《机械工程材料(第4版)》第5章

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《机械工程材料》复习习题及答案

第一章材料的性能1．1 名词解释δb δb δsδ0.2 δ-1 a k HB HRC1．2 填空题1．材料常用的塑性指标有(延伸率)和(断面收缩率)两种，其中用(延伸率)表示塑性更接近材料的真实变形。

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

3．材料的工艺性能是指( 铸造)性能、(锻造)性能、(焊接)性能、(切削加工)性能和(热处理)性能。

4．工程上常用金属材料的物理性能有( 熔点)、(密度)、（导电性）、(磁性)和(热膨胀性)等。

5．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是(冲击韧性ak )，其单位是( J/cm2 )。

1．3 简答题2．设计刚性好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?3．常用的硬度方法有哪几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?1．4 判断1．金属的熔点及凝固点是同一温度。

( 错)2．导热性差的金属，加热和冷却时会产生内外温度差。

导致内外不同的膨胀或收缩，使金属变形或开裂。

( 对)3．材料的强度高，其硬度就高，所以刚度大。

( 错)4．所有的金属都具有磁性，能被磁铁所吸引。

( 错)5．钢的铸造性比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。

( 错)1．5 选择填空1．在有关零件图图纸上，出现了几种硬度技术条件的标注方法，正确的标注是( D )。

(a)HBS650—700 (b)HBS＝250—300Kgf/mm2(c)HRCl5—20 (d) HRC 45—702．在设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标是( a )。

(a) δb (b) δs(c) δ0.2(d) δp3．在作疲劳试验时，试样承受的载荷为( c )。

(a)静载荷(b)冲击载荷(c)交变载荷4．洛氏硬度C标尺使用的压头是( b )。

(a)淬硬钢球(b)金刚石圆锥体(c)硬质合金球5．表示金属密度、导热系数、导磁率的符号依次为( d )、( f )、( c )。

《机械工程材料(第4版)》课程大纲

“工程材料基础”课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Engineering Materials课程编号：MATL300102（10位）学时：52 （理论学时：44 实验学时：8 上机学时：课外学时：（课外学时不计入总学时））学分：3适用对象：本科生先修课程：大学物理、材料力学使用教材及参考书：[1] 沈莲，范群成，王红洁.《机械工程材料》.北京：机械工业出版社，2007.[2] 席生岐等。

《工程材料基础实验指导书》.西安：西安交通大学出版社.2014[3] 朱张校等。

《工程材料》.北京：清华大学出版社.2009一、课程性质和目的（100字左右）性质：专业基础课目的：为机械、能动、航天、化工等学院本科生讲解材料的基础理论和工程应用，使学生了解材料的成分-组织-结构-性能的内在关系，培养学生根据零构件设计的性能指标选择合适材料，做到“知材、懂材”并能合理使用材料。

二、课程内容简介（200字左右）工程材料基础是面向机类、近机类及口腔医学专业开设的材料基础理论课程。

课程主要向学生讲授典型零件的失效方式及抗力指标、金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的基本知识，使学生掌握材料成分-工艺-组织-性能的内在关系，掌握工程材料实际应用的原则，培养学生“知理论、懂性能、会选材”的基本能力和素质。

课程实验主要包括金相试样制备和显微镜使用、铁碳合金组织的观察与分析、碳钢热处理与性能综合实验。

一、教学基本要求(1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。

(2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及工程应用的基本知识。

(3) 掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料、功能材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。

