《工程材料》作业
工程材料第四章作业
工程材料第四章作业一、名词解释1、固溶强化2、相组成物、组织组成物3、晶内偏析二、填空1、合金中的基本相结构, 有＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿两类。
2、固溶体中含量较多的元素称为＿＿＿＿＿＿, 含量较少的元素称为＿＿＿＿＿, 固溶体的晶格与＿＿＿＿＿＿元素的晶格相同。
3、按＿＿＿＿＿原子在＿＿＿＿＿晶格中所处位置不同, 可将固溶体分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿两类。
4、二元合金相图中最多可有相平衡共存，在相图中表现为线。
5、二元合金相图中的恒温转变包括＿＿＿＿＿反应、＿＿＿＿＿反应和＿＿＿＿＿反应。
三、判断( ) 1、间隙固溶体一定是无限固溶体。
( ) 2、固溶强化的本质是溶质原子的溶入使溶剂晶格发生了畸变所致。
( ) 3、物质从液态到固态的转变过程称为“结晶”。
( ) 4、合金中的相构成了组织，组织决定了合金的性能。
( ) 5、固溶体合金平衡结晶过程中，由于不同温度结晶出来的固溶体成份不同，因而结晶后所得的固溶体成份也是不均匀的。
( ) 6、合金中的相、相的成分和相对量、组织形态、晶粒大小都可在相图上反映出来。
四、选择1、合金中成分、结构和性能相同的均匀组成部分称为( )。
A、组元；B、相；C、组织2、若A、B两组元形成化合物相, 则该相晶体结构( )。
A、与A相同；B、与B相同；C、与A、B不同3、当非金属原子与金属原子直径比( )时, 将形成间隙相。
A、<.0.59；B、>0.59；C、>0.614、二元相图的杠杆定律用于确定两相区中两相的( )。
A、成份；B、相对重量；C、晶体结构7、两组元在液、固态都无限互溶所构成的相图是( )相图。
A、匀晶；B、共晶；C、包晶8、共折转变的产物属于( )。
A、单相固溶体；B、机械混合物；C、金属化合物9、固溶体合金中产生晶内偏析是因为( )。
A、冷却较快, 原子扩散来不及充分进行；B、结晶时无限缓慢冷却, 使高熔点组元过早结晶；C、结晶过程的温度变化范围太大。
工程材料作业习题及答案全
1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度？锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴。
2、已知Cu（f.c.c）的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数a，并计算1mm3Cu中的原子数。
3、已知金属Ａ（熔点６００℃）与金属Ｂ（熔点５００℃）在液态无限互溶；在固态３００℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为３０％，室温时为１０％，但Ｂ不溶于Ａ；在３００℃时，含４０％Ｂ的液态合金发生共晶反应。
求：①作出Ａ－Ｂ合金相图（请用尺子等工具，标出横纵座标系，相图各区域名称，规范作图）②写出共晶反应式。
③分析２０％Ａ，４５％Ａ，８０％Ａ等合金的结晶过程，用结晶表达式表达。
４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％）←→α（１５％Ｂ）＋β（９５％Ｂ）（１）计算含５０％Ｂ的合金完全凝固时①初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数。
②α相和β相的重量百分数。
③共晶体中的α相和β相的重量百分数。
（２）若显微组织中，测出初晶β相与（α＋β）共晶各占一半，求该合金的成分。
５．有形状，尺寸相同的两个Ｃｕ－Ｎｉ合金铸件，一个含Ｎｉ９０％，另一个含Ｎｉ５０％，铸件自然冷却，问哪个铸件的偏析严重，为什么？1.何谓铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体和莱氏体，它们的结构，组织形态，性能等各有何特点？2.分析含碳量为0.3%，1.3%，3.0%和5.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。
3.指出下列名词的主要区别：一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体和共析渗碳体。
4.写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。
5.根据铁碳相图：①分析0.6%C的钢室温下的组织，并计算其相对量。
②分析1.2%C的钢室温下的相组成，并计算其相对量。
③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。
6．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+网状渗碳体，其中珠光体占93%，问此钢的含碳量大约为多少？7．依据铁碳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0.4%的钢硬度高。
工程材料1,2章作业
工程材料作业第一章1.常见的金属晶体结构有哪些？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2.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。
