工程材料习题详细解说(doc 30页)
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J、名词解释题间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。
枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同品格类型的现象。
临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
二次硬化：淬火钢在|口|火时硬度提高的现象。
共晶转变：指具有一定成分的液态合金，在一定温度下，同时结晶出两种不同的固相的转变。
比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。
置换固溶体：溶质原了溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。
变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。
固溶强化：因溶质原了溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而型性、韧性下降的现象。
残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。
调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。
淬硬性：钢淬火时的硬化能力。
过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至Ai温度之下尚未分解的奥氏体。
木质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾仙。
C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。
马氏体：含碳过饱和的a固溶体。
热皇性观料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的架料。
热固性规料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的型料。
回火稳定性：钢在|门1火时抵抗硬度下降的能力。
可逆I口I火脆性：又称第二类1门1火脆性，发生的温度在400〜650°C,当重新加热脆性消失后, 应迅速冷却，不能在400〜650°C区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。
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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。
，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5和断面收缩率出来表示：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a k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。
-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。
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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。
工程材料习题解说5
工程材料习题解说51、石膏为什么不宜用于室外？答：因为石膏硬化后孔隙率高，所以吸水率大，抗渗性和抗冻性差。
石膏是气硬性胶凝材料，软化系数小，不耐水。
2、试述欠火石灰与过火石灰对石灰品质的影响与危害？答：（1）欠火石灰中含有未分解的碳酸钙内核，外部为正常煅烧的石灰，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。
（2）过火石灰结构致密，孔隙率小，体积密度大，并且晶粒粗大,表面常被熔融的粘土杂质形成的玻璃物质所包覆。
因此过火石灰与水作用的速度很慢，这对石灰的使用极为不利。
（3）过石灰在使用以后，因吸收空气中的水蒸气而逐步熟化膨胀，使已硬化的砂浆或制品产生隆起、开裂等破坏现象。
3、石油沥青的组分主要有哪几种？各有何作用？答：石油沥青的组分及作用：油分——作用：是决定沥青流动性的组分。
油分多，流动性大，而粘聚性小，温度感应性大。
树脂——作用：是决定沥青塑性的主要组分。
树脂含量增加，沥青塑性增大，温度感应性增大。
地沥青质——作用：是决定沥青粘性的组分。
含量高，沥青粘性大，温度感应性小，塑性降低，脆性增加。
五、计算题1、烧结普通砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，已知其孔隙率为37%，干燥质量为2487g，浸水饱和后质量为2984g。
试求该砖的体积密度、密度、吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。
