工程材料作业复习思考题1

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工程材料复习思考题A

《工程材料》复习思考题一、填空题1.在实际的金属结构中，存在有（）（）（）缺陷。

2.金属的塑性变形在大多数情况下是以滑移方式进行的，而滑移是由于滑移面上（）运动而造成的。

3.合金元素能提高钢的淬透性本质，它的本质是合金元素是它们C曲线（）移。

4.钢中的杂质S是由（）和（）带入到钢中的，P是由（）带入到钢中的。

5.两种或两种以上的金属元素或金属元素和非金属元素组成，并且具有（）特性的物质称为合金。

6.钢的热处理是指钢在（）下施以不同的（）（）（），以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺。

7.金属材料强化手段有（）（）（）三种。

8.等温转变的组织产物有（）（）（）（）（）。

9.金属铸锭的组织由三层形状和大小不同的晶粒组成的，分别是（）（）（）。

10.在炼钢中，Si是作为（）加入钢中的。

11.球化退火主要用于（）和（）钢，完全退火主要应用与（）钢。

二、判断题1.冷加工是指在室温状态下的塑性变形。

（）2.在碳钢中,Mn大部分溶于渗碳体中，形成合金渗碳体；一部分溶于铁素体，形成置换固溶体。

（）3.回复和再结晶都使晶粒的大小和形状发生明显变化。

（）4.S、P都是碳钢中的有益元素。

（）5.上贝氏体的机械性能比下贝氏体的好。

（）6.凡经过淬火的金属都能提高其硬度。

（）7.T8钢属于碳素工具钢，它也是高碳钢。

（）8.强度和塑性成反比，强度高的材料塑性就低。

（）9.中碳钢是指含碳量在0.2％—0.6％之间的碳钢。

（）10.钢中的杂质P会引起钢的冷脆性，即使钢在室温下的塑性急剧下降。

（）11.面心立方晶格和体心立方晶格具有相同的滑移系数，因此可以说铁在高温和低温的时候塑性都是一致的。

（）12.铁素体和奥氏体的根本区别就是在于固溶度不同，前者小而后者大。

（）13.无论何种成分的碳钢，随着含碳量的增加，组织中铁素体相对量减少，珠光体相对量增加。

（）14.凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变。

（）15.甲材料的硬度值为HRC35，乙材料的硬度值为HB230，所以乙材料比甲材料硬。

机械工程材料复习思考题

机械工程材料复习思考题一、填空题：1．材料常用的塑性指标有和。

2．检验淬火钢成品件的硬度一般用，检测退火件、正火件和调质件的硬度常用，检验氮化件和渗金属件的硬度常用硬度试验。

3．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是，其单位是。

4．疲劳断裂是零件在应力作用下发生的断裂现象。

5.材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力称为。

6带有裂纹的零件在外力作用下不发生脆断的条件是。

7．金属晶体的主要晶格形式有、和。

8.在立方晶系中，晶面指数与晶向指数相同时，则晶面与晶向相互。

9．金属晶体中主要的面缺陷是和。

10．位错主要有两种形式，即和。

11．点缺陷有和两种。

12.合金的基本相构成包括和两种类型。

13.固溶体可分为和两种类型。

14．金属的结晶过程主要由和两个基本过程组成。

15．金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越，晶粒越，强度越，塑性越。

16．在金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有、和。

17．与之差称为过冷度。

越大，过冷度也越大。

18.杠杆定律仅适用于二元合金的相区。

19．枝晶偏析是指晶粒内部不均匀的现象。

20．实际生产中，若要将钢热锻和热轧时，必须把钢加热到相区。

21．共析成分的铁碳合金室温平衡组织是，其组成相是。

22．常温下，金属单晶体的塑性变形方式为和。

23．与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是和。

24．在金属学中，冷加工与热加工的划分是以来界定的。

25.金属塑性变形不均匀产生的内应力一般可分为类型。

26．影响再结晶温度的主要因素有、和等几个方面。

27.根据过冷奥氏体转变产物不同，将等温冷却转变分为、和三种类型28．硫存在于钢中会使钢产生；磷存在于钢中会使钢产生。

29．钢中有害杂质元素主要是、。

30．按钢中合金元素总含量，可将合金钢分为、和。

31.马氏体的组织形态主要分为两大类，即和。

32.奥氏体转变为马氏体，晶格类型发生转变，使得马氏体体积。

33.共析钢在连续冷却转变过程中没有转变。

34.常用的淬火方法有、、和等。

材料工程复习思考题部分答案

材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念，新理论。

而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。

6、进行材料设计时应考虑哪些因素？答：. 材料设计的最终目标是根据最终需求，设计出合理成分，制订最佳生产流程，而后生产出符合要求的材料。

材料设计十分复杂，如模型的建立往往是基于平衡态，而实际材料多处于非平衡态，如凝固过程的偏析和相变等。

材料的力学性质往往对结构十分敏感，因此，结构的任何细小变化，性能都会发生明显变化。

相图也是材料设计不可或缺的组成部分。

7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；三，材料的品质要一致。

8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。

答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）；橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。

10、如何区分传统材料与先进材料？答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，是很多支柱产业的基础。

先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。

二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展。

工程材料复习思考题

工程材料复习思考题第1章材料的性能1．何谓力学性能？材料的力学性能主要包括哪些方面？2．何谓工艺性能？材料的工艺性能主要包括哪些方面？3．为什么机械零件设计大多以屈服强度为设计依据？4．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。

A K、ψ、δ、σ0.2、σs、σb、σe、HRC、HV、σ-1、HBS、E。

5．某金属材料的拉伸试样l0 =100mm，d0=10mm。

拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷) F0.2=6.5×103 N；F b=8.5×103 N。

拉断后标距长为l l =120mm，断口处最小直径为d l =6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb 、δ、ψ 。

6. 试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。

下列几种工件的硬度该用哪种硬度法测量：锉刀、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、表面有很薄的硬化层的工件。

7. 根据GB700—88《碳素结构钢》的规定，牌号为Q235钢的力学性能应达到：σs≥235MPa，σb≥375Mpa，δ5≥26％，ψ≥50％。

现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm 的标准短试样〔试样的标距等于5倍直径〕进行拉伸试验，测得的试验数据是Fs=20kN，F b=32kN，断后标距长l1 =65mm，d1=6.3mm。

．试问这批钢材合格否?第2章材料的结构1．解释下列名词：晶格、晶胞、晶粒、晶界、亚晶界、晶面、晶向、晶格常数、合金、相、显微组织、固溶体、金属化合物、固溶强化、组元。

2．金属的常见晶格有哪三种?说出名称并画图示之。

3*．在面心立方晶格中，指出原子排列最密的晶面和晶向；试画出图形。

并计算其晶面和晶向的最大原子密度。

4．为什么单晶体有各向异性，．而多晶体的金属通常没有各向异性?5．什么叫晶体缺陷?晶体中可能有哪些晶体缺陷?它们对金属材料的力学性能有何影响? 6．固态合金中固溶体相有哪两种?化合物相有哪三种?它们的力学性能有何特点?7．固溶体的固溶度取决于哪些因素?第3章材料的凝固1．解释名词：过冷现象、过冷度、平衡状态、相图、匀晶转变、共晶转变、枝晶偏析、变质处理2．试述纯金属的结晶过程。

