材料工程基础习题

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工程材料基础习题(整合版)(刘颖版)

《工程材料基础》课程习题（一）绪论，第一章材料的基本结构与性能、工程材料按照性质不同或用途不同，如何进行分类？物质组成，金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；用途，结构材料（力学性能）、功能材料（物理或化学性能）；、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？材料性能的取决因素，材料成分（原分离子的结合键类型）、材料结构（原分离子间作用状态）、材料的微观结构；离子键，结合力较强熔点硬度高，热膨胀系数导热小；电荷离子排斥较低密度；共价键，结合力很强高熔点硬度，低热膨胀系数及不导电性；饱和性和方向性较低密度；金属键，存在自由电子导电导热性好；无方向饱和性塑性好；较高密度；分子键，结合力弱熔点硬度低；无方向性饱和性氢键，有方向性饱和性；、金属材料、陶瓷材料、高分子材料在结构和性质上的主要差别是什么？结构，主要类型的结合键不同；性质，包括熔点硬度（强度）塑性（韧性）导热导电性耐热耐腐蚀性及密度热膨胀系数的区别；具体见，表格；、何谓晶体、晶体结构、晶格、晶胞和非晶体？晶体，组成原离分子呈规则周期性排列的固体；非晶体，组成原分离子呈无规则排列的固体；晶体结构，组成晶体的原分离子在空间规则排列的方式；晶格，三维空间中视为质点的原离子按一定规则直线相连形成的三维空间格子；晶胞，晶格中代表晶体中原子排列特点和规律性的最小体积单元；、布拉菲点阵有多少种？描述其几何特征的参数是什么？晶胞各棱棱长（）及各棱之间的夹角关系（αβγ）；立方体系、四方体系、菱方体系、六方体系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系，计种；、何谓晶面、晶面族、晶向、晶向族，如何确定晶面和晶向指数？晶面，晶格中原子所构成的平面；晶面族，晶面原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶面；晶向，晶格中由原子列所构成的方向；晶向族，原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶向；晶面和晶向指数的确定，；、体心、面心、密排六方晶体结构有何特点？、何谓单晶体和多晶体，为什么单晶体具有各向异性，而多晶体往往没有各向异性？单晶体，其组成原子按相同规律和空间取向排列的晶体；多晶体，由许多空间取向不同的单晶（晶粒）组成的晶体；晶体各向异性，沿不同晶向，晶体性能不同的现象；产生原因，不同晶面、晶向上分子或原子排列规律不同；多晶体空间位向呈随机分布；、何谓点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷，他们在晶体中的存在形式有哪些？点缺陷，空位、间隙原子、置换原子；（原子移位，异类原子溶入）线缺陷，晶体中若干原子出现的有规律错排现象；刀刃位错、螺形位错、混合型位错；面缺陷，晶界、亚晶界、相界面，表面等；、位错的运动形式有哪些？阻碍位错运动的因素有哪些？滑移运动、攀移运动；晶体结合键、点缺陷、其他位错、面缺陷、第二相粒子等；课件，点缺陷、第二相粒子、位错、晶界、相界（主要因素）；、溶质原子与位错之间的相互作用对溶质原子在晶体中的分布有何影响？对位错的运动有何影响？、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？点缺陷数量增加，提高材料强度、降低塑性导电性（增加电阻率）以及耐腐蚀性；位错密度增加，强度增高，塑性降低（适当密度位错，晶体最易塑性变形同时具有较低强度）；、非晶态材料的原子排列有何特点，其是否处于稳定状态？短程有序，各向同性，处于亚稳态（能量较低状态，非能量最低状态）；、晶体中有哪些面缺陷，为什么表面易吸附其他物质？如上；表面具有表面能，会自发吸附外来原子或分子以降低表面能；、何谓合金，合金中相、组元的概念是什么？合金，两种或者两种以上金属与金属或与非金属元素构成的具有金属特性的物质；相，化学构成、物理状态、晶体结构和性质相同均一且有明显界面与其他不同部分分隔开的部分；组元，组成合金最基本的独立物质（单质、化合物）；、何谓固溶体，其晶体结构与其组元有何关系？固溶体，原子或分子溶解于晶体中形成的固态物质；固溶体的晶体结构总是保持为溶剂（原子数量占多数的组元）的晶体结构；、何谓置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体和有限固溶体？置换，溶质原子置换某些溶剂原子并占据其位置的固溶体；间隙，溶质原子位于溶剂晶格间隙的固溶体；有限，溶质溶解度存在限度的固溶体；无限，组元可以无限互溶的固溶体；（产生晶格畸变大小不同的缘故）、纯金属与其固溶体相比，哪一个的强度更高，为什么？固溶体，溶质原子溶入晶格提高固溶体强度（固溶强化）；、何谓金属间化合物，其晶体结构与其组元有何关系？金属间化合物，金属与金属或类金属形成的具有金属性质的化合物；晶体结构复杂，且不同于其组元的晶体结构；、常见金属间化合物有哪几种，各有何特点？、固溶体和金属间化合物对合金的力学性能有何影响？固溶体，固溶强化，改变原有的一些物理和化学性能；金属间化合物，第二相强化（提高硬度统统是阻碍基体相中的位错运动，提高强度），增加一些其他性能（磁性，超导性，储氢性能）；、何谓同素异构、同分异构现象？同素异构，同一组成元素具有不同晶体结构的现象；同分异构，化学成分相同，组成原子形成不同分子结构的现象；、何谓陶瓷，其主要组成相有哪些，其性能主要取决于什么相？陶瓷，无机非金属化合物；晶体相（主相）、玻璃相、气孔；、为什么陶瓷中位错的密度低于金属中，且陶瓷中位错的滑移系少于金属中？