解：ρo=m1/V o=2487/1462.8=1.7g/cm3P=V孔/V o×100%=37% V孔/1462.8×100%=37% 故V孔=541.236cm3，V=V o-V孔=1462.8-541.236=921.6cm3ρ=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm3W=(m2-m1)/m1×100%=(2984-2487)/2487×100%=20%P K=(m2-m1)/V o×1/ρW×100%=(2984-2487)/1462.8×1×100%=34%P B=P-P K=37%-34%=3%2、己确定混凝土的初步配合比，取15升进行试配。
工程材料课后习题集答案解析
土木工程材料课后习题第一章2、当某种材料的孔隙率增大时，表1-7其他性质如何变化？（用符号表示：↑增大、↓下降、-不变、？不定）3、什么是材料的耐水性？用什么表示？在材料选用时有什么要求？材料长期在水的作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质称耐水性用软化系数来表示K R=f b/f g工程中将K R>0.85的材料看做是耐水材料，可以用在水中或潮湿环境中的重要结构；用于受潮较轻或次要结构时，材料的K R值也不得低于0.754、材料发生渗水和冻融破坏的主要原因是什么？如何提高材料的抗渗性和抗冻性？材料的孔隙率大，孔径大、开口并连通的空隙多、强度低是发生渗水和冻融破坏的主要原因。
工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、减少裂缝或进行憎水处理等方法提高材料的抗渗性。
工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、提高材料的强度等方法提高材料的抗冻性。
5、什么是材料的导热性？用什么表示？一般如何利用孔隙提高材料的保温性能？导热性是指材料传导热量的能力。
用导热系数来表示。
减少开口孔隙率，提高闭口孔隙率比例。
7、什么是材料的耐久性？通常用哪些性质来反映？材料的耐久性是指其在长期的使用过程中，能抵抗环境的破坏作用，并保持原有性质不变、不破坏的一项综合性质。
通常用抗渗性、抗冻性、抗老化和抗碳化等性质。
8、某工地有砂50t，密度为2.65g/cm3,堆积密度为1450kg/m3；石子100t，密度为2.70g/cm3，堆积密度为1500kg/m3.试计算砂石的空隙率，若堆积高度为1.2m，各需要多大面积存放？砂：绝对密实体积V1=50*1000/2650=18.87m3自然状态下的体积V2=50*1000/1450=34.48m3砂的空隙率为P1=(34.48-18.87)/34.48=45.28%存放面积为S1=3*34.48/1.2=86.2m2石：绝对密实体积V3=100*1000/2700=37.04m3自然状态下的体积V4=100*1000/1500=66.67m3砂的空隙率为P2=(66.67-37.04)/66.67=44.44%存放面积为S2=3*66.67/1.2=166.675m2第二章3、花岗石和石各有何特性及用途？花岗石特性：（1）、密度大。
工程材料复习题(有详细答案).doc
工程材料复习题（有详细答案）一、填空1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。
3、a—Fe的晶格类型为体心立方晶格。
4、Y—Fe的晶格类型为面心立方晶格。
5、随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度升高。
6、金属的结晶包括形核和长大两个基本过程。
7、金属的实际结晶温度—低于一其理论结晶温度，这种想象称为过冷。
8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△ T称为—过冷度—。
9、金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越—细小_。
10、铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好。
11、渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大。
12、碳溶解在_丫-Fe_中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。
13、碳溶解在一a-Fe —中所形成的间隙固溶体称为铁素体。
14、珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。
15、共析钢的室温平衡组织为P 。
共析钢的退火组织为P o16、亚共析钢的含碳量越高，其室温平衡组织中的珠光体量越多。
17、在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性下降。
19、在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加。
20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中,6和 a K值最高的是20钢。
21、共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的冷却速度。
22、共析钢过冷奥氏体在。
C温度区间等温转变的产物是珠光体（或P） o23、共析钢过冷奥氏体在680〜600°C温度区间等温转变的产物是索氏体。
24、共析钢过冷奥氏体在。
C温度区间等温转变的产物是托氏体（或极细珠光体）-25、共析钢过冷奥氏体在550〜350°C温度区间等温转变的产物是B上O26、共析钢过冷奥氏体在。
C温度区间等温转变的产物是下贝氏体（或B下）。
27、亚共析钢的正常淬火温度范围是Ac3 + 30〜50°C o28、过共析钢的正常淬火温度范围是Acl + 30〜50 °C o29.钢经等温淬火可获得下贝氏体组织，使钢具有良好的「强度和韧性_性能。
