度分布是负温度梯度。
3、随着变形量的增加，晶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。
4、根据石墨的形态分类，铸铁可分为灰铸铁（石墨为片状）、可锻铸铁（石墨为团絮状）、球墨铸铁（石墨为球状）、蠕墨铸铁（石墨为蠕虫状）5、按照含碳量高低，钢可以分为低碳钢（Wc≤0.3%）、中碳钢（0.3%<Wc<0.6%）、高碳钢（Wc≥0.6%）；根据合金元素总量的多少，钢可以分为低合金钢（Wme≤5%）、中合金钢（5%<Wme<10%）、高合金钢（Wme≥10%）。
6、随着回火温度的升高，钢的强度、硬度不断降低，塑性、韧性不断提高。
7、钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力，钢的淬透性大小用规定条件下淬火获得的淬透层深度来表示，淬透层越深，其淬透性越好。
8、钢在固态加热、保温和冷却过程中，会发生一系列组织结构的转变，这种发生组织转变所对应的温度称为相变温度或临界点。
9、冷变形金属在加热时，回复和再结晶的驱动力是储存能或畸变能，晶粒长大的驱动力是界面能。
10、面心立方的原子密排面为（111），密排方向为[110]。
11、任何一种物质的结晶过程都是由晶核形成和晶核长大两个基本过程组成。
12、合金组元通过相互溶解形成的一种成分及性能均匀、结构与组元之一相同的固相，称为固溶体。
合金组元相互作用形成晶格类型和特征完全不同于任一组元的新相，称为中间相或金属化合物。
13、金属的塑性变形主要是由位错运动引起的，因此，阻碍位错运动是强化金属的主要途径。
14、晶体的物理性质表现为各向异性，有固定的熔点；非晶体的物理性质表现为各向同性，没有固定的熔点。
《工程材料》课后习题答案
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。
工程材料学习题及答案
3、是非题
1 ） × ； 2） × ； 3 ） × ； 4 ） × ； 5 ） √ ； 6 ） √ ；7 ） × ；
P33
2.综合分析题 2.综合分析题
1)正火目的:均匀组织，降低硬度，改善切 正火目的:均匀组织，降低硬度， 削性能 调质处理:获得索氏体组织， 调质处理:获得索氏体组织，使钢具有综合 力学性能 高频淬火及回火： 高频淬火及回火：使表面获得回火马氏体 组织，提高表面的硬度和耐磨性能， 组织，提高表面的硬度和耐磨性能，抗疲 劳性能
27)a27)a-单液淬火 M+A’ b-分级淬火 M+A’ c-油冷淬火 T+M+A’ d-等温淬火 下B e-正火 S f-完全退火 P g-等温退火 P
5-29) 1)再结晶退火 1)再结晶退火 2)扩散退火 2)扩散退火 3)完全退火 3)完全退火 4)球化退火 4)球化退火 5-30) 700℃ F+P 700℃ 760 ℃ F+M 840 ℃ M 粗大M+A’ 1100 ℃: 粗大M+A’
4. 选择题 1~5:bbbba 6~10: bbcbb 11~15: daccb 16~20: cbaba 21~26:accca;
p14
5综合分析题 4）题 （1）金属模浇注晶粒尺寸小于砂模浇注，原因是 金属模冷却速度大，过冷度大，形核率高。 （2）变质处理晶粒细小，原因是变质处理增加了 非自发形核率，促进形核； （3）铸成薄件晶粒细小，原因是薄件散热速度大， 增加形核率； （4）采用振动晶粒细小，振动打碎粗大枝晶，促 进非均匀形核。
5-32) 回火S 1)AC3+30~50 ℃ 高温回火 回火S 回火T 2) AC3+30~50 ℃ 中温回火 回火T 回火M 3) AC1+30~50 ℃ 低温回火 回火M 5-43):T10工艺路线:锻造----热处理-----机加工--------热处理 热处理名称: 1) 热处理名称:球化退火 最终热处理:淬火+ 2) 最终热处理:淬火+低温回火 使用状态组织:回火M+Fe3C+A’ 使用状态组织:回火M+Fe3C+A’
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%;ffi质钢，P、S均<0.03%；高级优质钢，P、S 均<0.025%o3）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、E、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）形成碳化物的规律町合金渗碳体——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——Mo 、W 、Cr 含量高时，形成M6C（Fe2Mo4C Fe4Mo2C）,M23C6（Fe21W2C6 Fe2W21 C6）合金碳化物c）特殊碳化物一Ti、V等与碳亲和力较强时1.当rc/iMe<0.59 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、M2Co当rc/rMe>0.59时，碳的直径人于间隙，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。