3.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，确定晶向指数的方法和步骤如下：①选定任一结点作为空间坐标原点，通过坐标原点引一条平行所求晶向的直线；②求出该直线上任一点的三个坐标值α、β、γ；③把这三个坐标值α、β、γ按比例化为最小整数u、v、w，再将u、v、w不加标点写入[ ]内，就得到晶向指数的一般形式[uvw]。
；晶面是指通过晶体中原子中心的平面，用晶面指数来表示，就是用晶面（或者平面点阵）在三个晶轴上的截数的倒数的互质整数比来标记。
确定晶面指数的方法和步骤如下：①选定不在所求晶面上的晶格中的任一个结点为空间坐标原点，以晶格的三条棱边为坐标轴，以晶格常数a、b、c分别作为相应坐标轴上的度量单位；②计算出所求晶面在各坐标轴上的截距，并取截距的倒数；③将这三个截距的倒数按比例化为最小整数h、k、l，再将h、k、l不加标点写入( )内，就得到晶面指数的一般形式（hkl）。
如(100)、(010)、(111)、等。
4.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？答：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，晶体缺陷破坏了晶体的完整性，使晶格畸变、能量增高、金属的晶体性质发生偏差，对金属性能有较大的影响。
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。
5.产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？答：加工硬化的产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，产生许多细碎的亚晶粒。
工程材料考试作业三
一、选择题1、过冷奥氏体向珠光体的转变是（C）。
A、半扩散型转变B、非扩散型转变C、扩散型转变D、复合型转变2、弹簧及一些要求具有较高屈服极限的热作模具等，常采用热处理工艺是（D ）。
A、淬火+低温回火B、淬火+中温回火C、表面淬火D、退火3、二元合金中，铸造性能最好的合金是（A）。
A、共晶合金B、固溶体合金C、共析合金D、包晶成分合金4、对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（C ）。
A、Ac1 ＋30~50℃B、Acm ＋30~50℃C、Ac3 ＋30~50℃D、Ac3 -30~50℃5、间隙相的性能特点是（B）。
A.硬度高、熔点低B.硬度高、熔点高C.熔点高、硬度低D.熔点低、硬度低6、t8碳素工具钢的含碳量是（B）。
A、0.08%B、0.8%C、1.8%D、8%二、判断题（正确打√，错误打×）1、金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。
（×）2、合金元素Mn、Ni、N可以扩大奥氏体区。
（√）3、在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。
（×）三、填空题1、一块纯铁在912℃发生α-Fe→γ-Fe转变时，体积将(体积缩小)。
2、钢在常温下的变形加工称为（冷）加工，而铅在常温下的变形加工则称为（热）加工。
3、滑移的本质是（部分晶体发生相对移动）。
四、问答题1、写出体心立方和面心立方晶格中原子最密的晶面指数和晶向指数。
答：（1）体心立方原子最密排晶面{110}，；原子最密排晶向111＞，(2)面心立方原子最密排晶面{111}，原子最密密晶向110＞，。
2、试对比分折GCr15和20CrMnTi中各合金元素的作用。
答：GCr15形成碳化物,弥散强化,提高强度、硬度、耐磨性.固溶于基体,固溶强化,提高强度、硬度、耐磨性、淬透性。
20CrMnTi为中淬透性低碳钢，具有良好的综合力学性能，低温冲击韧度较高，晶粒长大倾向小，冷热加工性能均较好。
3、本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细，为什么？答：不一定.本质晶粒度只代表钢在加热时奥氏体晶粒长大倾向的大小.本质粗晶粒钢在较低加热温度下可获得细晶粒,而本质细晶粒钢若在较高温度下加热也会得到粗晶粒。
工程材料刘天模作业标准答案
第一章作业P14：1. 一铜棒的最大拉应力为70Mpa，若要承受2000kgf(19.614kN)的拉伸载荷，它的直径是多少？答：直径为18.9 mm （注意单位换算，1兆帕=1牛顿每平方毫米）。
5.零件设计时，是选取σ0.2（σs）还是选取σb，应以什么情况为依据？答：当零件不能断裂时，以抗拉强度为依据；当零件不能产生塑性变形时，以屈服强度为依据。
7常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？答：常用硬度测试方法有布氏硬度HBS和洛氏硬度HRC；HES测试范围是450以下，主要是硬度比较低的材料，如退火钢、正火钢、有色金属、灰口铸铁等；HRC测试范围是20～67，主要是硬度比较高的材料，如淬火钢、硬质合金等。
第二章作业P39：1.从原子结合的观点来看，金属、高分子材料和陶瓷材料有何主要区别？在性能上有何表现？答：金属材料：按金属键方式结合，因而具有良好的导电、导热性、塑性等；陶瓷材料：按离子键（大多数）和共价键方式结合，稳定性高，具有很高的熔点、硬度、耐腐蚀性；高分子材料：按共价键、分子键、氢键方式结合，具有一定的力学性能。