3-工程材料知识综合应用题详解
温 Ac1＋(20~30)℃
度
炉冷
Ar1－(10~20)℃
等温时间取决 于TTT曲线及 工件截面尺寸
2~4h
6~8h
随炉冷至 550℃ 后再空冷
时间
2011-10-23 预先热处理等温球化退火工艺曲线示意图
4
温
820~840℃
度
1.5min/mm
油 淬
淬火
150~170℃
1~3h
空
回火
冷
最终热处理工艺(淬火+回火)曲线示意图
2011-10-23
10
12．说明高碳钢常用的预先热处理工艺（画出工艺曲线并进行简要分 析）；说明预先热处理的目的。
答：高碳钢常用的预先热处理工艺为球化退火。其工艺曲线见下图 所示。加热温度选在Ac1＋(20~30)℃，目的是保留部分渗碳体，为在 Ar1－(10~20)℃等温时形成球状渗碳体作为核心。
2011-10-23
14
4．若用CrWMn钢制造圆板牙或丝锥等薄刃刀具，应采 用何种热处理工艺（包括预先热处理和最终热处理）？ 试分析各热处理工艺的作用及其所得组织。
答：预先热处理采用球化退火工艺。其作用是：消除锻造应 力、降低硬度，使渗碳体呈球状，不仅便于机加工，也为最 终热处理作好组织准备。组织为P球状。
2011-10-23
6
8．针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问题。 （1）分析主要失效形式和对性能的主要要求； （2）在45、16Mn、CrWMn和20CrMnTi中选择一种合 适的材料并写出简明加工路线。
答：（1）其主要失效形式有：弯曲疲劳；接触疲劳； 磨损；断齿等。
（2）选20CrMnTi钢。 其简明加工路线为：
1．完全退火后含碳量为1.0％的钢比含碳量为0.5％ 的钢硬度高。
工程材料课后习题答案
工程材料课后习题答案工程材料课后习题答案近年来，随着科技的不断发展和应用的不断深入，工程材料的研究和应用也越来越受到人们的关注。
工程材料是指用于建筑、交通、通信、能源等领域的材料，其性能和质量直接影响着工程的安全性和可靠性。
因此，对于工程材料的学习和理解是非常重要的。
在工程材料课后习题中，我们可以通过解答问题来加深对知识点的理解和掌握。
下面，我将为大家提供一些常见工程材料课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是工程材料？工程材料是指用于建筑、交通、通信、能源等领域的材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
这些材料具有一定的物理、化学和力学性能，能够满足工程项目对材料性能的要求。
2. 金属材料的分类有哪些？金属材料可以分为两大类：有色金属和黑色金属。
有色金属包括铜、铝、镁、钛等，其特点是具有良好的导电、导热和塑性等性能。
黑色金属主要是指铁和钢，具有较高的强度和硬度。
3. 非金属材料的分类有哪些？非金属材料主要包括陶瓷材料、聚合物材料和复合材料。
陶瓷材料具有良好的耐高温、耐腐蚀和绝缘性能，常用于制作耐火材料、瓷器等。
聚合物材料具有轻质、耐腐蚀和绝缘性能，广泛应用于塑料制品、橡胶制品等。
复合材料是由两种或两种以上的材料组成，具有优异的综合性能。
4. 工程材料的性能指标有哪些？工程材料的性能指标包括力学性能、物理性能、化学性能和热学性能等。
力学性能包括强度、硬度、韧性等；物理性能包括密度、导热性、导电性等；化学性能包括耐腐蚀性、稳定性等；热学性能包括热膨胀系数、热导率等。
5. 为什么要进行工程材料的表征和测试？工程材料的表征和测试是为了了解材料的性能和特点，从而选择合适的材料用于工程项目。
通过表征和测试，可以评估材料的可靠性和耐久性，为工程项目的设计和施工提供科学依据。
6. 工程材料的选择要考虑哪些因素？工程材料的选择要考虑诸多因素，包括工程项目的要求、材料的性能、成本和可获得性等。
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工程材料习题详细解说(doc 30页)工程材料习题解说3第一章土木工程材料的基本性质1、试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响？参考答案：材料的成分对性质的影响：材料的组成及其相对含量的变化，不仅会影响材料的化学性质，还会影响材料的物理力学性质。
材料的成分不同，其物理力学性质有明显的差异。
值得注意的是，材料中某些成分的改变，可能会对某项性质引起较大的改变，而对其他性质的影响不明显。
材料的结构对性质的影响：材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。
可分为微观结构和细观结构。
材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质，可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。
材料的构造对性质的影响：材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。
不同材料适当搭配形成的复合材料，其综合性能优于各个单一材料。
材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。
总之，材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。
材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。