工程材料复习资料答案版
⼯程材料复习资料答案版⼀、判断题1.⾦属铸件不可通过再结晶退⽕来细化晶粒。
（√）P48 只有⼯业纯铁、钢和铝及铝合⾦可以进⾏再结晶退⽕过程2.细晶强化可以提⾼⾦属的强度降低其韧性。
（X）P176细晶强化可以提⾼⾦属强度和韧度3.凡由液体凝固成固体的过程都是结晶。
（X）P62 凝固的产物可以是晶体和⾮晶体，由液体转变为晶体的过程才称为结晶4.共析钢加热为奥⽒体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。
（X）P93取决于钢的冷却速度5.奥⽒体不锈钢不能淬⽕强化。
（√）淬⽕的定义：将钢件加热到奥⽒体化温度并保持⼀定时间，然后以⼤于临界冷却速度冷却，以获得⾮扩散型转变组织，如马⽒体、贝⽒体和奥⽒体等的热处理⼯艺 P2276.Ti，V， Zr等元素主要是提⾼钢的淬透性。
（X）P169钢中的弥散分布的特殊碳化物，将显著提⾼钢的强度、硬度和耐磨性，⽽不降低其韧度7.铸铁都是硬⽽脆的。
P239（X）8.T12与20CrMnTi相⽐，淬透性与淬硬性都较⾼。
（X）P185、P189 T12为碳素⼯具钢，优点是容易锻造、加⼯性能良好，⽽且价格便宜；缺点是淬透性低，Si、Mn含量略有改变，就会对淬透性产⽣较⼤的影响。
20CrMnTi为中淬透性渗碳钢，其淬透性和⼒学性能均较⾼9.拖拉机齿轮，⽤45钢调质，以获得⼼部韧性，再表⾯淬⽕以获得表⾯的耐磨。
（X）P185 进⾏调质处理，以得到强度与韧度良好配合的综合⼒学性能10.某弹簧，⽤60钢制造，淬⽕＋中温回⽕。
（√）P185 热成形弹簧⼀般要进⾏淬⽕（~850°C）及中温回⽕（350°C~500°C）处理。
耐磨件则进⾏淬⽕（~850°C）及低温回⽕（200°C~250°C）处理11.热加⼯后的显微组织是纤维组织。
（X ）P42 冷变形加⼯（塑性变形）后会出现纤维组织和织构现象，强度、硬度提⾼，塑性韧度下降12.⾦属结晶时，冷速愈⼤，则晶粒愈细。
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。
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4.9 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。
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。
(完整word版)工程材料习题解答.doc(word文档良心出品)
1-2假设塑性变形时材料体积不变，那么在什么情况下塑性指标δ、ψ之间能建立何种数学关系。
解：无颈缩情况下，L0S0＝L1S1 ……①δ＝（L1- L0）/ L0，ψ＝（S0- S1）/ S0 ……②②代入①化简得（δ+1）(1-ψ)=11-3 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变改支架的截面与结构形状尺寸。
答：选用第三种。
因为工件的刚性首先取决于其材料的弹性模量E，又与该工件的形状和尺寸有关。
而材料的弹性模量E难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法改变，所以选第三种。
l-5在零件设计与选材时，如何合理选择材料的σp、σe、σs、σb性能指标?各举一例说明。
答：σp：当要求弹性应力和弹性变形之间保持严格的正比关系时。
σ工‹σpσe：工程上，对于弹性元件，要求σ工‹σeσs：对于不允许有明显塑性变形的工程零件，要求σ工‹σs σb：对塑性较差的材料，要求σ工‹σb例如：σp-炮管、σe-弹性元件、σs-紧固螺栓、σb-钢丝绳1-6现有两种低强度钢在室温下测定冲击韧性，其中材料A的A K =80J，材料B的A K =60J，能否得出在任何情况下材料A的韧性高于材料B，为什么？答：不能。
因为影响冲击韧性的因素很多。
