材料工程基础学习思考题
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO的分子键合（2）甲烷CH的分子键合 24（3）乙烯CH的分子键合（4）水HO的分子键合 242（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？332-9.0?时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm和0.95g/cm，如何解释这一现象？+2-10.当CN=6时，K离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？32-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm 的金有多少个原子？(c)根据金21的密度，某颗含有10个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r=0.1441nm),Au21并忽略金原子之间的空隙，则10个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2+2-2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca离子和4个O离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？ 2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（ b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r+=0.097，r-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？ NaCl 4702-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数 a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
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。
20XX材料工程基础复习思考题
《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？2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？3、为什么材料是科学技术进步的先导？4、材料的制备技术或方法主要有哪些？5、材料的加工技术主要包括哪些内容？6、进行材料设计时应考虑哪些因素？7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。
9、材料设计包括哪几个层次？进行材料设计时应遵循哪些原则？10、如何区分传统材料与先进材料？11、工业1.0、2.0、3.0和4.0分别以什么为特征？12、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？13、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？14、化工材料主要有哪些？15、建筑材料有何特点？16、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？17、航空航天材料的性能特点如何？18、先进陶瓷材料如何分类？各有何特点？19、什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？专业资料20、新能源材料有哪些？各有何特点？21、超导材料的三个临界参数是什么？如何区分低温超导与高温超导？22、纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？22、生物医用材料有哪些？应具备什么特性？23、什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？专业资料第二章材料的液态成形技术1、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发展方向？2、金属的铸造性能主要包括哪些？3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高充型能力？4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是什么？7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基本规律。
8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何影响？9、试述铸件产生变形和开裂的原因及其防止措施。
10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响？如何消除？11、常用的造型材料有哪些？对其性能有何要求？12、什么是冒口？其作用和设计原则？13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特点？14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特点？15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何特点？专业资料第三章材料的塑性成形技术1、金属为什么容易塑性变形？生产塑性变形的本质？2、金属常见的塑性成形方法有哪些？3、金属的冷变形和热变形是如何区分的？各有何特征？4、什么是金属的可煅性？其影响因素有哪些？5、影响金属冷成形的主要力学性能参量有哪些？6、轧制的方法有哪些？如何提高轧制件的质量？7、煅造的方法有哪些？试比较煅造和轧制对材料结构和性能的影响。
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、区别下列名词的基本概念：合金渗碳体、合金奥氏体、合金铁素体6、何谓渗碳钢?为什么渗碳钢的含碳量均为低碳?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?为什么调质钢的含碳量均为中碳?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、弹簧钢的含碳量应如何确定?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、滚动轴承钢的含碳量如何确定?钢中常加入的合金元素有哪些?其作用如何?11、用9SiCr制造的圆板牙要求具有高硬度、高的耐磨性，一定的韧性，并且要求热处理变形小。
试编写加工制造的简明工艺路线，说明各热处理工序的作用及板牙在使用状态下的组织及大致硬度。