因为陶瓷主要是以结合力强的离子键或者共价键结合；位错运动困难；、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？高聚物（聚合物或高分子材料），由一种或几种简单的结构单元聚合而成的分子量很大的化合物；共价键；、为什么高聚物在高温下易软化？仅限于线型高分子和支链型高分子，主要的分子间无化学键连接，分子间可相互移动；、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？其几何形态与高聚物的力学性质有什么关系？结构单元，组成高分子单体的低分子化合物；线型，支链型，溶剂中可溶解，良好的弹性和塑性，加热可熔化，热塑性，，支链使材料密度弹性塑性耐热性耐蚀性等下降；交联型，体型结构（平面内的网状结构），不溶性，热固性，较好的耐热性和尺寸稳定性，强度较高，塑性低，脆性大等；、为什么高分子可以呈现卷曲状态？高分子的柔顺性高分子链的构象，化学单键不同内旋可构成分子链的各种几何形态；、何谓高聚物的聚集态结构？高分子聚集在一起所形成的结合结构；、高分子材料的结晶度对高分子材料的硬度、强度、密度、耐热性、塑性、弹性等有何影响？结晶度是描述高分子聚合物晶化的程度；结晶度越高，硬度强度密度耐热性等越高，塑性弹性降低；、何谓复合材料，其主要组成相有哪些？复合材料，将两种不同物理化学力学性能的材料复合在一起所构成的材料；连续相（基体相）、复合相；第二章材料的基本性能、材料的强度指标有哪些，其含义是何？屈服强度，使材料开始塑性变形的最小应力值；抗拉强度，材料受力产生最大均匀塑性形变时所能承受的最大应力值；疲劳强度，材料在变动载荷反复作用下不发生断裂的最大应力值；高温强度，给定温度和时间内使材料产生断裂的应力值；、何为材料的刚度？弹性模量对于材料来讲具有什么应用意义？刚度，材料受力是抵抗弹性变形的能力；（表示材料对微量塑性变形的抗力，对选材有一定的参考意义；）、影响金属、陶瓷、高分子材料弹性模量的主要因素有哪些？弹性模量主要取决于材料组成原子间作用力大小；金属，对晶粒和第二相大小形态分布等组织变化不敏感，温度升高，模量下降；陶瓷，对晶粒大小不敏感，气孔率（主要因素），压缩模量高于拉伸模量；高分子，对组织材料敏感（结晶度，密度），温度升高，模量下降；、材料的塑性指标有哪些，塑性对于材料有何重要意义？断后伸长率，断面收缩率；塑性加工成形的重要指标参量，提高使用安全性，防止脆性断裂，使过载应力得到松弛；、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？硬度，材料抵抗局部塑性变形或其他硬物压入其表面的能力；压入法硬度试验；布氏硬度，（以下），（）；洛氏硬度，（），（），（）；维氏硬度，；、材料承受冲击的能力用何性能指标表示，温度对材料的耐冲击性能有何影响？冲击性能；冲击韧度随随见降低而下降，存在冷脆转化温度；、何谓断裂韧性，其有何实际意义？断裂韧性，材料抵抗裂纹扩展的能力；为零构件的设计和使用提供了一个重要的安全性指标；、何谓疲劳断裂？疲劳断裂，材料在变动载荷长期作用下，内部产生累积损伤而萌生裂纹，最后裂纹失稳扩展导致材料断裂的现象；、何谓材料的蠕变，其产生机制为何？蠕变，材料在高温及长时间恒力作用下缓慢塑性变形的现象；、何谓粘弹性，其有何实际应用意义？黏弹性，在外力作用下，材料产生的弹性应变在时间上滞后于应力变化的现象；作为一些材料的制备标准，即内耗值的大小、用于制备阻尼材料；、材料的耐磨性主要取决于哪些因素？材料的成分、表面硬度、硬化层深度、摩擦系数、弹性模量、摩擦副的相对性质等因素；、何谓材料的电极化现象，何谓压电效应和电致伸缩现象？电场作用下材料中的原分子正负电荷中心分离的现象；压电效应，因为材料（压电体）受力尺寸变化而产生电势的效应；电致伸缩现象，材料（受电体）受电场作用产生尺寸变化的现象；、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？抗磁性物质，外加磁场中，物质产生与外加磁场反向的很弱的磁场；顺磁性物质，外加磁场中，物质产生与外磁场同向但微弱的磁场；铁磁性物质，同向很强的磁场；亚磁性物质，同向较强的磁场；反磁性物质，无磁化；、什么是硬磁材料和软磁材料？软磁材料，磁化强度在外加磁场去除后迅速消失的磁性材料；硬磁材料，磁化强度在外加磁场去除后可显著长期保持的磁性材料；、何谓物质的特征光谱？、如何防止材料的电化学腐蚀？提高电极电位、形成单相组织，形成表面氧化膜；、如何提高金属材料的抗氧化能力？表面形成致密的抗氧化膜；、什么是材料的工艺性能，其有何重要意义？工艺性能，指材料在加工过程中所反映的是否适合于加工工艺的性能；铸造性能，塑性加工性能，焊接性能，切削加工性能；、结构材料中微裂纹的存在对材料使用的安全性有何影响，为什么？是否材料中一旦存在裂纹就必定不能使用，为什么？第三章金属材料的塑性变形、何谓为塑性变形，晶体塑性变形的主要方式有哪些？塑性变形，不可恢复的永久变形；滑移、孪生；、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？滑移系，一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合；滑移面为晶体中原子密排面；滑移方向为晶体中原子最密排方向；、金属晶体中滑移系的多少对金属的塑性有何影响？晶体的滑移系数目越多，其塑性越好；、何谓分切应力和临界分切应力，何谓“软取向”和“硬取向”？某些取向合适的晶粒在滑移面和滑移方向上所受分切应力优先达到使位错开始滑移的临界分切应力值而产生位错运动并引起晶体滑移，此晶粒取向称“软取向”；其它一些晶粒由于取向的原因沿滑移面和滑移方向上的分切应力还没有达到使位错滑移的临界应力，这些晶粒暂时不能产生滑移变形，此晶粒取向为“硬取向”。