土木工程材料思考题

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问题？
❖ 为什么水泥颗粒越细，水化放热越快？
答: 水泥矿物的水化反应是放热反应，水泥颗粒越细，水化反应速度越快。
❖ 硅酸盐水泥熟料的四种矿物中，哪一种水化热最大？哪一种水化热最小？
答：铝酸三钙C3A水化热最大；硅酸三钙C3S次之；硅酸二钙C2S水化热最小。
❖ 为什么要限制水泥的不溶物含量和烧失量？
合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉；在5～30min内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；在45min到 12h内凝结硬化的为白色水泥；加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。
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鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要是根据
四者的特性来区分。生石灰加水，发生消解成为消
不符合要求
细度
不合格品
凝结时间
（初凝）废品
（终凝）不合格品
体积安定性
废品
强度
不合格品或降低等级
不溶物和烧失量
不合格品
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问题？
❖ 降低水泥石中Ca(OH)2的含量，对水泥的耐腐蚀性有什么作用？为什么？
答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化学腐蚀和软水腐蚀的能力。
6 受侵蚀性介质作用的混凝土
矿渣、火山灰、粉煤灰、复合水泥
可以选用普通水泥
不宜选用
矿渣、火山灰、粉煤灰、复合
水泥
矿渣水泥
火山灰、粉煤灰水泥
矿渣、火山灰、粉煤灰、复合
水泥
矿渣水泥
矿渣水泥
火山灰、粉煤灰、
硅酸盐水泥
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现代工程材料习题与思考题-学生用-作业

第一部分习题与思考题1、名词解释：抗拉强度、屈服强度、刚度、疲劳强度、冲击韧性、断裂韧性。

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。

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？5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？（ 1）锉刀（2）黄铜轴套（3）供应状态的各种碳钢钢材（ 4）硬质合金刀片（5）耐磨工件的表面硬化层第二部分习题与思考题1 、解释下列名词：(1) 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体；(2) 铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体 (L d 和 L' d ) ；2、画出 Fe-Fe 3 C 相图，并进行以下分析：(1) 标注出相图中各区域的组织组成物和相组成物；(2) 分析 0.4%C 亚共析钢的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量；合金的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量。

3 、根据 Fe-Fe 3 C 相图；计算：(1) 室温下，含碳 0.6% 的钢中铁素体和珠光体各占多少 ?(2) 室温下，含碳 0.2% 的钢中珠光体和二次渗碳体各占。

多少 ?(3) 铁碳含金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。

4、现有形状尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们分别为 0.20%C ； 0.4%C ； 1.2%C ；3.5%C 合金。

根据所学知识，可有哪些方法来区别它们 ?5、根据 Fe-Fe 3 C 相图，说明产生下列现象的原因：(1) 含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高；。

(2) 低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差；(3) 在l100 ℃，含碳 0.4% 的钢能进行锻造，含碳 4.0% 的生铁不能锻造；(4) 钢锭在 950 ～1100 ℃正常温度下轧制，有时会造成锭坯开裂；(5) 一般要把钢材加热到高温 ( 约 1000 ～ 1250 ℃ ) 下进行热轧或锻造；(6) 钢铆钉一般用低碳钢制成；(7) 绑扎物件一般用铁丝 ( 镀锌低碳钢丝 ) ，而起重机吊重物却用 60 、 65 、 70 、 75 等钢制成的钢丝绳；(8) 钳工锯 T8 、 T10 、 T12 等钢料时比锯 10 、 20 钢费力，锯条易磨钝；(9) 钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。