1-7实际生产中，为什么零件设计图或工艺卡上一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
2-1常见的金属晶体结构有哪几种：它们的原于排列和晶格常数有什么特点?。
α—Fe、γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、C r、V、Mg、Zn各属何种结构?答：体心：α—Fe、C r、V 面心：γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、密排六方：Mg、Zn 2-2已知γ-Fe的晶格常数要大于α-Fe的晶格常数，但为什么γ-Fe冷却到9120C转变为α-Fe时，体积反而增大？答：这是因为这两种晶格的致密度不同，γ-Fe的致密度是74%，α-Fe 的致密度是68%，当γ-Fe冷却到9120C转变为α-Fe时，由于致密度变小，导致了体积反而增大。
工程材料学课复习题及答案.doc
工程材料学（下）复习题（70题）钢铁强化途径（6题）通过结构途径来提高強度有哪两种？完全消除缺陷或引入大S缺陷。
什么是晶须？高纯度单品生长而成的微纳米级的短纤维。
金属材料的强化方法有哪些？同溶强化、沉淀强化、细晶强化、时效强化、位错、马氏体强化。
碳在铁碳合金中的存在形式？固溶在铁素体奥氏体屮、渗碳体、游离态石墨。
CHSS、AHSS、DP、TRIP 分别是什么?CHSS普通商强钢、AHSS超高强钢、DP双相钢、TRIP相变钢。
塑、初断裂的变形量分界？5%o调质钢（6题）调质处理的工艺、性能和组织分别是怎样的？淬火+岛温回火；综合力学性能为主、强韧性；回火索氏体。
调质钢一般含C量范围？0.3%〜0.6%，中碳。
碳钢调质后強度和合金钢调质后強度分别是多少？800MPa； lOOOMPa。
获超高强韧的充要条件？马氏体为基体；低碳马氏体。
超高強度钢的类型？低合金超高强度钢、二次硬化钢、马氏体时效钢、超高强度不锈钢。
二次硬化的主要合金元素？Mo、V。
弹簧钢（6题）弹簧的二大功用？储能、减鹿。
对弹簧钢的性能要求？高屈服强度、高屈强比、一定韧性。
弹簧钢一般含碳量？其常见合金元素及钢号？0.5%〜0.65%; Si Mn； 60Si2Mrio弹簧钢的一般热处理工艺和组织？淬火+中溢回火；回火屈氏体。
大小弹簧一般成形方式？大婢簧一热成型；小婢簧一冷加.1:。
弹簧样式主要有哪些？拉、压、板、扭簧。
表面强硬化之渗碳与氮化（10题）表面强硬化方法主要有哪些？化学热处理、感应淬火、表面淬火。
要求表硬里韧的零件，其热处理工序？为何不能颠倒？先整体P局部；如颠倒，先局部P整体则表浙硬度不复存在。
重要的齿轮、凸轮、轴等零件为何要求表里不一的性能？以接触疲劳为主，按其工作方式和受载方式，表面强硬心部强韧。
渗碳钢的含碳量范围？渗碳浓度范围？0.1%〜0.25%; 0.7%~1.2%。
渗碳层深度范围？如何测量渗层厚度？0.6〜2.0mm; 表面至半马氏体层。
(完整word版)工程材料第四版答案(word文档良心出品)
工程材料习题1、材料的结构与性能特点1.2 填空题(1) 同非金属相比，金属的主要特性是( ① 热和电的良导体② 正的电阻温度系数③ 不透明、有金属光泽④ 塑性高、强韧性好 )。
(3) 在立方晶系中，{120}晶面族包括( (120) (102) (012) )等晶面。
(4) γ-Fe 的一个晶胞内的原子数为( 4 )。
1.3．选择正确答案(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(4) 固溶体的晶体结构：a.与溶剂相同 b ．与溶质相同 c ．与其他晶型相同(5) 间隙相的性能特点是：a ．熔点高、硬度低b ．硬度高、熔点低．c 硬度高、熔点高1.4．综合分析题（2）Fe -α、AI 、Cu 、Ni 、V 、Mg 、Zn 各属何种晶体结构？答：① 体心立方：Fe -α、V ② 面心立方： Al 、Cu 、Ni ③ 密排六方： Mg 、Zn（8）什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？答：固溶强化：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。
固溶强化原因：溶质原子引起晶格畸变，使变形抗力增加。
2 金属材料组织和性能的控制2.2．填空题(1) 结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是( 形核 )和（ 晶核长大 ）。