3.简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。
答：体心立方：原子数2、配位数8、致密度0.68；面心立方：原子数4、配位数12、致密度0.74；密排六方：原子数6、配位数12、致密度0.74。
补充题：1.陶瓷材料的显微组织由哪几部分构成？答：晶相、玻璃相、气相。
2高分子材料的大分子链有几种空间形态？其性能如何？答：线型（包括带支链的线型）：通常呈卷曲状，特点是弹性高、可塑性好，是热塑性高聚物；网体型：呈三维网络结构，特点是硬度高、脆性大、耐热、耐溶剂，是热固性高聚物。
3.什么是大分子链的柔顺性？答：大分子由于单键数目很大，因而使大分子的形状有无数的可能性（称为大分子链的构象），在受到不同外力时具有不同的卷曲程度，从而表现出很大的伸缩能力，该特性称为大分子链的柔顺性，即聚合物具有弹性的原因。
工程材料 作业及答案
第1章 材料的基本性质１、烧结普通砖的尺寸为２40mm×1１5m ｍ×53m ｍ，已知其孔隙率为３7%,干燥质量为 2487g,浸水饱和后质量为 2984g 。
求该砖的密度、干表观密度、 吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。
解:砖自然状态下的体积:3300.2400.1150.053 1.462810m V -=⨯⨯=⨯ 干表观密度：3030 2.4871700kg/m 1.462810m V ρ-===⨯ 由孔隙率0001700100%1100%1100%37%V V P V ρρρ-⎛⎫⎛⎫=⨯=-⨯=-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭得砖的密度:ρ＝２６98 ｋｇ／ｍ３吸水率:29842487100%100%20%2487m m W m =⨯=⨯=干吸吸干－－ 开口孔隙率：3029842487()/100%/1.462810100%34%1000m m P V ρ-⎡⎤-⎡⎤=⨯=⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦干吸开水－ 闭口孔隙率:37%34%%P P P==开闭--＝32、已知碎石的表观密度为2.６5g ／c ｍ３，堆积密度为１.50g/cm 3,求 ２.5ｍ3 松散状态的碎石，需要多少松散体积的砂子填充碎石的空隙 ? 若已知砂子的堆积密度为１。
55g /cm ３,求砂子的重量为多少？解:0000002.5 1.5100%1100%1100%43%2.5 2.65V V V P V ρρ⎛⎫''-⎛⎫'=⨯=-⨯=-⨯= ⎪ ⎪'⎝⎭⎝⎭－＝ V ０=1.４２5m 3所以,填充碎石空隙所需砂子的体积为：300 2.5 1.425 1.075m V V '-=-=或30 2.543% 1.075m V P '⨯=⨯= 沙子的重量：1。
075×1．55×１03＝１666．25kg3．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。
工程材料作业及答案汇总 (1)
1.1 4．简答与综合分析题（1）金属结晶的基本规律是什么？条件是什么？简述晶粒的细化方法。
(2) 什么是同素异构转变？（1）金属结晶的基本规律：形核、长大；条件是具有一定的过冷度；液态金属晶粒的细化方法：增大过冷度、变质处理、附加振动；固态金属晶粒的细化方法：采用热处理、压力加工方法。
(2)金属同素异构性（转变）：液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的晶体，在冷却过程中晶格发生改变的现象。
1.2 4．简答与综合分析题（4）简述屈服强度的工程意义。
（5）简述弹性变形与塑性变形的主要区别。
(4)答：屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之—。
其工程意义在于：①屈服强度是防止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
(5) 答：随外力消除而消失的变形称为弹性变形。
当外力去除时，不能恢复的变形称为塑性变形。
1.3 4．简答题（6）在铁碳相图中存在三种重要的固相，请说明它们的本质和晶体结构(如，δ相是碳在δ－Fe中的固溶体，具有体心立方结构)。
α相是；γ相是；Fe3C相是。
(7)简述Fe—Fe3C相图中共晶反应与共析反应，写出反应式，标出反应温度。
（9）在图3—2 所示的铁碳合金相图中，试解答下列问题：图3—2 铁碳合金相图（1）标上各点的符号；（2）填上各区域的组成相（写在方括号内）；（3）填上各区域的组织组成物（写在圆括号内）；（4）指出下列各点的含碳量：E( ）、C( ）、P( ）、S( ）、K( ）；（5）在表3-1中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。
表3-1（6）答：碳在α－Fe中的固溶体，具有体心立方结构；碳在γ—Fe中的固溶体，具有面心立方结构；Fe和C形成的金属化合物，具有复杂结构。
（7）答：共析反应：冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物。