材料工程基础及参考答案

材料工程基础及参考答案材料工程基础习题1、从粉碎过程来看，制粉方法可归纳为三大类：机械制粉、（物理制粉）和（化学制粉）2衡量合金铸造性能的主要指标有流动性和。

3．高炉原料主要有（）A铁矿石、脉石、焦碳;B铁矿石、熔剂、燃料;C碳质还原剂、燃料、脉石;D铁矿石、还原剂、熔剂4．炼钢的基本任务（）A脱碳、脱氧、脱硫，氧化生铁;B使生铁中C、Si、Mn、P、S 等元素合乎标准要求；C氧化生铁中C、Si、Mn等元素；D去除生铁中的杂质元素5．铝土矿的浸出是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一，浸出所用的循环母液中的主要成分为NaOH、NaAlO2、Na2CO3等，其中起主要作用的是（）ANaOH；BNaAlO2；CNa2CO3；DNaAlO2和NaOH7．下列哪种材料不适合挤压加工（）A铝及铝合金；B铜及铜合金；C中碳钢；D高合金纲8．保证冲压件质量的最重要因素是（A）A模具质量；B成形工序；C分离工序；D成形设备9．下列热处理工艺中，哪种处理工艺常用来改善金属材料的切削加工性（）A退火处理；B正火处理；C淬火处理；D时效处理10．要使某种金属材料获得高弹性、高屈服强度的力学性能，可以采用的热处理工艺为（）A退火处理;B淬火+中温回火；C淬火+低温回火；D淬火+高温回火11．表面淬火用钢的含碳量范围一般为（）A0.1—0.2%;B0.2—0.3%;C0.3—0.4%;D0.4—0.5%12．汽车齿轮表面受严重磨损并受较大的交变冲击载荷而破坏，为了提高其使用寿命，必须提高其表面硬度、耐磨性及疲劳强度，同时齿轮心部要保持良好的韧性及塑性，可以采用的技术方案为（）A低碳钢表面渗碳+淬火+高温回火；B低碳钢表面渗碳+淬火+低温回火C低碳钢表面渗氮+淬火+高温回火；D低碳钢表面渗氮+淬火+低温回火13．为了防止飞机、车辆、冷冻设施等的观察窗在寒冷气候条件下表面不结冰，可以对玻璃表面进行（）处理A化学抛光；B涂层导电薄膜；C涂层憎水涂层；D涂层光学薄膜14．（）两种元素具有较强的脱氧能力，一般认为在钢中是有益的元素。

工程材料基础练习题库与答案

工程材料基础练习题库与答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、下列组织中，硬度最高的是( )A、渗碳体B、奥氏体C、珠光体D、铁素体正确答案：A2、具有面心立方晶格的铁称为( )A、γ—FeB、δ—FeC、α—FeD、β—Fe正确答案：A3、钢的淬透性主要决定于( )。

A、冷却速度B、尺寸大小C、合金元素D、含碳量正确答案：C4、渗碳体的力学性能特点是( )A、软而韧B、硬而韧C、软而脆D、硬而脆正确答案：D5、钢经调质处理后获得的组织是A、回火屈氏体；B、回火索氏体。

C、回火马氏体正确答案：B6、铁碳合金中，共晶转变的产物称为( )。

A、奥氏体B、莱氏体C、铁素体D、珠光体正确答案：B7、T8钢的最终热处理是( )。

A、渗碳B、淬火+低温回火C、球化退火D、调质正确答案：B8、淬火钢在（300～400）℃ 回火时，可达到最高值的机械性能是( ) （中温回火）A、屈服强度B、塑性C、抗拉强度D、弹性极限正确答案：D9、为消除 T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。

A、回火B、调质处理C、球化退火D、正火正确答案：C10、亚共析钢室温下的平衡组织都是由( )组成。

A、先析铁素体和珠光体B、铁素体和奥氏体C、渗碳体和铁素体正确答案：A11、固溶体的晶体结构与相同。

A、溶质B、溶剂C、不同于溶剂和溶质的其它晶型D、a、b、c 都有可能正确答案：B12、亚共析钢的含碳量越高，其平衡组织中的珠光体量( )A、不变B、越少C、无规律D、越多正确答案：D13、碳在奥氏体中的最大溶解度为（）A、0.0218%B、4.3%C、2.11%D、0.77%正确答案：C14、共晶反应是指（）A、固相→固相1+固相2B、从一个液相内析出另一个固相C、从一个固相内析出另一个固相D、液相→固相1+固相2正确答案：D15、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是( )。

A、片状的B、蠕虫状的C、球状的D、团絮状的正确答案：D16、精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行( )。