(4) 学生具有根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及编写冷热加工工艺路线的基本能力。

(5) 了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。

机械工程材料_沈莲_05章_铸铁

一、石墨化过程
铸铁中的碳元素除了少部分固溶于铁素体和奥氏体，还可以以渗碳体（Fe3C）化合物和游离态的石墨（Graphite）两种形式存在。
铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程。
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机械工程材料
机械工程材料
若将含有铸铁成分的铁碳合金从液态以极其缓慢的平衡状态进行冷却时，则其组织转变将按照 Fe-G相图进行，且石墨化过程可分为三个阶段。
第一阶段，液态石墨化阶段。从液体中直接析出的石墨和在1154℃时通过共晶转变而形成的共
晶石墨。L4.26 2.08 G共晶
第二阶段，中间石墨化阶段。是从1154℃~ 738℃的冷却过程中，自奥氏体中析出的石墨。
1. 化学成分的影响
铸铁中的C和Si是促进石墨化的元素，它们的含量越高，石墨化过程越易进行。
此外，P、Al、Cu、Ni、Co等元素也会促进石墨化；而S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素则阻碍石墨化。
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第五章铸铁
CAST IRON
机械工程材料
铸铁：碳的质量分数Wc大于2.11%（一般为 2.5%~5.0%）的铁碳合金。详尽地说，铸铁中也含有Si（硅）、Mn（锰）、S（硫）、P（磷）等其他元素。
铸铁
白口铸铁 P Fe3CII Ld Ld Fe3CI Ld 灰口铸铁 F G F P G P G
图5-2中，实线表示Fe-Fe3C相图，虚线表示 Fe-G相图。
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《机械工程材料(第4版)》第8章

《工程材料基础》课后测试试卷《工程材料基础》课后测试试卷第八章一、单项选择题1、下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是（）A. Al2O3B. 聚苯乙烯C. 聚丙烯D. 饱和聚酯答案：A解题过程：需要在高温下工作，选择陶瓷材料。

2、下列材料中，蠕变抗力最高的是（）A. 金属B. 有机高分子C. 陶瓷D.热塑性玻璃钢答案：C解题过程：陶瓷高温性能好，蠕变抗力高。

3、下列材料中，韧性最好的是（）A. 金属B. 有机高分子C. 陶瓷D.热塑性玻璃钢答案：A解题过程：略。

4、硬质合金材料一般情况下被归结为（）A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 高分子材料D. 复合材料答案：B解题过程：硬质合金是金属陶瓷的一种。

5、一般陶瓷材料的硬度都很高，其原因是（）A. 存在玻璃相B. 烧结温度高C. 结合键强D. 有适量气孔答案：C解题过程：略。

6、下列材料中弹性模量最小的是（）A. 陶瓷B. 金属C. 复合材料D.高分子答案：D解题过程：高分子材料结合力弱，弹性模量小。

7、下列哪一项是决定陶瓷材料性能的主要组织（）A.玻璃相B. 晶相C.气孔答案：B解题过程：晶相是陶瓷材料的主要组成相，对陶瓷性能起决定性作用。

8、氧化铝陶瓷的结合键是（）A. 共价键B. 离子键C. 金属键D. 分子键答案：B解题过程：略。

9、碳化硅陶瓷的主要结合键是（）A. 共价键B. 离子键C. 金属键D. 分子键答案：A解题过程：略。

10、下列材料中，高温强度最好的是（）A. 金属B. 有机高分子C. 陶瓷D. 热塑性玻璃钢答案：C解题过程：略。

11、下列抗氧化性能最好的陶瓷是（）A. 硼化物陶瓷B.氮化物陶瓷C.氧化物陶瓷D.碳化物陶瓷答案：C解题过程：略。

12、陶瓷材料基体中晶粒愈细，陶瓷的强度（）A. 越高B. 越低C.不确定答案：A解题过程：陶瓷中也存在细晶强化的现象。

机械工程材料(第二版)课后习题答案

2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方：Mg、Zn2---7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。

第三章作业3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。

答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。

答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。

原因是：（1）强度高：Hall-Petch公式。

晶界越多，越难滑移。

（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。

（3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。

4－6 生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15天，然后再精加工。

试解释这样做的目的及其原因？答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。

4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410℃，锡熔点是232℃）？答：W、Sn的最低再结晶温度分别为:TR(W) =（0.4～0.5)×(3410+273)－273 =（1200～1568）(℃)＞1000℃TR(Sn) =（0.4～0.5)×(232+273)－273 =（-71～-20）(℃) ＜25℃所以W在1000℃时为冷加工，Sn在室温下为热加工4－9 用下列三种方法制造齿轮，哪一种比较理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮；（2）由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮；（3）由圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮。