工程材料第四章作业参考答案
1 、什么是滑移与孪生？一般条件下进行塑性变形时，为什么在锌、镁中易出现孪晶? 而在纯铜中易产生滑移带?答：滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。
孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变。
密排六方晶格金属滑移系少，常以孪生方式变形。
体心立方晶格金属只有在低温或冲击作用下才发生孪生变形。
面心立方晶格金属，一般不发生孪生变形，但常发现有孪晶存在，这是由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的，称退火孪晶。
铜是面心立方，锌、镁是密排六方，故在锌、镁中易出现孪晶，而在纯铜中易产生滑移带。
2 、根据纯金属及合金塑性变形的特点，可以有几种强化金属性能的方式？答：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化。
单相固溶体合金组织与纯金属相同，其塑性变形过程也与多晶体纯金属相似。
但随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，称固溶强化。
当在晶内呈颗粒状弥散分布时，第二相颗粒越细，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑性、韧性略有下降，这种强化方法称弥散强化或沉淀强化。
随冷塑性变形量增加，金属的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称加工硬化。
加工硬化是强化金属的重要手段之一，对于不能热处理强化的金属和合金尤为重要。
3 、用手来回弯折一根铁丝时，开始感觉省劲，后来逐渐感到有些费劲，最后铁丝被弯断。
试解释过程演变的原因？答：用手来回弯折一根铁丝时，铁丝会发生冷塑性变形。
随着弯折的持续，铁丝的冷塑性变形量会增加，从而发生加工硬化，此时，铁丝的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，故逐渐感到有些费劲。
进一步弯折时，铁丝会因为超过疲劳强度而被弯断。
4 、什么是变形金属的回复、再结晶？再结晶晶粒度受哪些因素的影响?答：回复是指在加热温度较低时，由于金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。
当变形金属被加热到较高温度时，由于原子活动能力增大，晶粒的形状开始发生变化，由破碎拉长的晶粒变为完整均匀的等轴晶粒。
工程材料作业答案解析
工程材料作业一一、选择题1、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（C ）A塑性 B硬度 C强度 D密度2、金属键的实质是（ A ）A自由电子与金属阳离子之间的相互作用B金属原子与金属原子间的相互作用C金属阳离子与阴离子的吸引力D自由电子与金属原子之间的相互作用二、问答题1、晶体中的原子为什么能结合成长为长程有序的稳定排列？这是因为原子间存在化学键力或分子间存在范德华力。
从原子或分子无序排列的情况变成有序排列时，原子或分子间引力增大，引力势能降低，多余的能量释放到外界，造成外界的熵增加。
尽管此时系统的熵减小了，只要减小量比外界熵增加来的小，系统和外界的总熵增加，则系统从无序状态变成有序状态的过程就可以发生。
分子间存在较强的定向作用力（例如较强极性分子间的取向力、存在氢键作用的分子间的氢键力）的情况下，分子从无序变有序，系统能量降低更多，释放热量越多，外界熵增越大，越有利于整齐排列。
这样的物质比较易于形成晶体。
相反非极性或弱极性分子间力方向性不明显，杂乱排列和整齐排列能量差别不大，形成整齐排列时，外界熵增有限，不能抵消体统高度有序排列的熵减。
这样的物质较难形成规则晶体。
综上粒子间的引力越强、方向性越强，越有利于粒子定向有序排列。
粒子的热运动则倾向于破坏这种有序排列。
热运动越剧烈（温度越高），越倾向于杂乱排列。
物质中粒子最终有序排列的程度取决于这对相反因素的消长2、材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？材料在弹性范围内，应力与应变的比值（σ/ε）称为弹性模量E(单位为MPa)。
E标志材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。
E值愈大，即刚度愈大，材料愈不容易产生弹性变形。
E值的大小，主要取决于各种材料的本性，反映了材料内部原子结合键的强弱。
当温度升高时，原于间距加大，金属材料的E值会有所降低。
值得注意的是，材料的刚度不等于零件的刚度，因为零件的刚度除取决于材料的刚度外，还与结构因素有关，提高机件的刚度，可通过增加横截面积或改变截面形状来实现。
工程材料作业答案(硬度)
一、是非题(4)HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数。
( 对 )二、选择题(2)下列四种硬度的表示方法中，最恰当的是( C )。
A．600~650 HBS B．12~15 HRCC．：170~230 HBS D．80~90 HRC(7)涂层刀具表面硬度宜采用( C )法进行测量。