《材料工程基础》大一下题集

《材料工程基础》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.金属材料的强度主要取决于其内部的什么结构？A. 晶粒大小B. 晶体结构C. 位错密度D. 空位浓度2.高分子材料的老化主要是由于什么引起的？A. 光照B. 氧化C. 湿度D. 所有以上因素3.陶瓷材料的主要特点是什么？A. 高导电性B. 高韧性C. 高硬度D. 高延展性4.在金属材料中，提高材料的哪种性能可以增强其抗疲劳性？A. 硬度B. 韧性C. 延展性D. 抗压强度5.下列哪种材料属于复合材料？A. 铝合金B. 玻璃钢C. 聚乙烯D. 硅钢6.热处理过程中，钢的淬火主要目的是什么？A. 提高硬度B. 降低韧性C. 增加延展性D. 减少内应力7.高分子链的哪种运动形式是导致高分子材料粘弹性的主要原因？A. 弯曲运动B. 旋转运动C. 伸缩运动D. 蛇形运动8.在陶瓷材料中，哪种添加剂可以提高材料的韧性？A. 氧化铝B. 碳化硅C. 氧化锆D. 氮化硼9.金属的晶粒细化通常可以提高材料的哪种性能？A. 硬度B. 延展性C. 韧性D. 导热性10.下列哪种方法是提高高分子材料耐热性的有效途径？A. 增加结晶度B. 减少交联度C. 提高分子量分布D. 降低立体规整性二、填空题（每题2分，共20分）1.金属材料中，常见的强化机制有________、和。

2.高分子材料的分子量分布对其________和________有显著影响。

3.陶瓷材料中的气孔率对其________和________性能有较大影响。

4.在金属材料的冷加工过程中，通常会出现________现象，导致材料硬度增加。

5.高分子链的柔性主要取决于链段间的________和链的________。

6.陶瓷材料的烧结过程中，主要的物质传输方式有________、和。

7.金属材料的晶粒大小对其力学性能和________有显著影响。

8.高分子材料的老化过程中，常见的化学变化有________和________。

材料工程基础复习题

思考题：1. 简述描述流体运动的两种方法。

将流体看成连续介质的条件是什么？2.如何理解两物理现象的相似？相似理论的作用是什么？.3离心式风机性能曲线中的Q-Ηma 线为什么有一个最高效点？当离心式风机的最佳工作点流量和压头与工作管路的要求不一致时，如何调整风机的工作参数？4. 选择离心式风机应遵循什么原则？选择多台离心式风机的工作组合方式又该如何考虑？5.分析室内暖气片的散热过程，各环节有哪些热量传递方式？以暖气片管内走热水为例。

6.冬天，经过在白天太阳下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打后，效果更加明显。

试解释原因。

7.冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？8.在严寒的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好？为什么？9.电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。

试从传热学的观点解释这一现象。

10.平壁与圆管壁材料相同，厚度相同，在两侧表面温度相同条件下，圆管内表面积等于平壁表面积，如图所示，试问哪种情况下导热量大？11.燃烧计算的目的是什么？什么是燃烧温度？提高燃烧温度的途径有哪些？(8分)12.表示燃料组成的常用基准有哪些？各是什么？13. 试在I-x 图中定性绘出下列干燥过程中湿空气的状态变化过程。

(10分)（1）温度为t 0、湿度为x 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入理想干燥器，废气出口温度为t 2；并说明空气预热后有什么好处？（2）温度为t 0、湿度为x 0的湿空气，经预热器温度升高到t 1后送入理想干燥器，废气出口温度为t 2，此废气再经冷却冷凝器析出水分后，恢复到t 0、x 0的状态。

14.某干燥过程，以空气（温度为 t1，湿含量为 x1）为干燥介质，经预热器预热后温度达到 t2 （t2>t1），进入干燥设备，干燥介质离开干燥设备的温度为t3，干燥设备的热损失为△。

试叙述干燥1kg 水分所需的介质量及相应的热耗的计算过程和方法（用I-x 图表示）。

材料工程基础习题 (1)

3-17 （如图）输水管路三通各段的直径为：d1=400mm,d2=300mm,d3=200mm,流量Q1=500 l/s, Q2=300 l/s,Q3=200 l/s,压力表读数p g=77KN/m2,求另外两管段的压力？（不计损失，三通水平放置）（68.89KN/m2,57.64KN/m2）3-21 （如图）一虹吸管直径100mm各管段垂直距离如图，求流量，A、B点压力，画管道总水头线，不计水头损失。

（0.0738m2/s）题3-17图题3-21图4-3 已知管径d=150mm，流量Q=15 l/s,液体温度为10℃，其运动粘性系数v=0.415cm2/s,试确定：○1在此温度下的流动状态；○2在此温度下的临界流速；○3若过流断面积改为面积相等的正方形管道，则其流态如何？4-15直径d=300mm的铁皮风管，通过20℃空气，平均流速V=20m/s，沿程压力损失△p=5mm 水柱，若流速加大一倍，沿程压力损失将增大为多少？（16.82mm水柱）4-18（如图）水泵抽水系统，流量Q=0.0628m3/s水的粘度ν=1.519×10-6㎡/s,管径d=200mm,ε=0.4mm,h1=3m,h2=17m,h3=15m,l2=12m,各处局部系数ζ1=3，ζ2（直角弯管d/R=0.8）,ζ3(光滑折管θ=30⁰)，ζ4=1.求：1）管道的沿程阻力系数λ（用莫迪图）2）水泵的扬程H。

3）水泵的有效功率Nε。

(Nε=γQH) （21.99m,13.54Kw）题4-18图题4-22图4-21 如图所示，管路由油库将油放出，出口处为大气压力。

已知H=9m,l1=l2=50m,d=0.1m, λ=0.02,局部阻力系数：进口ζ1=0.5，弯头ζ2=0.5，阀门ζ3=3.0，求：○1管中流量;○2画出管路总水头线及测压管水头线；○3若下游是流入另一个油池如图（b）,上下游池面高度差为9m，则上述两项结果将如何？（0.021m3/s）4-22 虹吸管自水箱吸引水流入大气。

材工基复习题(材料工程基础)