(2) 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是( 增加晶核数量，或阻碍晶粒长大 )。
(3) 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是( 能量差 )，阻力是( 表面能 )。
(4) 过冷度是指(理论结晶温度 - 开始结晶温度)，其表示符号为( T ∆ )。
(5) 典型铸锭结构的三个晶区分别为( 表面细晶区 )、( 柱状晶区 )和（ 中心等轴晶 ）。
(6) 固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度( 高 )。
(7) 固溶体出现枝晶偏析后，可用(扩散退火)加以消除。
(8) 一合金发生共晶反应，液相L 生成共晶体(βα+)。
共晶反应式为( L —（α+β）)，共晶反应的特点是( 在恒温下进行，三相共存 )。
工程材料题库(答案版)
一．名词解释1．断裂韧性(度)K2. 过冷度 3变质处理4.同素异构转变IC5．调质处理6．屈服现象7．相8．枝晶偏析9．形变（加工）硬化10．热处理11. 组织 12. 扩散13.工程材料 14. 晶体 15. 合金 16. 固溶体17固溶强化 18. 淬火 19．热变形 20．冷变形21．再结晶22、残余奥氏体 23、临界（淬火）冷却速度 24、间隙固溶体25．马氏体 26、细晶强化 27、回火稳定性 28、淬透性29、强度 30、硬度 31刚度 32、弹性模量33、塑性 34、冲击韧性 35、屈服极限 36、条件屈服强度37、疲劳极限 38、晶体结构 39、晶格 40、晶胞答案：：材料有裂纹存在时抵抗脆性断裂的能力。
1．断裂韧性(度)KIC2. 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差。
3．变质处理：在液态金属中加入高熔点或难熔的孕育剂或变质剂作为非自发晶核的形核核心，以细化晶粒和改善组织的方法。
4．同素异构转变：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。
5．调质处理：淬火后高温回火称为调质。
6．屈服现象：金属发生明显塑性变形的现象。
7．相：凡是化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分。
元素不一定单一。
8．枝晶偏析：当冷却速度较快时，原子扩散速度不均匀而造成的结晶后的成分不均匀的现象。
9．形变（加工）硬化：金属在冷态下进行塑性变形时，随着变形度的增加，其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。
10．热处理：将固态金属或合金在一定的介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需性能的工艺。
11．组织：用肉眼或显微镜观察到的材料的微观形貌，它可以是单相的，也可以是由一定数量、形态、大小和分布方式的多种相组成。
12．扩散：原子在晶体中移动距离超过其平均原子间距的迁移现象。
13．工程材料：以强度、韧性、塑性等机械性能为主要要求，用于制作工程结构和零件、工具及模具的材料。
工程材料基础知识 课后习题答案
第一章工程材料基础知识参考答案1．金属材料的力学性能指标有哪些？各用什么符号表示？它们的物理意义是什么？答：常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力（即应力σ，单位为Mpa）表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示：硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬程度的指标，是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度，用符号αk表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用σ–1表示，单位为MPa。
2．对某零件有力学性能要求时，一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求，这是为什么？答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3．比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