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的工具?13、W18Cr4V钢的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℃的三次回火？14．试述用CrWMn钢制造精密量具(块规)所需的热处理工艺。
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、常用的耐热钢有哪几种?合金元素在钢中起什么作用?用途如何?18、高压聚乙烯的结构有何特征？主要性能特点及其应用如何？19、低压压聚乙烯的结构有何特征？主要性能特点及其应用如何？20、何谓高聚物的老化？如何防止高聚物老化？21、陶瓷的组织是由哪些相组成的？它们对陶瓷改性有什么影响？22、根据以下各题的要求，在常用金属材料中选用合适的牌号，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。
材料工程基础 思考题
2008级材料工程基础第三次思考题１、名词解释：高炉利用系数、高炉有效容积、炉渣碱度、碱性操作、酸性操作、焦比、氧位、焦炭回转运动区、直接还原、间接还原、块状带、软融带、滴下带、热保持带、化学保持带、Ｓ准数、LD转炉、镁碳砖、镁钙砖、L/L o、硬吹、软吹、炉外精炼、铁水预处理、二次精炼、RH法、DH法、硫容量、夹杂物形态控制、一次颗粒、二次颗粒、连铸连轧、一次颗粒、二次颗粒、模压成形、注射成形、挤压成形、轧膜成形、烧结、烧结颈、无压烧结、固相烧结、液相烧结、加压烧结、活化烧结２、钢铁生产过程的本质是什么？该过程遵循哪些原则？其制造过程是由哪些工序构成的？３、高炉设备是由几大部分构成的？试画出高炉本体结构示意图。
４、高炉炼铁的主原料和辅助原料是哪些？５、由氧化物自由焓－温度图(图9-6)可以说明钢铁生产中哪些基本原理？６、有碳存在的Fe-C-O平衡图（补充图3即布德奥德平衡图）对热处理加工和炼铁生产有何实际意义？并示意画出布德奥德平衡图。
７、铁氧化物还原过程是由哪几个步骤完成的？其主要环节是什么？８、影响铁矿石还原速度的主要因素是什么？９、试说明钢铁生产中造渣的目的和遵循的原则。
10、炼钢的主原料和辅助原料是什么？11、试说明转炉炼钢的特点和三个主要阶段的作用。
12、试说明连续铸钢工艺过程。
13、试说明炉外精炼的目的和意义。
14、铁水预处理中的主要化学反应是什么？15、画图说明RH法和DH法工作原理。
16、在钢包精炼中如何应用西维斯定律。
17、什么是夹杂物形态控制原理？夹杂物存在有什么危害？18、简述粉末冶金工艺的流程。
19、粉末冶金材料有什么特点？结合其特点举出5个应用实例。
20、粉末的一次颗粒和二次颗粒各指是什么？21、球磨制粉的四要素是什么？说明球磨制粉的基本原理及提高效率的准则。
22、归纳滚筒式球磨、振动球磨和搅拌球磨磨粉的异同点。
23、说明气流研磨法的工作机理。
提高气流研磨效率的准则与球磨制粉的准则是否相同？24、归纳旋涡研磨、冷流冲击和流态化床气流磨磨粉的异同点。
工程材料》复习思考题参考答桉.doc
第一帝金属的晶体结构与结晶1.解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚品粒，亚品界，刃型位错，单品体，多品体，过冷度，口发形核，非口发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原了排列不规则的区域在空间三个方向尺寸部很小，主要指空位间隙原子、逍换原子等。
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，它们相互镶嵌而成品粒，称亚品粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格屮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■滑移的结呆上半部分多出一半原了面，多余半原了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。
多品体：由多种品粒组成的品体结构称为“多品体过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度Z差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中氏接产生，原了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：在液态金加结品前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发品核的固态质点，使结品时的品核数目大大增加，从而提高了形核率，细化品粒，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儿种？a-Fe、丫・Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mgs Zn各属何种品体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；a—Fe、Cr> V属于体心立方晶格；y-Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;Mg、Zn属于密排六方晶格；4.晶面指数和晶向指数有什么不同?答：晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为；晶面是指晶格小不同方位上的原子面，用晶面指数來表示，形式为。
工程材料基础思考题
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？。
材料工程基础复习思考题及答案
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《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
材料工程基础思考题
材料工程基础思考题
主要的高分子材料的合成类型和方法；高分子单体、单元结构的概念以及与高分子组成和结构性质的关系；聚合物的反应掌握 高分子链结构的长、柔和复杂的特点；掌握高分子分子量与分子量分布的表征，理解高分子聚集态结构的多样性、复杂性与多 缺陷特点，掌握相变与转变温度的物理意义以及对加工性质和力学性质的影响；理解高聚物高弹性的特点 1.为什么说柔顺性是高分子独有的性质？ 答：因为柔顺性是高分子链通过内旋转作用改变其构象的性能，分子内旋转是导致分子链柔顺性的根本原因，因此只有在高分 子内部，具有一定的内旋转自由度，出现分子链的内部旋转，才会表现出柔顺性。 2.高分子的分子量相对于小分子和无机物有何特点，主要的表示和描述方法有 哪些？ 高聚物分子量有两个特点：一是分子量大，二是分子量的多散性。 首先，从相对分子质量来看——小分子和无机化合物的相对分子质量只有几十到几百； 高聚物的相对分子质量相对高得多 其次，高聚物的晶态结构比小分子物质的晶态有序程度差得多，高聚物的非晶态结构比小分子物质液态的有序程度高。 综上，高分子的分子量可以用聚合物的多分散性、平均分子量、多分散系数来表示。 