工程材料基础思考题

《工程材料基础》课程思考题第一章工程材料的结构与性能1、各种结合键有何特点，其所构成的物质有何性能特点？材料的性能主要取决于哪些因素？2、体心、面心、密排六方晶体结构有何特点？3、何谓晶体、晶体结构、晶格、晶胞和非晶体？4、何谓晶面、晶向，如何确定晶面和晶向指数？5、何谓单晶体和多晶体？6、何谓各向异性，为什么单晶体具有各向异性，而多晶体往往没有各向异性？7、何谓点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷，他们在晶体中的表现形式有哪些？8、点缺陷和位错对晶体的强度、硬度、塑性、韧性、电阻率等有何影响？9、非晶态材料的原子排列有何特点，其是否处于稳定状态？10、何谓合金，合金中相、组织的概念是什么？11、何谓固溶体，其晶体结构与其组元有何关系？12、何谓置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体和有限固溶体？13、何谓金属间化合物，其晶体结构与其组元有何关系？14、常见金属间化合物有哪几种，各有何特点？15、固溶体和金属间化合物对合金的力学性能有何影响？16、何谓高聚物，构成高聚物分子的原子之间以何种结合键相连，高聚物分子之间以何种结合键相连？17、为什么高聚物在高温下易软化？18、何谓高聚物的结构单元，高聚物大分子链有哪几种几何形态？19、何谓高聚物的聚集态结构？20、何谓陶瓷，其主要组成相有哪些，其性能主要取决于什么相？21、材料的强度指标有哪些，其含义是何？22、材料的塑性指标有哪些，塑性对于材料有何重要意义？23、何谓材料的硬度，常用的测试材料硬度的方法有哪些，其适用范围如何？24、材料承受冲击的性能用何性能指标表示，温度对材料的耐冲击性能有何影响？25、何谓断裂韧性，其有何实际意义？26、材料的耐磨性主要取决于哪些因素？27、何谓蠕变，其产生机制为何？28、何谓材料的电极化现象，何谓压电现象和电致伸缩现象？29、根据对外加磁场的反应，可将物质分为哪几类，其各有什么特点？30、何谓物质的特征光谱？31、如何防止材料的电化学腐蚀？32、什么是材料的工艺性能，其有何重要意义？第二章金属材料的凝固与固态相变1、什么是凝固，什么是结晶，什么是结晶过冷度，结晶的驱动力是什么？2、非晶体和晶体的凝固有何不同？3、结晶过程可分为哪两个阶段？4、结晶形核有哪些方式，采用哪一种形核方式更易形核，为什么？5、晶核的长大方式有哪些？6、影响晶核形核率和长大率的因素主要有哪些，如何影响？7、如何控制结晶后的晶粒大小，金属的晶粒大小有何重要性？8、何谓同素异构和同分异构现象？9、热力学中的平衡是何含义，何谓平衡相（状态）图？10、何谓匀晶、共晶、包晶、共析转变？11、匀晶、共晶、包晶、共析相图中典型成分合金冷却过程的相变和组织变化有何不同？12、如何利用相图来大致判断合金的性能？13、铸锭的凝固组织有何特点，影响铸锭组织形成的因素有哪些？14、何谓铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体？15、在亚共析、共析、过共析钢和亚共晶、共晶、过共晶白口铸铁的平衡结晶冷却过程中，其相变和组织变化过程如何？16、网状渗碳体易在什么情况下产生，其对钢会产生何种危害？17、室温下，所有钢和白口铸铁的组成相是否相同，组织是否相同，其组织形貌各有何特点？18、含碳量对铁碳合金中渗碳体的量有何影响，对铁碳合金的力学性能有何影响？19、含碳量对钢中P的量有何影响，钢中P量对钢的力学性能有何影响？20、如何利用铁碳相图判断铁碳合金的力学性能和加工性能？21、加热时，钢中A的形成可分为哪几个阶段，影响A形成的主要因素有哪些，如何影响？22、哪些因素且如何影响A晶粒的大小，何谓本质粗晶粒钢和本质细晶粒钢？23、钢的晶粒大小与钢的屈服强度大小有何关系？24、何谓C曲线，依据C曲线，过冷奥氏体在不同温度下可发生哪些类型的组织转变？25、影响C曲线位置和形状的主要因素有哪些，如何影响？26、依据珠光体组织的粗细，可将珠光体组织分为哪几类，其力学性能有何不同？27、何谓马氏体、上贝氏体和下贝氏体，其组织和力学性能有何特点？第三章金属材料的塑性变形1、何谓为塑性变形，晶体塑性变形的主要方式有哪些？2、何谓晶体的滑移系，组成滑移系的滑移面和滑移方向有何特点？3、何谓分切应力和临界分切应力，何谓“软位向”和“硬位向”？4、多晶体中晶粒取向对晶体塑性变形有何影响？5、晶界对晶体塑性变形有何影响？6、为什么细化晶粒可以提高金属强度，并改善金属的塑性和韧性？7、何谓形变强化，其机理是什么？8、塑性变形后，金属内部组织、性能有何主要变化？9、塑性变形可产生哪些残余应力，残余应力有何危害和可利用之处，如何消除残余应力？10、经冷塑性变形的金属在加热到一定温度时，其组织和性能会发生哪些主要变化，为什么？11、何谓回复、再结晶，对应于回复、再结晶过程，冷变形金属的组织和性能将相应发生何种变化？12、何谓再结晶温度？13、金属的形变强化有何利弊，如何利用何消除形变强化？14、为什么在高温下，金属的晶粒会长大？15、何谓冷变形和热变形，为什么往往将金属加热到高温进行塑性变形？16、金属塑性变形时形成的纤维组织对金属力学性能有何影响？17、对金属进行加工时，应如何考虑纤维组织的分布？18、何谓金属的塑性加工性能，其用何种指标来加以衡量？19、影响塑性加工性能的主要因素有哪些，如何影响？第四章金属材料热处理1、何谓热处理，其可分为几大类？2、何谓退火，退火分为哪几种，加热温度范围有何不同，其目的如何？3、何谓正火，加热温度范围如何，目的如何？4、退火与正火的冷却过程有何不同，获得的组织有何异同，力学性能有何不同？5、根据钢的硬度不同，应如何选择相应的热处理工艺来改善其切削加工性能？6、何谓淬火，对应于亚共析钢、共析钢和过共析钢，其淬火加热温度范围有何不同，为什么？7、何谓淬火临界冷却速度，淬火时冷却速度太慢会产生何种不良结果，太快又会产生什么不良结果？8、常用淬火冷却介质有哪些，其冷却能力有何不同，选择淬火冷却介质的依据是什么？9、常用的淬火冷却方法有哪些，各有何特点？10、一般情况下，钢经淬火能否得到100%的马氏体组织，为什么？11、在淬火冷却时，为得到尽可能多的马氏体，减少残余奥氏体，可采取什么样的处理方法？12、表面淬火的目的是什么，有哪些表面淬火方法，各有何特点？13、何谓钢的回火，回火的目的是什么，回火工艺能否单独使用？14、回火时，随回火温度升高，钢的淬火组织和力学性能将如何变化？15、何谓回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体组织，其组织和力学性能有何不同？16、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体与马氏体、托氏体、索氏体又有何不同？17、低温回火、中温回火、高温回火各得到什么组织，其力学性能有何特点，各适用于什么工作条件要求的零件？18、何谓调质处理？其力学性能特点是什么？19、合金元素的加入对钢在回火过程中的组织变化和力学性能有何影响？20、何谓回火脆性，分哪几类，如何防止或消除？21、何谓钢的淬透性，用何表示？何谓淬硬性，用何表示？22、淬透性有何实际意义，影响淬透性的主要因素有哪些，如何影响？23、淬透性与选材有何关系？24、何谓固溶热处理和时效强化，时效温度对时效获得的硬度有何影响？25、何谓化学热处理，其目的是什么？26、渗碳、渗氮、碳氮共渗的热处理工艺有何不同，分别经过渗碳、渗氮、碳氮共渗热处理后，钢的心部组织和表层组织各为什么？27、分别经渗碳、渗氮、碳氮共渗热处理后，渗层的厚度、零件的变形程度和性能有何不同？28、对热处理零件有哪些结构工艺性要求？第五章金属材料表面改性处理1、什么是表面改性处理，主要有哪些方法？2、氧化处理和磷化处理的原理和作用是什么？3、电镀的原理是什么？4、化学气相沉积和物理气相沉积的基本原理是什么？5、热喷涂的基本原理是什么，通过喷涂不同的材料可以改进零件的哪些性能？第六章金属材料1、钢中常见的杂质有哪些，对钢得性能有何影响？2、何谓钢的热脆和冷脆，主要由何元素引起？3、分别按化学成分、冶金质量和用途，可将钢分为哪些类别？4、各种碳钢、合金钢按何规则进行编号？5、钢中的合金元素通过哪些途径可以提高钢的强度和硬度？6、钢中的合金元素对铁碳相图有何影响？7、哪些合金元素阻碍奥氏体晶粒长大，哪些合金元素促进奥氏体晶粒长大？8、合金元素的种类和加入量对钢的淬透性有何影响？9、碳钢与合金钢、低合金钢与高合金钢，谁的淬透性更高，为什么？10、合金元素对钢的回火有何影响，哪些合金元素易产生第二类回火脆性，哪些合金元素可抑制第二类回火脆性？11、何谓“二次硬化”，其产生机理是什么？12、对结构钢和工具钢的使用性能要求有何显著不同？13、结构钢和工具钢在含碳量上有何不同，为什么？14、结构钢和工具钢在主加合金元素上有何不同，为什么？15、合金元素在结构钢中和在工具钢中的主要作用有何异同？16、各种结构钢的预备热处理与最终热处理工艺按何原则确定？17、渗碳钢和调质钢的含碳量有何特点，热处理工艺有何特点？18、为什么高速钢中碳、钨、钼、铬等元素的含量很高？高速钢的热处理有何特点？19、工具钢的预备热处理与最终热处理工艺按何原则确定？20、为什么以工具钢制作冷作模具时，其最终热处理是淬火+低温回火，而制作热作模具时，其最终热处理为淬火+高温回火（或多次高温回火）？21、为什么以工具钢制作量具时，淬火后要进行冷处理，而后再回火？22、不锈钢分哪几类，其化学成分、热处理、室温组织和性能有何特点？23、耐磨钢的成分、牌号有何特点？24、按碳主要是以渗碳体或石墨的形式存在可将铸铁分为哪几类？25、按石墨的存在形态不同可将铸铁分为哪几类，其性能各有何特点？26、石墨在铸铁中可产生哪些好与不利的作用?27、如何编写铸铁的牌号？28、铸铁的基体有哪几类，其力学性能如何，可通过何种热处理获得？29、耐磨铸铁和耐热铸铁主要通过加入何种合金元素来提高铸铁的耐磨和耐热性能？30、工业纯铝如何编号?31、何谓变形铝合金和铸造铝合金，何谓可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金？32、铝合金可分为哪些类别，其牌号如何编写，性能各有何特点？33、何谓黄铜、青铜，其化学成分、性能有何主要特点，如何编写其牌号？34、对轴承合金有哪些性能要求，锡基、铅基轴承合金成分和性能特点如何?35、何谓形状记忆合金、减振合金、功能梯度材料、智能材料、纳米材料、非晶态材料？。