2、试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。
密度与视密度的区别何在？参考答案：密度 ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。
测定方法：将材料磨细成粒径小于0.25mm的粉末，再用排液法测得其密实体积。
用此法得到的密度又称“真密度”。
表观密度0ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。
测定方法：对于外形规则的块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。
对于外观不规则的块体材料，将其加工成规则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。
孔隙率P ：材料中的孔隙体积与总体积的百分比。
相互关系：%10010⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ρρP 密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其内部仅含少量微小、封闭的孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。
3、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？参考答案：对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。
而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。
对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集中。
对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。
当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。
对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。
对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。
对导热性的影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。
如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。
4、材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么？参考答案：耐水性：材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性，即材料经水浸泡后，不发生破坏，同时强度也不显著降低的性质。
指标：软化系数吸水性：材料与水接触时其毛细管会吸收水分的性质。
指标：吸水率吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
指标：平衡含水率抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不被破坏，强度也不严重降低的性质。
指标：抗冻等级，其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏的次数。
导热性：当材料两面存在温度差时，热量会从温度较高的一面传导到温度较低的一面的性质。
指标：导热系数热容：某块材料在温度升降1K时所放出或吸收的热量。
指标：C（热容）＝c（比热容）•m（材料质量）抗渗性：材料抵抗压力水或液体渗透的性质。
指标：渗透系数5、材料的导热系数、比热容和热容与建筑物的使用功能有什么关系？参考答案：材料的导热系数小，建筑物的保温隔热性能就好。
如果建筑物围护结构的热容越大，则在气温变化较大时，能较好地保持室内温度。
6、试述材料的弹性、朔性、脆性和弹性磨量的意义？参考答案：弹性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料能够完全恢复原来形状的性质。
塑性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料仍保持变形后的形状和尺寸，并不产生裂缝的性质。
脆性：是材料在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏的一种性能。
弹性模量：晶体材料如金属材料表现为线弹性，一些非晶体材料如玻璃等也表现为线弹性，其应力与应变之比为常数，比值称为弹性模量，它是衡量材料抵抗外力使其变形能力的一个指标。
7、影响材料强度试验结果的因素有哪些？强度与强度等级是否不同，试举例说明。
参考答案： 试验条件对材料强度试验结果有较大的影响，其中主要有试件的形状和尺寸、试验机的加载速度、试验时的温度和湿度，以及材料本身的含水状态等。
强度与强度等级不一样。
强度是一个具体值，而强度等级是一个等级范围。
如：混凝土的强度等级为C30，那么属于C30强度等级的混凝土的实际强度值有可能是30MPa 或与30MPa 接近的强度值。
8、某地红砂岩，已按规定将其磨细，过筛。
烘干后称取50g ，用李氏瓶测得其体积为18.9cm3。
另有卵石经过清洗烘干后称取1000g ，将其浸水饱和后用布擦干。
又用广口瓶盛满水，连盖称得其质量为790g ，然后将卵石装入，再连盖称得其质量为1409g ，水温为25℃，求红砂岩及卵石的密度或视密度，并注明哪个是密度或视密度。