3.高分子的聚集体包括哪些内容，为什么聚合物不易形成100%的结晶以及宏观 单晶？另外试述高分子的聚集体有哪些特点，以及成型加工条件、性能的关系？ 4.如何理解高分子材料拉伸的应力-应变的时温等效性和蠕变特性？ 时温等效原理;时间温度等效原理;时间温度对应原理;time temperature correspondence 分子式：CAS号：性质：又称时间温度 对应原理。观察高分子材料的某种力学响应（如力学松弛），既可在较低温度下通过足够长的观察时间来实现，也可在较高温 度下短时间内观察来实现，简单地说，升高温度与延长观察时间具有相同的效果。 高分子材料蠕变指的是高分子材料在外界恒定应力作用下，由于材料内部分子的位移产生的应变（即外观形变）随着时间而变 大。当应力去掉后，由于高分子材料有弹性记忆回复能力，形变可以部分回复。 5.高分子材料组成和结构的基本特征、高分子链的组成和结构、高分子链的聚 集态结构。 ①高分子材料组成和结构的基本特征是： 1、平均分子量大和存在分子量分布 2、具有多种形态 3、组成与结构的多层次性 ②高分子链的组成和结构主要指组成高分子链的结构单元的化学组成、键接方式、空间构 型和高分子链的形态等。 A、高分子链中的原子类型 根据主链上原子类型，高分子链可分为：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子、梯形和螺旋形高分子。 B、结构单元的键接方式 共有三种可能的键接方式：头头接、尾尾接、头尾接。其造成的原子排列方式为：无规共聚、交替共聚、嵌段共聚和接枝共 聚。 Ｃ空间立体构型 全同立构；间同立构；无规立构。 Ｄ支化和交联结构
工程材料——复习思考题及答案
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α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面，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γ-Fe中的间隙固溶体，它又叫A或γ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）。
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。
工程材料》复习思考题参考答桉
第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：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？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；4.晶面指数和晶向指数有什么不同？答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为。
《工程材料》复习思考题参考答案
《工程材料》复习第一章材料科学的基础知识1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理。
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。
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。
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？常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？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。
4.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？答：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。
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材料工程基础学习思考题（第二部分固态相变基础）
1、铸造的分类及特点？
2、焊接的分类及特点？
3、锻造的分类及特点？
4、粉末冶金的分类及特点？
5、材料表明工程领域常见的表面处理方法及特点？
6、复合材料的分类及特点？
7、材料热加工过程中可能发生的相变问题及相变与热加工方法之间的关系及控制问题？
基本概念：
奥氏体；马氏体；铁素体；珠光体；组织遗传；相遗传；起始晶粒度；本质晶粒度；实际晶粒度；珠光体团；相间析出；正方度；异常正方度；Ms,As,Md,Ad的含义；机械诱发马氏体相变；奥氏体稳定化；反稳定化；奥氏体热稳定化；奥氏体机械稳定化；热弹性马氏体；形状记忆效应；相变冷作硬化；淬透性；淬硬性；基元；魏氏组织；孕育期；淬火临界冷却速度；临界冷却速度；二次淬火；二次硬化；抗回火稳定性；红硬性；回火脆性；碳化物的原位形核；碳化物的独立形核；奥氏体的等温冷却转变；奥氏体的连续冷却转变；材料的冷脆转变温度；第一类回火脆性；第二类回火脆性。
二、论述说明题
1、以珠光体为原始组织的共析钢为例，说明奥氏体等温转变的过程如何？画图说明（图1-12）
2、画图说明加热速度对珠光体为原始组织的共析钢的奥氏体等温的影响如何？（图1-16）要求说明加热速度对转变机理的影响。
3、连续加热时，奥氏体形成有何特点？
4、为什么非平衡组织不宜直接加热淬火？
5、如何描述奥氏体晶粒度？各种晶粒度有何含义？
6、定性说明为什么第二相颗粒能阻碍奥氏体晶粒长大？
7、画图说明片状珠光体的长大过程？画图说明粒状珠光体的产生过程？
8、何为相间析出？相间析出产生的条件是什么？画图说明相间析出的基本过程？
9、比较珠光体转变和马氏体转变的特点有哪些不同？
10、马氏体转变有哪些特点？
11、画图说明T0,As,Ms，Md，Ad之间的关系并说明其含义是什么？（图3-19）
12、影响Ms点的主要因素有哪些？
13、何为爆发式马氏体转变？其转变特点有哪些？
14、影响马氏体形态及亚结构的主要因素有哪些？（要求说明是如何影响的）
15、何为奥氏体的稳定化？画图说明奥氏体热稳定化现象如何？（图3-92）
16、贝氏体转变的基本过程是什么？这种转变有何特点？
17、比较贝氏体、马氏体的亚结构有何差别？
18、大森等人将贝氏体分为哪几类？其主要依据是什么？（或者说其区分条件是什么）要求画图说明。
19、贝氏体的铁素体是如何长大的？有何特点？
20、关于贝氏体转变在理论上有何争论？
21、说明奥氏体的等温转变图是如何建立起来的？（或者说是如何实验绘制出来的）
22、在选用TTT图和CCT图时，应该注意那些问题？
23、画图说明可以将奥氏体等温转变图分为几的类？（图5-5，5-6，5-7和5-8，5-9，5-10）
24、如何根据TTT图来估算临界冷却速度？
25、在奥氏体连续冷却转变图中，描述冷却速度的方法有哪些？
26、马氏体回火过程中，随着温度的升高，可能发生哪些转变？
27、合金钢回火时常会出现哪些现象？
28、比较第一类回火脆性和第二类回火脆性有哪些差别？产生原因是什么？。