材料科学与工程复习思考题

第1章绪论思考题1．材料科学与工程的四个基本要素解：制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用2．材料科学与工程定义解：关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学。

3．按材料特性，材料分为哪几类？金属通常分哪两大类？无机非金属材料分哪四大类？高分子材料按使用性质哪几类？解：按材料特性，材料分为：金属材料、无机非金属材料、和有机高分子材料三类。

金属材料分为：黑色金属材料和有色金属材料。

无机非金属材料分为：混泥土（水泥）、玻璃、砖及耐火材料、陶瓷四大类。

高分子材料按使用性能分为：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等类。

4．金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性解：①金属材料的基本特性：a.金属键；b.常温下固体，熔点较高；c.金属不透明，具有光泽；d.纯金属范性大、展性、延性大；e.强度较高；f.导热性、导电性好；g.多数金属在空气中易氧化。

②无机非金属材料的基本性能：a.离子键、共价键及其混合键；b.硬而脆；c.熔点高、耐高温，抗氧化；d.导热性和导电性差；e.耐化学腐蚀性好；f.耐磨损；g.成型方式：粉末制坯、烧结成型。

③高分子材料的基本特性：a.共价键，部分范德华键；b.分子量大，无明显熔点，有玻璃化转变温度（Tg）和粘流温度（Tf ）；c.力学状态有三态：玻璃态、高弹态和粘流态；d.质量轻，比重小；e.绝缘性好；f.优越的化学稳定性；g.成型方法较多。

第2章物质结构基础Structure of Matter思考题1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？解：主量子数n、角量子数l、磁量子数m l、自旋量子数m s2．在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？解：泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则3．配位数及其影响配位数的因素解：配位数：一个原子周围具有的第一邻近原子（离子）数。

影响因素：①共价键数；②原子的有效堆积（离子和金属键合）。

工程材料思考题

1、一些合金结构钢有高温回火脆性的可能，有哪些措施可避免或减轻?2、有些零件为什么要经过调质处理，而不直接用正火态?3、对一般结构钢的成分设计时，要考虑其MS点不能太低，为什么?4、合金钢与碳钢相比，强韧性要好，主要原因是什么？5、退火后的低C钢板一般在深冲前，先进行一次少量变形的平整加工，然后常进行深冲，为什么?6、为什么比较重要的大截面的结构零件如重型运输机械和矿上机器的轴类，大型发电机转子等都必须用合金钢制造？与碳钢比较，合金钢有何优缺点？7、控轧技术是高温形变热处理的一种形式，实质是通过（？）提高钢强韧性。

8、对12Cr2Ni4、40Cr、T12钢的淬透性和淬硬性排序。

9、在具体选材时，钢的淬透性和淬硬性的主要应用意义各是什么？10、为什么40Mn2钢淬火加热时，过热敏感性比较大？11、大型弹簧为什么要先成形后强化，小型弹簧先强化后成形?小型弹簧成形后为什么进行低温退火?12、某精密镗床主轴用38CrMoAlA钢制,某重型齿轮铣床主轴用20CrMnTi制造,某普通车床主轴用40Cr钢制造.试分析比较说明它们各自应采用什么样的热处理工艺及最终的组织和性能特点13、某大型精密数控车床主轴的轴颈部位硬度要求为56～60HRC，其余部位为20～24HRC：（1）为该主轴选择两种以上的合适材料；（2）试给出该主轴的简明全厂加工路线；（3）分析该路线中所涉及的全部热处理工序之目的、组织和大致硬度范围。

14、针对某重型载货汽车连杆，试选择2种以上材料并给出具体牌号；为其制订简明的全厂加工工艺路线；能否采用表面强化方法显著提高该连杆的工作性能？为什么？15、桥梁（钢）从Q235→16Mn→15MnV变化，45钢调质处理后强度均高于以上三类钢，它能否用作桥梁？为什么？16、某一40Cr零件，技术要求σb≥700Mpa,ψ≥55%,经调质后零件的σb≈1000 MPa，550 MPa，ψ≈45％，65％，不合格，分析原因及补救措施17、航空发动机轴常选用40CrNiMoA钢制造较为理想。

复习思考题一工程材料(机制11)

复习一（工程材料部分）一、基本概念晶体、非晶体、晶格、晶胞、晶面、晶向、单晶体、多晶体、晶粒、晶界、结晶、同素异晶转变（重结晶）、过冷度、变质处理（孕育处理）、组元、.相、固溶体、金属化合物、机械混合物、固溶强化、相图、共晶反应、共析反应、热脆、冷脆、钢的热处理、化学热处理、索氏体、屈氏体（托氏体）、贝氏体、马氏体、临界冷却速度、淬透性、淬硬性、过冷奥氏体A’、残余奥氏体A＂、回火稳定性、二次硬化、回火脆性、红硬性、石墨化、球化处理、石墨化退火、固溶处理、时效强化。

二、基本知识点1.评定材料机械性能的常用指标、表示符号和物理意义2.单晶体与多晶体的区别3.金属中常见的三种晶格类型4.结晶的必要条件:5.结晶的基本规律6.晶粒大小对机械性能的影响及细化晶粒的主要方法7.合金相结构的主要特性：（固溶体，金属化合物，机械混合物）8.铁碳合金基本组织的概念、成分、组织结构和性能特征9.铁碳合金相图中特性点的物理意义、温度、含碳量10.铁碳合金相图中的特性线的物理意义11.铁碳合金各相区的组织12.铁碳合金的分类13.碳的含量与铁碳合金力学性能间的关系14.钢的结晶过程及组织转变（能用冷却曲线分析）15.共晶、共析反应式16.钢在加热时的组织转变（钢的奥氏体化即奥氏体的形成过程）17.钢在冷却时的组织转变（等温转变曲线的含义）18.常用热处理工艺的概念、目的、加热温度范围、冷却方式、热处理后组织和应用19.钢的分类、牌号、性能、热处理特点及其使用范围；20.常用铸铁的种类、牌号、生产特点、组织、性能及使用范围21.有色金属及其合金(铜合金、铝合金)的分类、牌号(代号)、性能及用途。