一、传热和传质基本原理第一章导论1、名词解释：●传导：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。

●对流：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象●热辐射：物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。

其中因热的原因而发出辐射能的现象为热辐射。

●绝对黑体：A=1时，辐射能全部被物体吸收，这种物体叫“绝对黑体“简称“黑体”。

它是一切物体中吸收能力最强一种理想物体。

●绝对白体： R=1时，投射辐射能全部被反射，且呈漫反射状态（即向各方向反射），则该物体被称为“绝对白体”，简称“白体”。

简述或推导题：传导、对流、辐射传热的特点；2.传导特点:a)必须有温差b)物体直接接触c)依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而传递热量d)不发生宏观的相对位移3.热对流特点：热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。

4.辐射传热特点：a)依靠电磁波传递能量b)不需要任何介质c)温度高于0K,都有发射辐射粒子的能力。

d)物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的5.大平壁一维稳态导热的傅里叶公式推导；第二章热传导引论1、名词解释●温度场：某一瞬间物体内各点温度的总称。

●等温面（线）：温度场中同一时刻同一温度所有点相连组成的曲面或平面(曲线)。

●温度梯度：在具有连续温度场的物体内，过任意一点P温度变化率最大的方向位于等温线法线方向。

过点P的最大温度变化率为温度梯度。

●热物性：输运物性（扩散速率系数、热导率、运动粘度）、热力学物性（密度、比热容）●接触热阻：当导热过程在两个直接接触的固体间进行时，由于表面不是理想的平整，所以界面容易出现点接触，给导热过程带来额外的热阻，称为接触热阻。

2. 简答题：写出热扩散方程的3种边界及初始条件；①第一类边界条件：给定物体边界上任何时刻的温度分布。

材料工程基础第三、四章习题答案

1、何为冷变形、热变形和温变形？冷变形：温度低于回复温度，变形过程只有加工硬化无回复和再结晶。

热变形：温度在再结晶温度以上，变形产生的加工硬化被再结晶抵消，变形后具有再结晶等轴晶粒组织，而无加工硬化痕迹。

温变形：金属材料在高于回复温度但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。

2、简述金属的可锻性及其影响因素。

可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。

它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。

可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。

(1)内在因素(a)化学成分:不同化学成分的金属其可锻性不同；(b)合金组织:金属内部组织结构不同，其可锻性差别很大。

(2)外在因素(a)变形温度:系指金属从开始锻造到锻造终止的温度范围。

温度过高:过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。

温度过低：变形抗力↑－难锻，开裂(b)变形速度:变形速度即单位时间内的变形程度(c)应力状态:金属在经受不同方法进行变形时，所产生的应力大小和性质（压应力或拉应力）不同。

3、自由锻和模锻的定义及其特点是什么？自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。

1、自由锻锻件的精度不高，形状简单，其形状和尺寸一般通过操作者使用通用工具来保证，主要用于单件、小批量生产。

2、对于大型机特大型锻件的制造，自由锻仍是唯一有效的方法。

3、自由锻对锻工的技术水平要求高，劳动条件差，生产效率低。

模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。

模锻具有如下特点：(1)生产效率高。

劳动强度低。

(2)锻件成形靠模膛控制，可锻出形状复杂、尺寸准确，更接近于成品的锻件，且锻造流线比较完整，有利于提高零件的力学性能和使用寿命。

(3)锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小，节约材料和切削加工工时。

(4)操作简便，质量易于控制，生产过程易实现机械化、自动化。

《材料科学与工程基础》题集

《材料科学与工程基础》题集大题一：选择题1.下列哪一项是材料的基本属性？A. 密度B. 颜色C. 形状D. 体积2.材料的力学性能主要包括哪一项？A. 导电性B. 耐腐蚀性C. 强度D. 透明度3.下列哪一项不是金属材料的常见类型？A. 钢铁B. 铝合金C. 陶瓷D. 铜合金4.材料的硬度是指其抵抗什么的能力？A. 拉伸B. 压缩C. 弯曲D. 刻划5.下列哪一项是热塑性材料的特性？A. 在加热后不能变形B. 在加热后可以永久变形C. 在冷却后可以恢复原形D. 在任何温度下都不易变形6.材料的韧性是指其在受力时什么的能力？A. 易碎B. 易弯曲C. 吸收能量而不破裂D. 迅速恢复原形7.下列哪一项是陶瓷材料的主要成分？A. 金属B. 塑料C. 无机非金属D. 有机物8.复合材料是由哪两种或多种材料组合而成的？A. 同一种材料的不同形态B. 不同性质的材料C. 相同性质的材料D. 任意两种材料9.下列哪一项不是高分子材料的特性？A. 高强度B. 高韧性C. 低密度D. 低耐温性10.材料的疲劳是指其在什么条件下性能逐渐降低的现象？A. 持续受力B. 持续加热C. 持续冷却D. 持续暴露在潮湿环境中大题二：填空题1.材料的密度是指单位体积内材料的______。

2.材料的导电性是指材料传导______的能力。

3.金属材料的晶体结构常见的有______、体心立方和面心立方。

4.陶瓷材料因其______、高硬度和高耐温性而被广泛应用于高温和腐蚀环境。

5.复合材料的优点包括高强度、高刚性和良好的______。

6.高分子材料的分子结构特点是具有长链状的______结构。

7.材料的疲劳强度是指材料在______作用下抵抗破坏的能力。

大题三：判断题1.材料的力学性能只包括强度和硬度。

（）2.金属材料都是良好的导体。

（）3.陶瓷材料的主要成分是金属。

（）4.复合材料的性能总是优于其单一组分的性能。

（）5.高分子材料的耐温性一般较低。

《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《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(rAu=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rNa+=0.097，rCl-=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。