A．布氏硬度(HBS) B．布氏硬度(HBW)C．维氏硬度D．洛氏硬度三、填空题（8）常用的硬度试验法有维氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度；测定半成品灰口铸铁件的硬度应采用布氏硬度。
（9）检验各种淬火钢的硬度应采用洛氏硬度，用符号HRC 表示；HB是布氏硬度的符号，它主要用于测量硬度在450 以下的材料。
（10）表面化学热处理、表面淬火的各种工件应该用维氏硬度硬度的来测定。
四、问答题4．试选择测定下列各种工件硬度的试验方法。
┏━━━━━━━┳━━━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━┓┃零件名称┃硬度试验方法┃零件名称┃硬度试验方法┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━┫┃锉刀┃洛氏硬度┃ YG8刀片┃维氏硬度┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━┫┃黄铜轴套┃布氏硬度┃电镀表层┃维氏硬度┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━┫┃碳钢型材┃布氏硬度┃渗碳层┃维氏硬度┃┗━━━━━━━┻━━━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━━┛习题二(11)标出简化后的铁碳合金相图(见图3-2)中各区域的相组成物(方括号)和组织组成物(圆括号)。
(14)分析W(C)=0.2％的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程和室温组织，并计算室温下相组成物和组织组成物的相对含量。
(15)分析w(C)=O.77％的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程和室温组织，并计算室温下相组成物和组织组成物的相对含量。
(16)分析w(C)=1.0%的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程和室温组织，并计算室温下相组成物和组织组成物的相对含量。
工程材料作业答案_
工程材料作业答案作业1 材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越艰难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。
2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构暗示图。
（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料举行分类，简述各类材料的性能特点。
第1 页/共13 页4.简述构成材料的5种化学键及其对普通性能的影响。
离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。
（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、展示金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。
5.简述钢的3种热力学平衡相。
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体因为溶碳量小，力学性能与纯铁相似。
塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。
渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。
6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
性能介于铁素体和渗碳体之间，综合性能好；屈氏体：铁素体与渗碳体组成的片层更薄的珠光体；索氏体：片层铁素体与渗碳体的双相混合组织，其片层间距较小，碳在铁素体中无过度饱和；贝氏体：渗碳体与铁素体的机械混合物，高温改变及低温改变相异的组织，具有较高的强韧性配合；马氏体：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经疾驰冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织；残余奥氏体：淬火未能改变成马氏体而保留到室温的奥氏体。
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。
[0927]《工程材料》作业答案
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0927工程材料判断题1、珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物A1. A.√2. B.×2、可锻铸铁中，石墨是团絮状的，有较高强度和一定塑韧性，所以可以锻造。
B1. A.√2. B.×3、正火是将钢加热到临界温度以上一定范围保温一定时间，然后空冷的热处理工艺。
A1. A.√2. B.×4、上贝氏体是由过饱和的铁素体和渗碳体组成。
A1. A.√2. B.×5、把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做面缺陷。