三、复习思考题1.金属的常见晶格类型有哪几种？它们的晶体结构有哪些差异？2.简述液态金属的结晶条件和结晶过程的基本规律。

怎么理解结晶与同素异晶转变？3.晶体的各向异性是怎样产生的？实际晶体为何各向同性？4.什么叫固溶强化？固溶强化是怎样形成的？5.晶粒大小对金属的力学性能有何影响？如何细化晶粒？6.下列情况是否有相变？①液态金属凝固；②同素异晶转变；③晶粒粗细变化。

《材料科学与工程概论》复习思考题1

《材料科学与工程概论》复习思考题一、名词解释1.磁化曲线：磁感应强度或磁化强度与外加磁场强度的关系曲线称为磁化曲线。

2.磁滞效应及磁化曲线：磁感应强度的变化总是落后于磁场强度的变化，这种效应称为磁滞效应。

由于磁滞效应的存在，磁化一周得到一个闭合回线，称为磁滞回线。

3.磁致伸缩：铁磁性物质在外磁场作用下，其尺寸伸长（或缩短），去掉外磁场后，其又恢复原来的长度，这种现象称为磁致伸缩现象（或效应）。

4. 硅酸盐材料：化学组成为硅酸盐类的材料称为硅酸盐材料，也称为无机非金属材料。

5. 水泥：水泥是一种粉末状的谁硬性胶凝材料，加入适量水拌合后成为塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并可将砂、石、纤维和钢筋等材料牢固地念接起来，成为有较高强度的石状体，是建造高楼大厦、桥梁隧道、港口码头等工程的主要材料。

6. 复合材料：将两种或两种以上的单一材料复合可获得新的材料，这些新的材料保留了原有材料的优点，克服和弥补了各自的缺点，并显示出一些新的特性，这就是复合材料。

7. 合金：由一种金属跟另一种或几种金属或非金属所组成的具有金属特性的物质叫合金。

8. 晶体：由结晶物质构成的、其内部的构造质点(如原子、分子)呈平移周期性规律排列的固体。

长程有序，各向异性。

9. 晶粒：结晶物质在生长过程中，由于受到外界空间的限制，未能发育成具有规则形态的晶体，而只是结晶成颗粒状称晶粒。

10.晶界：结构相同而取向不同晶粒之间的界面。

在晶界面上，原子排列从一个取向过渡到另一个取向，故晶界处原子排列处于过渡状态。

晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。

11.高分子材料：由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料等。

12.二、填空题材料分为天然材料和人工材料两大类。

材料的电学性能包括电阻率和电导率以及超导电性等。

材料的磁学性能中按照物质对磁场反应的大小可分为顺磁性、抗磁性、铁磁性。

材料的热学性能包括热容、热导率、熔化热、热膨胀、熔沸点等性质。

工程材料复习思考题(全)

工程材料复习思考题（全）《机械工程材料》复习思考题陈永泰第一章材料的性能1材料的力学性能主要存有哪些？强度，塑性，硬度，韧性及疲劳强度。

2详述低碳钢的形变－快速反应曲线（分成几个阶段，各特征点则表示什么含义）。

弹性变形阶段，屈服阶段，塑性变形阶段，颈变小阶段。

（画图）第二章材料的结构1体心立方晶格的墨排面和YCl方向各存有那些？面心立方晶格呢？{110}，<111>；{111}，<110>2与理想的晶体相比较，实际晶体在结构上有何特征？①多晶体结构；②具备晶体缺陷。

3为何晶粒越细，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好？金属的晶粒越细，晶界的总面积越大，势能制约越多，必须协同的具备相同李昭道的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高，从而引致金属强度和硬度越高。

金属晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，同时参与变形的晶粒数目也越多，变形越均匀，推迟了裂纹的形成和扩展，使得在断裂前发生较大的塑性变形，在强度和硬度同时增加的情况下，金属在断裂前消耗的功增大，因而其韧性也较好，因此，金属的晶粒越细，其塑性和韧性也越好。

4名词解释：二者固溶体金属化合物固溶加强云气加强二者：金属或合金中，凡成分相同，结构相同，并与其它成分存有界面分离的光滑组成部分。

固溶体：合金中，其晶体结构与共同组成元素之一的晶体结构相同的固相称作固溶体。

金属化合物：合金中，其晶体结构与共同组成元素之一的晶体结构均不相同的固相称作金属化合物。

固溶强化：随溶质质量增加，固溶体的强度，硬度增加，塑性，韧性下降，这种现象称为固溶强化。

云气加强：即为结晶加强。

若合金中的第二相以细小云气的微粒均匀分布在基体上，则可以明显提升合金的强度，称作云气加强。

5固态合金中的相分为几类？它们是如何定义的？（提示：晶格类型）1固溶体：合金中，其晶体结构与组成元素之一的晶体结构相同的固相称为固溶体。

金属化合物：合金中，其晶体结构与组成元素之一的晶体结构均不相同的固相称为金属化合物。

工程材料习题与思考题.doc

第一章习题与思考题1、名词解释：抗拉强度、屈服强度、刚度、疲劳强度、冲击韧性、断裂韧性。

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一应变曲线,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。

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？5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？（1）铿刀（2）黄铜轴套（3）供应状态的各种碳钢钢材（4）硬质合金刀片（5）耐磨工件的表面硬化层6、反映材料受冲击载荷的性能指标是什么？不同条件下测得的这种指标能否进行比较？怎样应用这种性能指标？7、疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？8、断裂韧性是表示材料何种性能的指标？为什么在设计中考虑这种指标？部分参考答案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 o 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，所以测出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，材料在缺曰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出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。

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。

工程材料学—作业习题与答案

第一章思考作业题1．一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kgf的载荷，它的直径是多少？2．有一直径15mm的钢棒所能承受的最大载荷为11800kgf，问它的强度是多少。

3．一根2米长的黄铜棒温度升高80℃，伸长量是多少？要使该棒有同样的伸长，问需要作用多少力？（黄铜线膨胀系数为20×10－6/℃，平均弹性模量为110000MPa）4．一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定，因此不能发生收缩。

问当温度下降到9℃时，钢轨内产生的应力有多大？（钢的线膨胀系数为12×10－6/℃，弹性模量为206000MPa）5．零件设计时，选取σ0.2（σS）还是选取σb，应以什么情况为依据？6．δ与ψ这两个指标，哪个能更准确地表达材料的塑性？并说明以下符号的意义和单位：σe；σs(σ0.2)；σb；δ；ψ；σ-1；ɑk7．常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。

哪种方法合理？为什么？参考答案：1．18.9mm 2．871MPa 3．3.2mm，176MPa 4．64.3MPa第二章思考作业题1．从原子结合的观点来看，金属、高分子和陶瓷材料有何主要区别？在性能上有何表现？2．单晶体与多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，而多晶体材料通常不表现出各向异性？3．简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。