参考答案：红砂岩的密度：)/(646.29.18503cm g ==ρ 卵石的视密度：)(3811140910007903cm V =-+=)/(625.238110003cm g ==ρ9、某多孔材料的密度为2.59g/cm3。
取一块称得其干燥时质量为873g ，同时量得体积为480cm3。
浸水饱和后取出擦干表面水分称得质量为972g 。
求其质量吸水率、闭口孔隙率及开口孔隙率。
参考答案：质量吸水率：%34.11%100873873972%1001=⨯-=⨯-=m m m β 密实体积：)(0.33759.28733cm V == 孔隙体积：)(1433374803cm =- 开口孔隙体积：)(998739723cm =- 闭口孔隙体积：)(44991433cm =- 开口孔隙率：%6.20%10048099=⨯ 闭口孔隙率：%17.9%10048044=⨯第二章 金属材料1、冶炼方法与脱氧程度对钢材性能有何影响？参考答案：常用的冶炼方法有：氧气转炉法、平炉法和电炉法。
氧气转炉法能有效地除去磷和硫，钢中所含气体很低，非金属夹杂物亦较少，故质量较好；平炉法冶炼时间长，有足够的时间调整、控制其成分，去除杂质和气体亦较净，故质量较好，也较稳定；电炉法能自由调节温度，成分能够精确控制，故炼出的钢杂质含量少，钢的质量最好，但成本最高。
按脱氧程度可以分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。
沸腾钢和镇静钢相比较，沸腾钢中碳和有害杂质磷、硫等的偏析较严重，钢的致密程度较差。
故沸腾钢的冲击韧性和可焊性较差，特别是低温冲击韧性的降低更显著。
2、什么是沸腾钢？有何优缺点？哪些条件下不宜选用沸腾钢？参考答案：沸腾钢仅加入锰铁进行脱氧，脱氧不完全，这种钢铸锭时，有大量的一氧化碳气体逸出，钢液呈沸腾状，故称为沸腾钢。
钢的致密程度较差。
故沸腾钢的冲击韧性和可焊性较差，但从经济上比较，沸腾钢只消耗少量的脱氧剂，钢的收缩孔减少，成本率较高。
3、常温下钢材有哪几种晶体组织，各有何特性？简述钢中含碳量、晶体组织与性能三者之间的关系。
参考答案：钢材的晶体组织：奥氏体，一般在高温下存在，其塑性和韧性很好，可以进行各种形式的压力加工而不发生脆断；铁素体，原子间的空隙较小，溶碳能力较低，其性质极其柔软，塑性和韧性很好，但强度和硬度较低；渗碳体，是碳和铁形成的化合物Fe3C，晶体结构复杂，外力作用下不易变形，故性质非常硬脆，抗拉强度很低，塑性及韧性几乎等于零；珠光体，是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，故其性质介于铁素体和渗碳体之间，既有一定的强度和硬度，也有一定的塑性和韧性。
晶格类型不同的金属，其性能也不同，面心立方晶格与体心晶格的金属比密排六方晶格的金属有较好的塑性，而体心立方晶格的金属则强度较高，同时金属晶粒愈细，不仅强度和硬度愈高而且塑性和韧性也愈好。
含碳量在0.02％～0.77%范围内，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性则逐渐降低；含碳量在0.77％～2.11％范围时，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐增高，塑性和韧性逐渐降低，当含碳量超过1.0％以后，强度极限开始下降。
4、什么是屈强比，对选用钢材有何意义？参考答案：屈服强度与强度极限之比称为屈强比。
当这个比值较小时，表示结构的安全度较大，即结构由于局部超载而发生破坏的强度储备较大，但比值过小时，则表示钢材强度的利用率偏低，不够经济。
相反若屈强比较大，则表示钢材利用率较大，但比值过大，表示强度储备过小，脆断倾向增加，不够安全。
因此这个值最好保持在0.60～0.75之间，既安全又经济。
5、解释下列符号代表的意义：s σ、2.0p σ、b σ、5δ、gt δ、k a ，并说明该指标表示钢材的什么性能？ 参考答案：sσ代表钢筋的屈服强度，当应力到达该值时，在应力不增加的情况下塑性变形不断增加；bσ代表钢筋的极限强度，在拉伸条件下，材料断裂前所能承受的最大应力；ka 代表钢筋的冲击韧性值，在冲击荷载作用下，钢筋破坏缺口处单位面积上所吸收的冲击功，k a值越大，钢的冲击韧性越好。
6、何谓冷脆性和脆性转变温度？它们对选用钢材有何意义？参考答案：钢筋由韧性断裂转变为脆性断裂，使冲击值显著降低的现象称为冷脆性，与之相对应的温度称为脆性转变温度。
对于直接承受动载，而且可能在负温下工作的重要结构，必须检验钢筋的冷脆性和脆性转变温度，防止钢材在使用中发生脆性断裂，以确保结构安全。
7、硫、磷、氮、氧元素对钢材性能各有何影响？参考答案：硫多数以FeS的形式存在于钢中，它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物，受力时容易引起应力集中，降低钢的强度和疲劳强度，同时硫对热加工和焊接很不利，且偏析严重；磷多数溶于铁素体中形成固溶体，磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能，但显著提高了脆性转变温度，增大了钢的冷脆性，并降低可焊性，且偏析严重；氮也溶入铁素体中形成固溶体，能提高钢的强度和硬度，但显著降低了钢的塑性和韧性，增大钢的敏感性和冷脆性；氧多数以FeO形式存在于非金属夹杂物中，它是一种硬脆的物质，会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低，并增大时效敏感性。
8、什么叫调质热处理？它对钢材性能有何影响？参考答案：淬火和高温回火的联合处理称为调质。