材料工程基础总复习题及部分参考答案

材料⼯程基础总复习题及部分参考答案材料⼯程基础总复习题及部分参考答案⼀、解释名词1、淬透性：淬透性是指钢在淬⽕时获得马⽒体的能⼒。

2、淬硬性：淬硬性是指钢在正常淬⽕下获得的马⽒体组织所能达到的最⾼硬度。

3、球化退⽕：球化退⽕是将钢中渗碳体球状化的退⽕⼯艺。

4、调质处理：淬⽕加⾼温回⽕的热处理称作调质处理，简称调质。

5、氮化：向钢件表⾯渗⼊N原⼦以形成⾼氮硬化层的化学热处理⼯艺。

6、完全退⽕：将⼯件加热到Ac3+30~50℃保温后缓冷的退⽕⼯艺，主要⽤于亚共析钢。

7、冷处理：钢件淬⽕冷却到室温后，继续在0℃以下的介质中冷却的热处理⼯艺。

8、软氮化：低温⽓体氮碳共渗，以渗氮为主。

9、分级淬⽕：将加热的⼯件放⼊稍⾼于Ms的盐浴或碱浴中，保温适当时间，待内外温度均匀后再取出空冷。

10、等温淬⽕：将⼯件在稍⾼于Ms 的盐浴或碱浴中保温⾜够长时间，从⽽获得下贝⽒体组织的淬⽕⽅法。

11、珠光体：过冷奥⽒体在A1到550℃间将转变为珠光体类型组织，它是铁素体与渗碳体⽚层相间的机械混合物，根据⽚层厚薄不同,⼜细分为珠光体、索⽒体和托⽒体。

12、炉渣碱度：炉渣中碱性氧化物的质量分数总和与酸性氧化物的质量分数总和之⽐，常⽤炉渣中的氧化钙含量与⼆氧化硅含量之⽐表⽰，符号R=CaO/SiO213、偏析：钢锭内部出现化学成分的不均匀性称为偏析。

14、疏松：液态合⾦在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成⼀些细⼩的孔洞。

15、⽩点：当钢中含氢量⾼达了3ml/100g左右时，经锻轧后在钢材内部会产⽣⽩点。

在经侵蚀后的横向低倍断⼝上可见到发丝状的裂纹，在纵向断⼝上呈现圆形或椭圆形的银⽩⾊斑点。

⽩点是⼀种不允许出现的存在的缺陷。

16、镇静钢：钢液在浇注前经过充分脱氧的钢，当钢液注⼊锭模后不发⽣碳氧反应和析出⼀氧化碳⽓体，钢液可较平静地凝固成锭，故称为镇静钢。

17、沸腾钢：沸腾钢是脱氧不完全的钢，⼀般只⽤弱的脱氧剂锰铁脱氧。

材料工程基础题集(含答案)

【例题3.1】一双层玻璃窗，宽1.1 m，高1.2 m，厚3 mm，导热系数为1.05 W/(m· K)；中间空气层厚5 mm，设空气隙仅起导热作用，导热系数为2.60×10-2 W／(m· K)。室内空气温度为25℃。表面传热系数为20 W/(m2· K)；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/(m2· K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。
2
耐火粘土砖与硅藻土砖分界面的温度
0 . 115 t t q 495 244 470 （℃） 2 1 k 1 . 12 1
1
例题4-1，求下列图形中的角系数解：
A 1 F 1 , 2 A 2 F 2 ,1 F 2 ,1 1 F 1,2 A2 F 2 ,1 A1 2R
解 (1) 双层玻璃窗：
(2) 单层玻璃窗情形：
单层玻璃窗的散热量是双层玻璃窗的2.6倍。
【例题3.2】一台锅炉的炉墙由三层材料叠合组成。最里面是耐火粘土砖，厚115mm；中间是B级硅藻土砖，厚125 mm；最外层为石棉板，厚70mm。已知炉墙内、外表面温度分别为495℃和60℃，试求每平方米炉墙每小时的热损失及耐火粘土砖与硅藻土砖分界面上的温度。
x ( a 2 ) e 2 2
y ( b 2 ) e 2 2
2019/3/17 12
（1）将τ=3 代入上式得
3 x ( a 2 ) e 8
y ( b 2 ) e 8
3
（2）a=2，b=2时
x 4 e 2 2
y 4 e 2 2

由已知

材料工程基础作业题(2013-09)

第一章工程研究方法1、（Z10-11）。

流体流动的压强降Δp是速度v，密度ρ，线性尺度l、l1、l2，重力加速度g。

粘滞系数μ，表面张力σ，体积弹性模量E的函数。

即ΔP＝F（v、ρ、l、l1、l2、g、u、σ、E）取v、ρ、l作为基本物理量，利用因次分析法，将上述函数写成无因次式。

2、已知固体颗粒在流体中以等速u沉降，且u与粒径d，颗粒密度ρm(流体密度ρ)，动力粘度μ和重力加速度g，试用π定律发和矩阵法求揭示该颗粒沉降的无量纲乘积。

3、试分别用瑞利法和π定理法将压差ΔP、速度w、重度r和重力加速度g组合成无量纲乘积。

4、试证明直径为d的小球在密度为ρ，动力粘度为μ的流体中，以相对速度w运动时流动粘性阻力为：5、请根据纳维斯托克斯（N-S）方程，分别用量纲分析法和方程分析法得出相似准则数，并写出准则方程。