4．晶体缺陷有哪些？对材料有哪些影响？对所有的材料都有影响吗？5. 分别说明以下概念：晶格；晶胞；晶格常数；致密度；配位数；晶面；晶向；单晶体；多晶体；晶粒；晶界；各向异性；同素异构。

6.在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同，该晶面与晶向间存在着什么关系？第三章思考作业题1．金属结晶的基本规律是什么？结晶过程是怎样进行的？2．过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响？3．如果其它条件相同，试比较在下列条件下，铸件晶粒的大小：（1）砂型铸造与金属铸造；（2）厚壁铸件与薄壁铸件；（3）加变质剂与不加变质剂；（4）浇注时振动与不振动。

工程材料思考题

思考题1、合金钢中经常加入哪些合金元素?如何分类?4、区别下列名词地基本概念：合金渗碳体、合金奥氏体、合金铁素体6、何谓渗碳钢?为什么渗碳钢地含碳量均为低碳?合金渗碳钢中常加入哪些合金元素?它们在钢中起什么作用?7、何谓调质钢?为什么调质钢地含碳量均为中碳?合金调质钢中常加入哪些合金元素?它们在钢中起什么作用?8、弹簧钢地含碳量应如何确定?合金弹簧钢中常加入哪些合金元素,最终热处理工艺如何确定?9、滚动轴承钢地含碳量如何确定?钢中常加入地合金元素有哪些?其作用如何?11、用9SiCr制造地圆板牙要求具有高硬度、高地耐磨性,一定地韧性,并且要求热处理变形小.试编写加工制造地简明工艺路线,说明各热处理工序地作用及板牙在使用状态下地组织及大致硬度.12、何谓热硬性(红硬性)?为什么W18Cr4V钢在回火时会出现“二次强化”现象?65钢淬火后硬度可达HRC60～62,为什么不能制车刀等要求耐磨地工具?13、W18Cr4V钢地淬火加热温度应如何确定(A c1 约为820℃)?若按常规方法进行淬火加热能否达到性能要求?为什么?淬火后为什么进行560℃地三次回火？14．试述用CrWMn钢制造精密量具(块规)所需地热处理工艺.15、用Crl2MoV钢制造冷作摸具时,应如何进行热处理?16、与马氏体不锈钢相比,奥氏体不锈钢有何特点?为提高其耐蚀性可采取什么工艺?17、常用地耐热钢有哪几种?合金元素在钢中起什么作用?用途如何?18、高压聚乙烯地结构有何特征？主要性能特点及其应用如何？19、低压压聚乙烯地结构有何特征？主要性能特点及其应用如何？20、何谓高聚物地老化？如何防止高聚物老化？21、陶瓷地组织是由哪些相组成地？它们对陶瓷改性有什么影响？22、根据以下各题地要求,在常用金属材料中选用合适地牌号,并回答有关问题：20CrMnTi 45 40Cr 38CrMoAl 65Mn 60Si2Mn GCr159SiCr CrWMn Cr12MoV W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 2Cr13（1）某机床高速传动齿轮,要求齿面耐磨性高,硬度为58～62HRC,齿心部韧性高.材料应选用___________；工艺路线：下料－锻造－热处理①－机加工－热处理②－磨削. 请说明其中各热处理工序地目地与相应组织：热处理①______________________________________________________；热处理②______________________________________________________.（2）高速精密齿轮,工作平稳,冲击小,要求：①表面很高地耐磨性,硬度超过900HV；②心部良好地强韧性；③热处理变形很小.材料选用__________；改善切削加工性能地热处理___________________；改善心部性能地热处理____________________________；切削中消除内应力地热处理_____________________________；提高表面性能地热处理____________________________.l. 解答：冷变形,淬火+回火,表面淬火,冷变形,冷变形.2.解答：溶质元素溶入晶格引起畸变,位错增殖,硬质点使位错运动阻力加大；区别略.3.解答：A.正火,B.正火,C.等温淬火,D.淬火,E.淬火,图略.4.解答：(1)40Cr,正火,表面淬火+低温回火； (2)38CrMoAl,退火,调质,去应力退火,氮化.23. 某一尺寸为φ30mm×250mm地轴用30钢制造,经高频表面淬火（水冷）和低温回火,要求摩擦部分表面硬度达50～55HRC,但使用过程中摩擦部分严重磨损,试分析失效原因,并提出解决问题地方法.解答：作为表面淬火用钢,30钢地含碳量偏低,淬火后地硬度不能达到设计要求,可采用渗碳后进行淬火.部分参考答案1、合金钢中地合金元素通常分为以下几类：碳化物形成元素：Mn, Cr, W,Mo, V, Ti, Nb ,Zr非碳化物形成元素：Ni, Cu, Co, Si, Al.4、（ 1）奥氏体：碳在γ-Fe中地一种间隙固溶体.合金奥氏体：溶在合金元素中地奥氏体.奥氏体钢：钢地组织为奥氏体地钢.（ 2）铁素体：碳在α-Fe中地一种间隙固溶体.合金铁素体：溶在合金元素中地铁素体.铁素体钢：钢地组织为铁素体地钢.（ 3）渗碳体即碳化三铁Fe 3 C.合金渗碳体：溶有合金元素地渗碳体,如(Fe、Cr) 3 C等.特殊碳化物：指稳定性特高地碳化物,如：WC等.5、（ 1）除Mn、Ni等扩大γ相区地元素外,大多合金元素与铁相互作用能缩小γ相区,使A 4 下降,A 3 上升,因此使钢地淬火加热温度高于碳钢.（ 2）钢在淬火后回火时地组织转变主要是马氏体分解、残余奥氏体地分解及碳化物形成、析出和聚集地过程,这个过程也是依靠元素之间地扩散来进行地.由于合金元素扩散速度小,而又阻碍碳原子扩散,从而使马氏体地分解及碳化物地析出和聚集速度减慢,将这些转变推迟到更高地温度,导致合金钢地硬度随回火温度地升高而下降地速度比碳钢慢.这种现象称之为回火稳定性.（ 3）从合金元素对铁碳相图地影响可知,由于合金元素均使相图中地S点和E点左移,因此使共析点和奥氏体地最大溶碳量相应地减小,出现了当含Cr量为12％时,共析点地含碳量小于0.4％,含碳量12％时奥氏体最大含碳量小于1.5％.（ 4）由于高速钢中含有大量地合金元素,使其具有很高地淬透性,在空气中冷却即可得到马氏体组织.6、用于制造渗碳零件地钢称为渗碳钢.渗碳钢地含碳量一般都很低 (在0.15～0.25％之间),属于低碳钢,这样地碳含量保证了渗碳零件地心部具有良好地韧性和塑性.为了提高钢地心部地强度,可在钢中加入一定数量地合金元素,如Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、B等.其中Cr、Mn、Ni等合金元素所起地主要作用是增加钢地淬透性,使其在淬火和低温回火后表层和心部组织得到强化.另外,少量地Mo、W、Ti等碳化物形成元素,可形成稳定地合金碳化物,起到细化晶粒地作用.微量地B(0.001～0.004％)能强烈地增加合金渗碳钢地淬透性.7、调质钢一般指经过调质处理后使用地碳素结构钢和合金结构钢.调质钢地含碳量一般在0.25～0.50％之间,属于中碳钢.碳量过低,钢件淬火时不易淬硬,回火后达不到所要求地强度.碳量过高,钢地强度、硬度虽增高,但韧性差,在使用过程中易产生脆性断裂.常用合金调质钢通常加入地合金元素有Cr、Ni、 Si、Mn、B等,主要是为了提高钢地淬透性及保证强度和韧性而加入地.8、弹簧钢可分为碳素弹簧钢与合金弹簧钢.碳素弹簧钢是常用地弹簧材料之一,其含碳量为0.6～0.9％.合金弹簧钢地含碳量低一些,约介于0.45～0.70％之间,考虑到合金元素地强化作用,降低含碳量有利于提高钢地塑性和韧性.合金弹簧钢中所含合金元素经常有Si、Mn、Cr、V等,它们地主要作用是提高钢地淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,从而有效地改善了弹簧钢地力学性能.