工程材料第五章作业答案

1.画出Fe-Fe3C相图，指出图中S、E、GS、SE、PQ、PSK和ECF 各点线的含义，并标注各区域的相组成物或组织组成物。

略2.何谓铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P）？铁素体（F）：C在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格。

奥氏体（A）：C在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方晶格。

渗碳体（Fe3C）：C与Fe的化合物。

珠光体（P）：铁素体与渗碳体的机械混合物。

3.在Fe-Fe3C相图上，指出碳在α-Fe和γ-Fe中的溶解度曲线，并指出它们的溶碳范围。

α-Fe：0～0.0218%γ-Fe：0～2.11%4.分别画出含碳为0.45%、0.77%、和1.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。

w C=0.45%，亚共析钢w C=0.77%，共析钢：w C=1.0%，过共析钢：5.计算下列问题（1）0.6%C钢中的珠光体和铁素体各占多少？（2）1.2%C钢中的珠光体和渗碳体（二次）各占多少？6.某钢试样在显微镜下观察，发现珠光体占40%，铁素体占60%，试问这是什么成分的钢？首先由题设可知，该钢为亚共析钢。

设碳含量为x：求出x=0.32，即该钢为0.32%C的亚共析钢。

7.写出下列牌号钢材所属种类，含碳量和主要用途：45、50、T8、T12A。

45：平均碳含量为0.45%的优质碳素结构钢。

50：平均碳含量为0.50%的优质碳素结构钢。

优质碳素结构钢中有害杂质及非金属夹杂物含量较少，化学成分控制比较严格，塑韧性较好，多用于制造较重要零件。

T8：平均碳含量为0.8%的碳素工具钢。

T12A：平均碳含量为1.2%的高级碳素工具钢。

碳素工具钢含碳量较高，适用于制作工具。

8.解释下列名词α-Fe、α相与铁素体、γ-Fe、γ相与奥氏体α-Fe：具有体心立方晶格的Fe。

α相与铁素体：C在α-Fe中的间隙固溶体，具有体心立方晶格γ-Fe：具有面心立方晶格的Fe。

γ相与奥氏体：C在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方晶格。

《机械工程材料(第4版)》第6-7章

《工程材料基础》课后测试试卷《工程材料基础》课后测试试卷第六、七章一、单项选择题1、下列材料中，适合作盛放氢氟酸容器的是（）A. 聚四氟乙烯B.1Cr17C. 1Cr18Ni9D.玻璃钢答案：A解题过程：聚四氟乙烯不受任何化学试剂的侵蚀，有“塑料王”之称。

2、下列材料中，适合作汽车轮胎的是（）A. 顺丁橡胶B. 硅橡胶C. 氟橡胶D.丁腈橡胶答案：A解题过程：顺丁橡胶主要用于制造轮胎。

3、汽车油刹车制动软管应选用（）A. 铝合金管B. 塑料C. 热塑性玻璃钢D. 丁腈橡胶答案：D解题过程：丁腈橡胶主要用于制作耐油制品。

4、制造内燃机曲轴轴瓦内衬的合适材料是（）A. ZSnSb4Cu4B. HT200C. GCr15D. 20钢答案：A解题过程：应知道滑动轴承材料的牌号规律。

5、耐腐蚀性能最好的工程塑料是（）A. 聚砜B. 聚四氟乙烯C. 聚甲醛D. 聚碳酸脂答案：B解题过程：略。

6、高分子材料分子主干链上原子的主要结合方式是（）A. 共价键B. 二次键C. 金属键D. 离子键答案：A解题过程：链与链之间的结合方式为二次键。

7、制造滑动轴承的合适材料是（）A. GCr15B. HT200C. ZCuSn5Pb5Zn5D. Cr12MoV答案：C解题过程：略。

8、典型的铝合金相图中的恒温转变是（）A.匀晶转变B.共析转变C.共晶转变D.包晶转变答案：C解题过程：应熟悉典型的铝合金相图。

9、下列哪个属于热固性塑料（）A.尼龙B.聚碳酸酯C.环氧塑料D.氟塑料答案：C解题过程：了解常见的热塑性塑料和热固性塑料都有哪些。

10、如下金属中具有面心立方晶体结构的是（）A. AlB. α-FeC. α-TiD. β-Ti答案：A解题过程：α-Fe（BCC），α-Ti（HCP），β-Ti（BCC）。