6、（L5-1）。

气流通过一等直径管道，拟用1／4缩小的透明模型中通过水故流的办法进行试验。

已知：气体的ρ气＝1.2kg/m3。

v气＝0.15cm2/s；水的ρ水＝1000kg/m3，v水＝0．01cm2/s。

实物的气流速度为24m/s，试确定：1）相应的模型中之水流速度。

2）若测得模型单位管长的压力降为13.8kN/m2，则原型中单位管长的压力降应为若干？第二章工程流体力学1、（L 1-7）。

质量为5kg，面积为40×45cm2的—收木板，沿着涂有滑油的斜面等速向下运动。

已知v＝1m/s，δ＝1mm(油膜厚度)，求滑油的粘度。

2、（L 1-9）。

一套筒长H＝20 cm，内径D＝5.04cm，重量G＝6.8N，套在直径d＝5cm的立轴上，如图所示。

当套筒与轴之间充以甘油（μ＝8P）时求套筒在自重作用下将以多大速度沿立轴下滑？不计空气阻力。

3、（L 2-2）。

图示的容器中，水和气达到下平衡状态，求容器内气体的压强，接触大气液面上为标准大气压，水的重度γ＝9807N／m3。

4、（L 2-3）。

材料工程基础及参考答案

材料工程基础复习题答案

材料工程基础复习题答案一、单项选择题1. 材料的力学性能主要包括哪些方面？A. 弹性、塑性、韧性B. 弹性、硬度、韧性C. 弹性、塑性、硬度D. 弹性、塑性、韧性、硬度答案：D2. 材料的热处理工艺中，退火的主要目的是？A. 提高硬度B. 提高韧性C. 降低硬度D. 增加塑性答案：C3. 材料的疲劳破坏通常发生在哪个阶段？A. 弹性变形阶段B. 塑性变形阶段C. 断裂阶段D. 疲劳裂纹扩展阶段答案：D二、多项选择题1. 以下哪些因素会影响材料的力学性能？A. 材料的化学成分B. 材料的微观组织C. 材料的加工工艺D. 材料的使用环境答案：ABCD2. 材料的断裂韧性与哪些因素有关？A. 材料的微观结构B. 材料的表面状态C. 材料的尺寸D. 材料的加载速率答案：ABCD三、填空题1. 材料的硬度是指材料抵抗______的能力。

答案：硬物压入表面2. 材料的韧性是指材料在受到______时吸收能量的能力。

答案：外力作用3. 材料的疲劳是指材料在______的循环应力作用下发生的破坏。

答案：长时间四、简答题1. 简述材料的热处理工艺中正火和退火的区别。

答案：正火是将材料加热到一定温度后迅速冷却，目的是提高材料的硬度和强度；退火是将材料加热到一定温度后缓慢冷却，目的是降低材料的硬度，提高塑性和韧性。

2. 描述材料的疲劳破坏过程。

答案：材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段：疲劳裂纹的萌生、疲劳裂纹的扩展和最终断裂。

在循环应力作用下，材料表面或内部的微小缺陷逐渐发展成为裂纹，随着应力循环次数的增加，裂纹逐渐扩展，最终导致材料的断裂。

五、计算题1. 已知某材料的屈服强度为300MPa，求该材料在受到150MPa的持续应力作用下是否会发生塑性变形。

答案：不会发生塑性变形，因为持续应力150MPa小于材料的屈服强度300MPa。

2. 计算材料在受到循环应力作用下的疲劳寿命，已知材料的疲劳极限为200MPa，循环应力幅值为100MPa。

材料工程基础总复习题(含答案)

材料工程基础总复习题一、解释名词1、炉渣碱度:一种表示炉渣特性的指数,通常多用碱性氧化物与酸性氧化物的质量百分浓度的比值表示。

2、偏析:合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析3、疏松:铸件凝固缓慢的区域因微观补缩通道堵塞而在枝晶间及枝晶的晶臂之间形成的细小空洞4、白点:在钢的纵断面上呈光滑的银白色斑点，在侵蚀后的横断面上则呈较多的发丝状裂纹5、镇静钢:脱氧完全的钢,组织致密，偏析小，质量均匀.6、沸腾钢:脱氧不完全的钢,浇注时钢水在钢锭模内呈沸腾现象7、缩孔:液态合金冷凝过程中,由于液态收缩和凝固收缩的体积减小得不到补充,则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞,容积大而集中的称为缩孔8、缝焊:实际上是连续点焊,缝焊是将工件装配成搭接接头,置于两个盘状电极之间,盘状电极在焊件上连续滚动,同时连续或断续放电,形成一个个熔核相互叠加的连续焊缝9、氢脆:溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限,使钢的塑性特别是断面收缩率明显降低，而对其他力学性能影响不大.10、软钎焊：钎料的熔点在450 ℃以下，接头强度低，一般为60～190MPa，工作温度低于100 ℃，具较好的焊接工艺性，用于电子线路的焊接。

11、硬钎焊:钎料的熔点在450 ℃以上,接头强度高，在200MPa以上，工作温度较高。

用于机械零部件的焊接。

12、镇静钢:13、回磷现象:炼钢过程中某一时期（特列是炉内预脱氧到出钢期间，甚至在盛钢桶中），当脱磷的基本条件得不到满足时，被脱除的磷重新返回到钢液中的现象.14、反挤压:金属流动方向与凸模运动方向相反的挤压方式。