B1. A.√2. B.×6、实际金属中位错密度越大、晶界和亚晶界越多，其强度越高。
A1. A.√2. B.×7、金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫强度。
A1. A.√2. B.×8、选材的一般原则包括满足零件使用性能、工艺性、经济性、环保和资源合理利用。
A1. A.√2. B.×9、贝氏体是过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。
A1. A.√2. B.×10、奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。
B1. A.√2. B.×11、钢的淬火后进行高温回火的工艺称为调质，其组织为回火索氏体。
A1. A.√2. B.×12、零件失效形式包括变形失效、磨损失效、断裂失效。
A1. A.√2. B.×13、表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
B1. A.√2. B.×14、调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。
B1. A.√2. B.×15、在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小，则其强度越好，而塑性和韧性越差。
B1. A.√2. B.×16、在铁碳合金中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达0.77%。
B1. A.√2. B.×17、衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
B1. A.√18、布氏硬度测量硬度时，用符号HBW表示。
西南交通大学工程材料作业题
第1~2章作业一、第1章2011/9/26 本次作业1.工程材料的常见分类有哪些？2.名词解释弹性模量（E）屈服极限（σs）条件屈服强度（σ0.2）疲劳极限（σ-1）断裂韧性（K IC）硬度3．判断是非（1）抗拉强度σb是拉伸试样断裂过程中所承受的最大拉伸应力。
（）（2）抗拉强度σb代表材料的最大均匀塑性变形，是均匀塑变向非均匀塑变的转折点。
（）（3）材料断裂韧性（K IC）受到材料的成分和组织结构以及构件的裂纹尺寸和几何形状的影响。
（）（4）材料的韧脆转变温度（T K）的值越低，其使用愈可靠。
（）4．选择题（1）大多数机械零构件工作中应防止过量的塑性变形，请问以下强度极限在设计中，对塑性变形要求最严格的是________，最不严格的是__________。
A. σeB. σpC. σs5、综合思考题（1）弹性模量E是由材料的什么决定的，为什么它是不对材料组织敏感的指标？（2）材料的延伸率δ和断面收缩率ψ谁更能真实准确的反映材料的塑性指标，为什么？（3）什么是屈服现象，它的物理意义是什么？为什么有的材料还要规定条件屈服强度？（4）何谓断裂韧性？请简述如何根据材料的断裂韧性K IC 、零构件所受的工作应力σ以及零构件中裂纹的长度2a来判断零构件材料发生低应力脆断的可能性。
（5）比较布氏、洛氏和维氏硬度的测试原理以及测试范围。
2011年10月完成二、第2章1．名词解释晶体晶胞位错滑移孪生晶界加工硬化回复再结晶热加工2．判断是非（1）晶胞就是能够重复排列而形成空间点阵的基本几何单元。
（）（2）热加工过程中，由于产生动态回复和动态再结晶，因此金属不产生加工硬化。
（）（3）对于没有经过冷变形的金属向其加热，只要温度足够高，由于温度的作用金属会发生回复和再结晶。
（）3.、选择题1．两项合金中，以下脆性相的分布形式中_________的危害最大？A. 颗粒分布B. 网状C. 薄片层状2．下述三种方法制作齿轮，那种更合理？A.用圆板切出圆饼再加工成齿轮。
工程材料作业--学飞版
机械工程材料习题集机械工程学院2013年9月1-1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改变该支架的截面与结构形状尺寸。
答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。
因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。
1-2对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲劳极限。
1-3在有关工件的图样中，出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，用这种标注是否正确？为什么？（1）HBS250~300 （2）600~650HBS （3）5~10HRC （4）HRC70~75（5）HV800~850 （6）800~850H VHBS表示用淬火钢球去测试布氏硬度，由于淬火钢球很难达到很高的硬度值，因此在测试很高硬度时淬火钢球本身会变形，HBS的测量上限是450。
HBW是硬质合金钢球，由于硬质合金钢球比淬火钢球硬度高很多，HBW国标上说明测量上限是650，而布氏硬度计用的是球压头，在不同施压力下压入工件时其压入角在不断的变化，因此各种压头和试验力下得到的硬度值严格是不能直接比较的； HRC：洛氏标尺HRC的测量范围是20－70HRC.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。