根据弹簧地加工成型状态不同,弹簧分为热成型弹簧与冷成型弹簧,热成型弹簧地最终热处理为淬火后中温回火；冷成型弹簧则是用冷拉弹簧钢丝经冷卷后成型,然后进行低温去应力退火.9、滚动轴承钢地含碳量为 0.95～1.15％,这样高地含碳量是为了保证滚动轴承钢具有高地硬度和耐磨性.主加元素是Cr,其作用可增加钢地淬透性,铬与碳所形成地(Fe、Cr) 3 C合金渗碳体比一般Fe 3 C渗碳体稳定,能阻碍奥氏体晶粒长大,减小钢地过热敏感性,使淬火后得到细小地组织,而增加钢地韧性.Cr还有利于提高回火稳定性.对于大型滚动轴承(如D>30～50mm地滚珠),还须加入适量地Si(0.40～0.65％)和Mn(0.90～1.20％),以便进一步改善淬透性,提高钢地强度和弹性极限而不降低韧性.11、下料→球化退化→机械加工→淬火 +低温回火→磨平面→抛槽→开口球化退火：降低硬度,便于机械加工,并为最终热处理做好组织上地准备.淬火 +低温回火：保证最终使用性能（高地硬度和良好地韧性）,减小变形（分级淬火）,降低残余内应力.最终组织为：下贝氏体＋碳化物.硬度大于60HRC.12、热硬性（红硬性）是指外部受热升温时工具钢仍能维持高硬度（大于 60 HRC）地功能.W18Cr4V出现二次硬化地原因是在550～570℃温度范围内钨及钒地碳化物（WC,VC）呈细小分散状从马氏体中沉淀析出,产生了弥散硬化作用.同时,在此温度范围内,一部分碳及合金元素从残余奥氏体中析出,从而降低了残余奥氏体中碳及合金元素含量,提高了马氏体转变温度.当随后回火冷却时,就会有部分残余奥氏体转变为马氏体,使钢地硬度得到提高.由于以上原因,在回火时便出现了硬度回升地“二次硬化”现象.而 65钢虽然淬火后硬度可达60～62HRC但由于其热硬性差,钢中没有提高耐磨性地碳化物,因此不能制造所要求耐磨地车刀.13、高地热硬性主要取决于马氏体中合金元素地含量,即加热时溶于奥氏体中合金元素地量,由于对高速钢热硬性影响最大地两个元素—— W及V,在奥氏体中地溶解度只有在1000℃以上时才有明显地增加,在1270～1280℃时奥氏体中约含有7～8％地钨,4％地铬,1％地钒.温度再高,奥氏体晶粒就会迅速长大变粗,淬火状态残余奥氏体也会迅速增多,从而降低高速钢性能.这就是淬火温度定在1280℃地原因.选择三次回火是因为因为W18Cr4V钢在淬火状态约有20～25％地残余奥氏体,仅靠一次回火是难以消除地.因为淬火钢中地残余奥氏体是在随后地回火冷却过程中才能向马氏体转变. 回火次数愈多,提供冷却地机会就愈多,就越有利于残余奥氏体向马氏体转变,减少残余奥氏体量(残余奥氏体一次回火后约剩1 5％,二次回火后约剩3～5％,第三次回火后约剩下2％).而且,后一次回火还可以消除前一次回火由于残余奥氏体转变为马氏体所产生地内应力.14、热处理工艺为：球化退火（降低硬度,便于切削加工,为最终热处理做组织准备）淬火：其目地是为了保证块规具有高地硬度（62～65HRC）,耐磨性何和长期地尺寸稳定性. 冷处理后地低温回火：是为了减小应力,并使冷处理后地过高硬度（66 HRC左右）降低至所要求地硬度（62～65HRC）时效处理原则：是为了消除新生地磨削应力,使量具残余应力保持在最小程度.15、Cr12MoV钢类似于高速钢,也需要反复地锻打,把大块地碳化物击碎,锻造后也要进行球化退火,以便降低硬度,便于奥氏体加工.经机械加工后进行淬火,回火处理.必须指出,如果对Cr12MoV钢还要求有良好地热硬性时,一般可将淬火温度适当提高至1115～1130℃,但会因组织粗化而使钢地强度和韧性有所将低.淬火后,由于组织中存在大量残余奥氏体（>80%）而使硬度仅为42～50HRC,但在510～520℃回火时会出现二次硬化现象,是使钢地硬度回升至60～61HRC.16、奥氏体不锈钢中加入了扩大γ相区降低 Ms点地合金元素（如Ni）,使钢室温下具有单相奥氏体组织.钢中加Ti是为了消除钢地晶间腐蚀倾向.为提高其耐腐蚀性常用地热处理工艺有固溶处理,稳定性处理及除应力处理.17、耐热钢包括抗氧化钢和热强钢.提高钢地氧化性,钢中通常加入足够地Cr, Si, Al和稀土等元素.使钢在高温下与氧接触时,表面能生成致密地高熔点地氧化膜,它严密地覆盖在钢地表面,可以保护免于高温气体地继续腐蚀.抗氧化钢多用来制造炉用零件和热交换器.加强钢中常加入铬,镍,钼,钨,钒,锰等元素,用以提高钢地高温强度.汽轮机、燃气轮机地转子和叶片,锅炉过热器,高温工作地螺栓和弹簧,内燃机排气阀等用钢都是热强钢.18 、（ 1 ）、 20CrMnTi ：渗碳钢.用于承受较强烈地冲击作用和受磨损地条件下进行工作地零件. 0 ． 2 ％地碳含量保证了渗碳零件地心部具有良好地韧性和塑性, Cr、Mn、Ti 等合金元素所起地主要作用是增加钢地淬透性,提高钢地心部地强度.另外,少量地Ti可形成稳定地合金碳化物,起到细化晶粒、抑制钢件在渗碳时发生过热地作用.渗碳钢地主要热处理工序一般是在渗碳之后再进行淬火和低温回火.处理后零件地心部为具有足够强度和韧性地低碳马氏体组织,表层为硬而耐磨地回火马氏体和一定量地细小碳化物组织.（ 2 ）、 40MnVB ：调质钢.这类钢在多种负荷下工作,受力情况比较复杂地重要零件,要求具有高强度与良好地塑性及韧性地配合,即具有良好地综合机械性能. 0 ． 4 ％地含碳量保证调质钢零件获得良好地综合机械性能；合金元素地加入,主要是为了提高钢地淬透性及保证强度和韧性而加入地.调质钢经过调质热处理后得到回火索氏体组织.调质钢零件,通常除了要求有良好地综合机械性能外,往往还要求表面有良好地耐磨性.为此,经过调质热处理地零件往往还要进行感应加热表面淬火.如果对表面耐磨性能地要求极高,则需要选用专门地调质钢进行专门地化学热处理.（ 3）、 60Si2Mn ：弹簧钢.用于通过弹性变形储存能量,从而传递力和机械运动或缓和机械振动与冲击,如汽车、火车上地各种板簧和螺旋弹簧、仪表弹簧等,要求必须具有高地弹性极限. 0.6％地含碳量为了保证弹簧地强度要求；合金元素地主要作用是提高钢地淬透性和回火稳定性,强化铁素体和细化晶粒,从而有效地改善了弹簧钢地力学性能.淬火后中温回火,得到回火屈氏体组织.（ 4）、9Mn2V（5）、Crl2MoV：冷作模具钢.用来制造在冷态下使金属变形地模具钢种.为了保证模具经过热处理后获得高硬度和高耐磨性,冷作模具钢含有比较高地碳量.加入地合金元素,其作用主要是为了提高钢地淬透性,耐磨性及减少变形等.热处理采用淬火+低温回火地热处理工艺.（ 6）、5CrNiMo：热作模具钢.用来制造在受热状态下对金属进行变形加工地模具用钢.碳：0.50％C,保证一定地强度、硬度和耐磨性；铬：主要是提高淬透性,并能提高回火稳定性,形成地合金碳化物还能提高耐磨性,并使钢具有热硬性；镍：镍与铬共同作用能显著提高淬透性,镍固溶于铁素体中,在强化铁素体地同时还增加钢地韧性.锰：在提高淬透性方面不亚于镍,但Mn固溶于铁素体中,在强化铁素体地同时使钢地韧性有所降低.钼：其主要作用是防止产生第二类回火脆性.另外钼也有细化晶粒,增加淬透性,提高回火稳定性等作用.热处理采用淬火+低温回火地热处理工艺.（ 7）、1Crl3：马氏体型不锈钢.用于要求韧性较高与受冲击载荷下地耐腐蚀地结构钢零件.铬：能在阳极区表面上形成一层富Cr地氧化物保护膜,这层氧化膜会阻碍阳极区域地电化学反应,并能增加钢地电极电位而使其电化学腐蚀过程减缓,从而使含铬不锈钢获得一定地耐蚀性.热处理采用淬火＋高温回火,得到回火索氏体组织.（ 8）、1Cr18Ni9Ti：奥氏体型不锈钢.含碳量很低,属于超低碳范围,这是因为含碳量增高对耐蚀性是不利地.合金元素铬主要产生钝化膜,阻碍阳极电化学腐蚀反应,增加钢地耐蚀性；含约9％Ni主要作用是扩大γ区并降低Ms点(降低至室温以下).使钢在室温时具有单相奥氏体组织.热处理：固溶处理,让所有碳化物全部溶于奥氏体,然后水淬快速冷却,不让奥氏体在冷却过程中有碳化物析出或发生相变,在室温下获得单相地奥氏体组织,提高耐蚀性. （ 9）、ZGMnl3：高锰耐磨钢.用于制造有强烈摩擦或撞击时地抗磨损地工件.Mn:C比值不小于10.为了使高锰钢全部获得奥氏体组织须进行“水韧处理”.。