答：（1）布氏硬度测量原理：采用直径为D的球形压头，以相应的试验力F压入材料的表面，经规定保持时间后卸除试验力，用读数显微镜测量残余压痕平均直径d，用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度测量范围：用于原材料与半成品硬度测量，可用于测量铸铁；非铁金属（有色金属）、硬度较低的钢（如退火、正火、调质处理的钢）（2）洛氏硬度测量原理：用金刚石圆锥或淬火钢球压头，在试验压力F 的作用下，将压头压入材料表面，保持规定时间后，去除主试验力，保持初始试验力，用残余压痕深度增量计算硬度值，实际测量时，可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
固溶强化：固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高的现象弥散强化：倘若脆性第二相颗粒呈弥散状均匀分布在基体相上，由于第二相粒子与位错的交互作用阻碍了位错运动从而提高了合金塑性变形抗力，则可显著提高合金的强度的现象细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬塑性和韧性的方法热加工：凡是在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加工叫做热加工冷加工：凡是在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工叫做冷加工称过冷度。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差T0-Tn=T枝晶偏析：由于固溶体结晶一般按树枝状长大，使这种晶内偏析也呈树枝状分布。
本质晶粒度：表示在一定加热条件下，奥氏体晶粒长大倾向性的高低。
加工硬化：随着变形量增大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体塑性变形能力迅速增大，强度硬度明显升高，塑形和韧性下降。
回复：冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时，其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的某些变化。
再结晶：这一过程也是一个形核和核长大的过程，因其新旧晶粒的晶格类型完全相同，只是晶粒形态发生了变化，所以称之为再结晶。
二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经许多次回火后，才进一步提高其硬度。
这种硬化现象为二次硬化。
回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。
退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。
正火：亚共析钢加热到Ac3+30~ 50℃，共析钢加热到Ac1+30~50℃，过共析钢加热到Accm+30~ 50℃，保温后空冷的工艺。
淬火：淬火是将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上，保温后以大于临界冷却速度Vk冷却，使奥氏体转变为M或B下的热处理工艺。
回火：回火是指将淬火钢加热到Ac1以下的某温度保温后冷却的工艺。
冷处理：将淬火钢继续冷却到-70～-80℃（或更低温度），并保持一段时间，使残余奥氏体在继续冷却中转变为马氏体。
调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。
淬透性：淬透性指钢在淬火时获得M的能力，其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。
淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。
回火脆性：在某些温度范围内回火时，淬火钢会出现冲击韧度显著下降的现象。
第一类回火脆性：低温回火脆，火钢在250-350℃回火时出现的脆性。
第二类回火脆性：高温回火脆，淬火钢在500-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。
不锈钢晶间腐蚀：晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象。