1-5当某一材料的断裂韧度KIC=62MPa·m1/2，材料中裂纹的长度2a=5.7mm时，需加多大的应力会使裂纹失稳扩展而导致断裂？1-6 选择题1．拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（B）A．屈服点B．抗拉强度C．弹性极限2．测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。
A．布氏硬度计B．洛氏硬度计C．维氏硬度计3．进行疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）A．静载荷B．冲击载荷C．循环载荷4．洛氏硬度C标尺所用的压头是（B）A．淬火钢球B．金刚石圆锥体C硬质合金球5．金属抵抗永久变形和断裂的能力，称为（C）A．硬度B．塑性C．强度6．金属的（B ）越好，则其锻造性能越好。
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第一次作业
第一章
作业1、从原材料到机械零件都要经过哪些生产工艺过程。
第二章力学性能
作业2、在下列材料或零件上测量硬度，应当用何种硬度测试方法最适宜？
①锉刀；②黄铜；③铸造铝合金；④紫铜；⑤片式弹簧（扁簧）；⑥硬
质合金刀片；⑦淬火钢；⑧调质钢；⑨硬铝；⑩退火钢。
作业3、在机械设计时哪两种强度指标用得较多？为什么？
作业4、如图所示为五种材料的应力—应变曲线：①45钢；②铝青铜；③35钢；
④硬铝；⑤纯铜。
试问：
（1）当外加应力为300MPa时，各材料处于什么状态？
（2）有一用35钢制作的杆，使用中发现弹性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少弹性变形？
（3）有一用35钢制作的杆，使用中发现塑性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少塑性变形？
第三章材料结构
作业5、晶体与非晶体有何区别？作业6、为什么单晶体具有各向异性，而多晶体则具有各向同性。
作业7、实际金属晶体存在哪些缺陷？对材料性能有何影响？
第二次作业
第四章
作业1、默画出Fe—C相图，填出各点字母、含碳量及各区域的组织，写出共析反应式与共晶反应式，写出室温时亚共析钢、共析钢、过共析钢、
亚共晶铸铁、共晶铸铁、过共晶铸铁的平衡组织，并画出共析钢的冷
却曲线。
作业2、根据铁碳相图，分析产生下列现象的原因：
（1）在室温下，含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.45%的钢硬度高？
（2）在室温下，含碳0.8%的钢的强度比含碳1.2%的钢高？
（3）在1100°时，含碳为0.4%的钢能进行锻造，而含碳为4.0%的白口铁不能进行锻造？
作业3、从铁碳相图中分析回答：
（1）随碳质量百分数的增加，硬度、塑性是增加还是减小？
（2）为何钢有塑性而白口铁几乎无塑性？
（3）哪个区域熔点最低？那个区域塑性最好？
（4）哪个区域的结晶温度范围最小？
（5）铸造用合金通常选择什么成分的合金？塑性加工通常选择什么成分的合金？
作业4、同样形状的两块铁碳合金，其中一块是15号钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？
第三次作业
第五章热处理
作业1、马氏体转变特点是什么？
作业2、什么是调质处理？
作业3、钢淬火后为什么一定要回火？说明回火的种类及主要应用范围。
作业4、正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火与退火？
作业5、用20CrMnTi制作汽车传动齿轮，要求表面渗碳，渗碳层深1mm，硬度58～63HRC ，心部硬度28～32HRC。
试写出其工艺路线，说明各热处
理工序作用。
作业6、如图所示为T8钢加热后的冷却曲线，写出图中各点对应的组织，说明各属于哪种热处理方法？
第四次作业
第七章钢铁材料
作业1、钢中主要合金元素有什么作用？
作业2、简述渗碳钢、滚动轴承钢、调质钢、弹簧钢的性能要求，每种钢各写出一个牌号。
作业3、高速钢的三次高温回火目的是什么？
作业4、写出高速钢（W18Cr4V）的加工工艺路线，说明各热处理工序作用。
作业5、今要制造下列零件：轿车覆盖件、轿车齿轮、医用手术刀、钢窗、丝锥、滚动轴承、锉刀、沙发弹簧、发动机连杆、钢制碗具、机床主轴、
手用锯条、机床床身、高速车刀、机车板弹簧、重要大桥用钢、压铸
模工作零件、冲压模冲头，请选择合适的材料。
作业6、按照铸铁中碳的存在形式不同、断口的颜色不同，铸铁分为哪三大类？
每一类铸铁中碳的存在形式分别是什么？
作业7、常用的灰口铸铁分哪四类？它们中的石墨各具有什么形态？
作业8、说明下列金属材料牌号的类别、符号和数字的含义。
（1）60Si2Mn （2）H90 (3) 20 (4)T8A
（5）GCr15 （6）Q275 （7）CrWMo （8）HT150
（9）ZL101 （10）9SiCr
第五次作业
作业1、今要制造下列零件：摩托车发动机箱体、子弹弹壳、手机外壳、轿车齿轮、丝锥、锉刀、沙发弹簧、机床主轴、机床床身、高速车刀、机车板弹簧、螺钉垫片、密封圈，请选择合适的材料，并简要说明理由。
作业2、试述选材的基本原则。