15、正挤压：金属流动方向与凸模运动方向相同的挤压方式。

16、复合挤压：一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，另一部分金属流向相反的挤压方式。

17、气焊：是利用可燃性气体与助燃性气体混合燃烧所释放初的热量作为热源进行金属材料的焊接。

18、胎膜锻：是在自由锻设备上使用名为胎膜的单膛模具生产锻件的工艺方法。

材料工程基础周勇敏第一章习题

数可按照

0.02 d 0.3
计算，若要求管道阻力损失不大于3.96m，则管道直径应不小于多少？
【解】
由流量公式：Q Av= d 2v 4
可得：v=
4Q d2
而：hl
hf
hm

l d
v2 2g

v2 2g
且：
=
0.02 d 0.3
4Q 2 4Q 2
因此：hl

0.02 d 0.3
44
Re = vd = 6.79 0.075 =5.06105
1.007 10-6
= 0.3164 = 0.3164 =0.012
Re0.25 (5.06 105 )0.25
(0

h

0)

(0

0

v22 2g
)

hl ,1 2
若不考虑沿程阻力，则：
h

v22 2g

hl ,1 2
【解】
p1' 0.52106 Pa 520kPa
p1 p1' pa 520 101 621kPa
p2 p1

101 0.1626 621
cr
当采用收缩喷嘴时，出口只能达到音速，
出口压强由临界压强对应的压强比计算得到
p2* cr p1 0.528 621 327.89(kPa) 出口密度：
4 Q1+Q2 =Q
4
2
=0.11(
d2
)0.25
=0.11
(
0.125 300
)0.25
=0.0157
v1=0.7546(m/s),v2 =0.8914(m/s)

材料工程基础复习题答案

材料工程基础复习题答案一、选择题1. 材料工程中，以下哪个不是常见的材料分类？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 塑料材料D. 生物材料答案：C2. 金属材料的强度和硬度通常与其什么属性有关？A. 密度B. 弹性模量C. 屈服强度D. 热膨胀系数答案：C3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高导电性B. 高延展性C. 高熔点D. 高韧性答案：C4. 以下哪个因素不是影响材料疲劳寿命的因素？A. 材料的微观结构B. 材料的表面处理C. 材料的化学成分D. 材料的重量答案：D5. 材料的断裂韧性是衡量材料在什么条件下的性能？A. 静载荷B. 循环载荷C. 冲击载荷D. 热载荷答案：B二、填空题6. 材料的_______是材料在受到外力作用时抵抗永久变形的能力。

答案：弹性模量7. 金属材料的_______是指材料在受到外力作用时发生断裂前的最大应力。

答案：抗拉强度8. 陶瓷材料的_______是材料在受到冲击或振动时抵抗破坏的能力。

答案：断裂韧性9. 材料的_______是指材料在受到外力作用时发生永久变形而不断裂的能力。

答案：韧性10. 材料的_______是指材料在受到高温作用时保持其物理和化学性质不变的能力。

答案：热稳定性三、简答题11. 简述材料的硬度和强度的区别。

答案：硬度是指材料抵抗硬物体压入其表面的能力，通常通过硬度计来测量。

强度是指材料在受到外力作用时抵抗断裂的能力，它包括抗拉强度、抗压强度和抗剪强度等。

12. 解释什么是材料的疲劳寿命，并举例说明。

答案：材料的疲劳寿命是指材料在受到循环或重复载荷作用下，从开始加载到发生断裂所经历的周期数。

例如，汽车的弹簧在长时间的行驶过程中，由于路面的颠簸，会经历无数次的压缩和释放，最终可能导致弹簧断裂，这就是疲劳破坏。

四、论述题13. 论述材料的微观结构如何影响其宏观性能。

答案：材料的微观结构包括晶粒大小、晶界、相界、孔隙率等，这些微观特征对材料的宏观性能有着显著的影响。

材料工程基础复习题及答案

材料工程基础复习题及答案一、选择题1. 材料科学与工程研究的核心是什么？A. 材料的合成B. 材料的性能C. 材料的加工D. 材料的结构与性能关系2. 金属材料的强度主要取决于以下哪个因素？A. 原子间结合力B. 晶格类型C. 晶粒大小D. 杂质含量3. 下列哪种材料属于高分子材料？A. 钢B. 玻璃C. 塑料D. 陶瓷4. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高强度、高韧性B. 耐高温、耐腐蚀C. 良好的导电性D. 良好的导热性5. 复合材料通常由哪些部分组成？A. 基体和增强体B. 金属和非金属C. 有机和无机D. 以上都是二、填空题6. 材料的力学性能主要包括______、______、______和硬度等。

7. 金属材料的塑性变形主要通过______和______两种机制实现。

8. 玻璃的主要成分是______，而陶瓷的主要成分是______。

9. 复合材料的______性能通常优于单一材料。

10. 材料的疲劳是指材料在______作用下逐渐发生损伤和断裂的现象。

三、简答题11. 简述材料的热处理工艺有哪些类型，并说明它们的主要作用。

12. 什么是材料的疲劳寿命？影响疲劳寿命的主要因素有哪些？13. 描述金属材料的腐蚀机理，并简述如何防止金属腐蚀。

14. 阐述高分子材料的加工方法及其应用领域。

15. 复合材料在现代工业中的应用有哪些优势？四、计算题16. 已知某金属材料的屈服强度为300 MPa，抗拉强度为400 MPa，试计算其弹性模量（假设弹性模量为210 GPa）。

17. 假设有一块长1米，宽0.5米，厚0.02米的钢板，其密度为7850 kg/m³，求该钢板的质量。

五、论述题18. 论述材料的微观结构如何影响其宏观性能，并给出一个具体的例子。

19. 讨论材料的可持续性在现代材料工程中的重要性，并提出实现材料可持续性的方法。

参考答案：1. D2. A3. C4. B5. A6. 弹性模量、屈服强度、抗拉强度7. 滑移、孪生8. 硅酸盐、氧化物9. 综合性10. 循环载荷11. 退火、正火、淬火、回火，分别用于降低硬度、细化晶粒、提高硬度和韧性、消除内应力。