二、判断题1、高分子化合物是由高分子链聚集而成，高分子链之间的作用力为共价力。

（）答案：N解题过程：高分子链之间的作用力为范德华力和氢键。

05--《工程材料》第五章

过程分析（合金③）冷却曲线：如下图
结晶过程: ①匀晶转变：合金在1-2点间按匀晶转变结晶出δ固溶体. ②包晶转变：到2点，δ含0.09%的C，液体含0.53%的C，在恒温下发生包晶转变,δ0.09+L0.53→A0.17。有液相剩余。 ③匀晶转变：在2-3点间液相继续转变为A0.53。所有A的成分均沿JE线变化冷到3点，合金全部由含碳0.40%的奥氏体所组成。 ④析出F：到4点时，开始析出F，4-5点A成分沿GS线变化, A含碳量升高，铁素体成分沿GP线变化。 ⑤共析转变：到5点时，奥氏体的成分达到S点成分(含碳 0.77%)便发生共析转变 ⑥析出Fe3CⅢ：温度下降，铁素体的溶碳量沿PQ线变化，析出Fe3CⅢ，Fe3CⅢ量很少，可忽略。
3.S：一般认为S在钢中是一种有害的元素。 ①硫不溶于铁，而生成FeS，FeS与Fe形成共晶体（熔点为989℃），分布于奥氏体晶界。当钢材在1000℃-1200℃压力加工时，共晶已经熔化, 并使晶粒脱开，钢材将变得极脆，这种脆性现象称为热脆。 ②在钢中增加含锰量，可消除S 的有害作用，Mn 能与S形成熔点为1620℃的MnS,而且MnS在高温时具有塑性，这样避免了热脆现象。来源：生铁中带来的而在炼钢时又未能除尽的元素。含量：硫必须严格控制，普通钢含S量应≤0.055%，优质钢含硫量应≤0.040%，高级优质钢含硫量应≤0.030%。
三、铁碳合金的成分与性能的关系 (一)铁碳合金的相组成物、组织组成物的相对量
(二)含碳量对铁碳合金机械性能的影响
第三节
碳
钢
一、常存杂质元素对碳钢性能的影响常存的杂质元素:Si、Mn、S、P、O、N、H 1.Mn：一般认为Mn在钢中是一种有益的元素。 ①Mn大部分溶于铁素体中，形成置换固溶体，并使铁素体强化； ②另一部分Mn溶于Fe3C中，形成合金渗碳体，这都使钢的强度提高，Mn与S化合成MnS，成熔点为 1620℃，能减轻S的有害作用。 ③Mn含量不多，在碳钢中仅作为少量杂质存在时，它对钢的性能影响并不明显。来源：钢中的Mn来自炼钢生铁及脱氧剂锰铁。含量：在碳钢中含锰量通常＜0.80%；在含锰合金钢中, 含锰量一般控制在1.0-1.2%范围内。

工程材料力学机械工业出版社(史上最全答案)

《工程材料力学性能》课后答案机械工业出版社 2008第2版第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。

1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。

5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。

韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶。

8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。

是解理台阶的一种标志。

9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。

10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。

沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。

弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等2、说明下列力学性能指标的意义。

答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数σr ——规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