它是不锈钢某一温度下加热或冷却，Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降低，在介质作用下发生强烈腐蚀。
共晶反应：恒温下，某一成分液相同时结晶出两个成分不同的固相的反应。
共析反应：一定成分的固相，某一恒温下同时分解成两个成分与结构均不相同的固相反应。
临界淬火冷却速度：获得全部马氏体组织的最小冷却速度。
1、答：体心立方晶格（BCC ）中，晶面{110}和晶向<111>原子密度最大，面心立方晶格（FCC ）中晶面{111}和晶向<110>原子密度最大。
（2）P59，Fe -α属于体心立法晶格，Cu 属于面心立方晶格，虽然它们滑移系数目相同，但体心立方晶格Fe -α滑移方向数目小于面心立方晶格Cu ，故Cu 的塑性比Fe-α的好。
4、答：点缺陷：空位、间隙原子、置换原子；线缺陷：位错；面缺陷：晶界、亚晶界、相界5、答：金属型浇注小于砂型浇注，浇注温度高大于浇注温度高低，铸成薄壁小于铸成厚壁，厚大铸件表面小于中心部分，采用振动小于不采用振动。
10、答：多晶体晶粒越细，晶体单位体积中的晶界越多，且不同位向的晶粒页越多，塑性变形的抗力也越大，强度便越高。
多晶体晶粒越细，晶体单位体积中的晶粒数越多，同样的变形量便可分散在多个晶粒中发生，产生均匀变形，不致造成局部应力集中，具有较高的抵抗冲击载荷能力。
11、答：热变形时产生的加工硬化很快被再结晶产生的软化所抵消，因而热变形不会带来加工硬化效果。
12、答：（1）固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高的现象；（2）弥散强化：倘若脆性第二相颗粒呈弥散状均匀分布在基体相上，由于第二相粒子与位错的交互作用阻碍了位错运动从而提高了合金塑性变形抗力，则可显著提高合金的强度的现象；（3）细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬塑性和韧性的方法。
13、答：（1）对于共晶系来说，共晶成分合金的熔点低且凝固在恒温下进行，故流动性很好，分散缩孔小，热裂倾向小；（2）因为单相固溶体塑性好，变形均匀。
14、答：Fe -α：体心立方晶格；Fe -γ：面心立方晶格；C Fe 3:渗碳体，Fe 与C 形成的金属化合物，含碳量为6.69%，有固定的化学成分，渗碳体具有硬度和耐磨性，塑性很差，延伸率为零，熔点1227摄氏度；P ：珠光体，由铁素体和渗碳体组成的片层机械混合物，珠光体综合力学性能好；Ld ：莱氏体，由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。
由珠光体和渗碳体组成机械混合物称为变态莱氏体，或低温莱氏体Ld ’，莱氏体的性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性很差。
15、答：图形见P39：点： A 、G ； E 、P ；C 、S ；线：ACD 、AECF ；ECF 、PSK ；ES ；PQ ； GS ；区： 单相区，两相区，三相区。
1、主要特性点C — 共晶点，1148℃， wC=４.3% ，Lc → A+ Fe3C (Ld)S — 共析点，727℃， wC=0.77% ，As → F+ Fe3C (P)E — 1148℃，C 在Fe -γ中最大溶C 量， wC=2.11%， 也是钢、铁的分界点P — 727℃，C 在Fe -α中最大溶C 量， wC=0.0218%，a-F e ←→γ-Fe2、主要反应线ECF —共晶线，1148℃，67.6311.211483.4C Fe A L C o +−−→← -----→莱氏体， Ld PSK —共析线，727℃，67.630218.072777.0C Fe F A C o +−−→← -----→珠光体， P3、主要特性线GS ：冷却时，由奥氏体析出铁素体的开始线；加热时，铁素体溶入奥氏体的终止线；ES ：碳在γ-Fe 中的溶解度曲线；PQ ：碳在Fe -α中的溶解度曲线；4、相区⑴ 四个单相区：L 、γ、α、Fe3C⑵ 五个两相区: L+γ ，L+Fe3C ，γ+Fe3C ，γ+α，α+Fe3C⑶ 三个三相区：ECF (L+γ+ Fe3C)，PSK (γ+α+ Fe3C)16、答：室温下为二相组成物，热轧和锻造时塑韧性不好，容易开裂；在加热到1000~1250摄氏度时为单相固溶体，塑韧性好。
17、答：碳素工具钢的硬度随着含碳量的升高而增大，但强度降低，T10的含碳量为1%小于T12的含碳量1.2%，所以T10比T12的强度高，硬度低。
20、答：书P47图。