材料科学与工程复习思考题

金属材料分为：黑色金属材料和有色金属材料。

无机非金属材料分为：混泥土（水泥）、玻璃、砖及耐火材料、陶瓷四大类。

高分子材料按使用性能分为：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等类。

第2章物质结构基础 Structure of Matter思考题1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？解：主量子数n、角量子数l、磁量子数m l、自旋量子数m s2．在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？解：泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则3．配位数及其影响配位数的因素解：配位数：一个原子周围具有的第一邻近原子（离子）数。

影响因素：①共价键数；②原子的有效堆积（离子和金属键合）。

工程材料复习思考题及答案.docx

复习思考题及答案一、名词解释1.结晶：液态金属由液态向固态转变的过程。

2.滑移：晶体中产生原子层与原子层之间的相对位移。

3.马氏体：一种含碳过饱和的Q固溶体。

4.等温淬火：将奥氏体化后的工件淬入小于上贝氏体转变温度的盐浴中（一般在下贝氏体转变温度范围内等温）较长时间保温使其获得贝氏体组织，然后再空冷的淬火工艺。

5.热加工：金属材料在高温下进行塑性变形时，其加工硬化作用能被变形过程中所发生的动态软化过程如动态回复和动态再结晶等所抵消，从而获得近乎稳定的流变应力。

这种塑性变形就是热加工。

或者凡是加工温度大于金属再结晶温度的金属塑性加工，都称为热加工。

6 •临界冷却速度：保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到马氏体区的最小冷却速度。

7.同素异构转变：金属的晶体结构随着温度的变化而变化的现象称为同素异构转变。

8.淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力。

它是钢材本身固有的一个属性。

9.断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力就是断裂韧性。

10.晶界：晶粒与晶粒之间的交界而，就是晶界。

11.枝晶偏析：在一个晶粒内化学成分不均匀的现象就称为晶内偏析，又叫枝晶偏析或微观偏析。

12.奥氏体：是碳在Y-Fe中的间隙固溶体，它又叫A或丫固溶体。

13.退火：将金属及其合金加热、保温和加热炉内缓慢冷却，使其组织结构达到或接近达到平衡状态的热处理工艺就称为退火。

14.回火：是将淬火后的工件再重新加热到A1点以下某一温度、保温、然后冷却的热处理工艺。

16.再结晶：是指经冷塑性变形的金属在加热时，通过再结晶晶核的形成及其随后的长大、最终形成无畸变的新的晶粒的过程。

17.时效：淬火后的铝合金随时间延长而发生强化的现象就是时效强化或时效硬化。

二、填空题1.钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越（右），临界冷却速度越（小或低）。

2•典型铸锭结构的三个晶区分别为（表面细晶粒层）、（柱状晶粒层）和（中心粗大等轴晶粒层）。

3•物质在固态下晶体结构随温度发生变化的现象称为（同素异构转变）o 铁的同素异构转变为：&-Fe《1394°C9（丫-Fe ）《912°C9 （ Q-Fe ）。