22、答：（1）珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变三种类型转变。
（2）马氏体具有体心正方晶格。
（马氏体的形态分板条和片状两类。
其形态主要取决于其含碳量。
C%小于0.3%时，组织几乎全部是板条马氏体。
C%大于1.0%C 时几乎全部是片状马氏体。
C%在0.3~1.0%之间为板条与片状的混合组织。
）23、答：P70，（1）奥氏体晶核的形成（2）奥氏体晶核的长大（3）残余渗碳体的溶解（4）奥氏体均匀化。
24、答：实际加热或冷却时存在着过冷或过热现象：所以它们表示临界温度：平衡时：A1 、A3、 Acm ；加热时：Ac1、Ac3、Accm ；冷却时：Ar1、 Ar3、 Arcm加热（冷却）时铁碳相图上各临界点的位置见P70。
30、答：珠光体类型组织：珠光体（P ）、索氏体（S ）、托式体（T ）,珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别，只是形态上的粗细之分，因此其界限也是相对的；贝氏体类型组织：上贝氏体（上B ）、下贝氏体（下B ）, 上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值,下贝氏体除了强度、硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是生产上常用的强化组织之一。
31、答：（1）随着马氏体含碳量的增高，其硬度也随之增高，尤其在含碳量较低的情况下，硬度增高比较明显，但当含碳量超过0.6%以后硬度增加趋于平缓；（2）C%小于0.3%时，组织几乎全部是板条马氏体。
C%大于1.0%C 时几乎全部是片状马氏体。
C%在0.3~1.0%之间为板条与片状的混合组织。
32、答：⑴无扩散性，⑵切变共格性，⑶降温形成，⑷高速长大，⑸ 转变不完全性。
33、答：（1）①调整硬度便于切削加工。
②消除内应力，防止加工中变形、开裂。
③细化晶粒，改善力学性能。
④为最终热处理作组织准备。
（2）1、均匀化退火（扩散退火），目的：消除偏析，使成分、组织均匀化，适于钢种：合金钢铸件、焊接件及锻坯。
2、完全退火（重结晶退火），目的：细化晶粒；消除内应力和组织缺陷；或者可作为最终热处理，适于钢种：亚共析碳钢、合金钢的铸锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。
3、 等温退火，目的：同完全退火，适于钢种：亚共析钢；4、球化退火，目的： 使Fe3C 球化→ 硬度↓ →切削性↑均匀组织、为淬火作组织准备，适于钢种： 共析钢和共析钢、合金工具钢。
5、去应力退火，目的：消除冷加工后的内应力，以稳定尺寸，减少变形。
应用钢种：低碳钢500℃；中碳钢500~650℃；切削量大、形状复杂的刀具模具等，淬火前600~700℃；冷卷弹簧，250~350 ℃。
（3）1、从切削加工性上考虑（最佳切削硬度170～220HBS）：低、中碳钢→正火，中高碳钢、合金工具钢（0.5～0.75％C）→完全退火，高碳钢（>0.75％C）→球化退火。
2、从使用性能上考虑：①对性能要求不太高的零件，选用正火作为最终热处理。
②作为预备热处理：工具钢→正火+球化退火；结构钢→正火；返修件、尺寸较大及形状复杂零件→退火34、答：退火、正火、淬火、回火。
37、答：（1）1、单介质淬火法，2、双介质淬火法，3、分级淬火法，4、等温淬火法(2)了解他们的主要操作方法：P93。
38、答：（1）对于合金钢，因为大多数元素合金阻碍奥氏体晶粒的长大。
（2）由于合金元素能使铁碳原子扩散速度减慢，使淬火钢回火加热时马氏体不易分解，析出的碳化物也不易聚集长大，保持一种较细小，分散的组织形态，从而使钢的硬度随回火温度的升高而下降。
（3）合金元素镉的加入可以使E、S点左移。
39：答：（1）渗碳目的：提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时保持心部良好的韧性。
（2）因为含碳量高则心部韧性降低。
（3）含碳量过低，则表面硬度、耐磨性下降；含碳量过高，心部韧性下降。
40、答：（1）索氏体和回火索氏体都是珠光体类的组织，索氏体是层片状的细珠光体，回火索氏体是颗粒状的细珠光体；（2）屈氏体和回火屈氏体都是珠光体类的组织，但是后者的碳化物趋向球化、铁素体趋向多边形，转变的应力得到松弛，珠光体之间的间距更小，因此组织较前者更细；（3）马氏体中的碳以 碳化物的形式析出，使马氏体的过饱和度降低，析出的碳化物以极小片状分布在马氏体基体上，形成回火马氏体。