电子教案-机械基础(第4版_刘跃南)电子教案-1.机械工程材料

1-1 概述
20世纪后期以来，由于电子信息、航空航天等尖端技术的迅速发展，对新材料的研究与开发起到了很大的刺激与促进作用，以高温超导材料、精细陶瓷材料、纳米材料为代表的新材料与新材料技术不断涌现。但存在一个较为普遍的问题，即新材料研制与制备加工工艺开发的非同步发展。高温超导材料、金属陶瓷梯度功能材料等，作为先进材料的优越性与实用价值非常明显，但尚缺少高效、低成本的制备与加工技术。
表１－１金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照
1-2 金属材料的主要性能
在拉伸试验过程中，通过自动记录或绘图装置得到的表示试样所受载荷F和伸长量Δl的关系曲线称为拉伸曲线；经计算，可得到表示试样所受应力σ和应变ε的关系曲线，称为应力－应变曲线。图1-1所示分别为低碳钢试样的拉伸曲线和应力－应变曲线。
1-1 概述
第一次工业革命时期（18世纪60年代——19世纪中期），人类开始进入蒸汽机时代，材料加工的特点是以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产。随着蒸汽机的广泛使用，以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，所用的金属材料由铜、铁，发展到以钢为主。材料加工包括锻造、冲压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削技术和机床、刀具、量具等得到了迅速发展。
1-2 金属材料的主要性能
3.静载荷拉伸试验金属材料的强度、塑性可通过静拉伸试验来确定。目前金属材料室温拉伸试验方法采用GB/T—2002，由于目前原有的金属材料力学性能数据是采用旧标准进行测定和标注的，所以原有旧标准GB/T228—1987仍然沿用，本教材为叙述方便采用旧标准。关于金属材料强度与塑性的新、旧标准名词和符号对照见表1-1。
第一章

机械工程材料第1-6章习题及参考答案

第1章材料的结构和金属的结晶一、选择题1. 材料的结构层次包括：（）。

（a）原子结构和原子结合键、原子的空间排列、相和组织(b) 原子结构和电子结构、原子的空间排列、相和组织(c) 原子结构、电子结构、相和组织(d) 原子、电子、质子2. 金属中正离子与电子气之间强烈的库仑力使金属原子结合在一起，这种结合力叫做（）。

（a）离子键（b）共价键（c）金属键（d）氢键3. 两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键叫做（）。

（a）离子键（b）氢键（c）共价键（d）金属键4. 金属具有良好的导电性和导热性与（）有密切关系。

（a）金属有光泽（b）金属不透明（c）金属塑性好（d）金属中自由电子数量多5. 金属键没有方向性，对原子没有选择性，所以在外力作用下发生原子相对移动时，金属键不会被破坏，因而金属表现出良好的（）。

（a）脆性（b）塑性（c）绝缘性（d）刚性6. 金属加热时，正离子的振动增强，原子排列的规则性受到干扰，电子运动受阻，电阻增大，因而金属具有（）。

（a）正的电阻温度系数（b）高强度（c）高塑性（d）绝缘性7. 固态物质按原子（离子或分子）的聚集状态分为两大类，即（）。

（a）晶体和非晶体（b）固体和液体（c）液体和气体（d）刚体和质点8. 原子（离子或分子）在空间规则排列的固体称为（）。

（a）气体（b）液体（c）晶体（d）非晶体9. 原子（离子或分子）在空间不规则排列的固体称为（）。

（a）气体（b）液体（c）晶体（d）非晶体10. 晶体具有（）的熔点。

（a）不定确定（b）固定（c）可变（d）无法测出11. 非晶体（）固定的熔点。

（a）没有（b）有12. 在晶体中，通常以通过原子中心的假想直线把它们在空间的几何排列形式描绘出来，这样形成的三维空间格架叫做（）。

（a）晶胞（b）晶格（c）晶体（d）晶核13. 从晶格中取出一个能完全代表晶格特征的最基本的几何单元叫做（）。

（a）晶胞（b）晶格（c）晶体（d）晶核14. 晶胞中各个棱边长度叫做（）。

工程材料与热处理第5章作业题参考答案

1.奥氏体晶粒大小与哪些因素有关？为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能？奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。

（1）加热温度和保温时间。

加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。

（2）加热速度。

加热速度越快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度的比值增大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。

（3）钢的化学成分。

在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。

（4）钢的原始组织。

钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。

传统多晶金属材料的强度与晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系，即σs=σ0+kd-1/2，其中σ0和k是细晶强化常数，σs是屈服强度，d是平均晶粒直径。

显然，晶粒尺寸与强度成反比关系，晶粒越细小，强度越高。

然而常温下金属材料的晶粒是和奥氏体晶粒度相关的，通俗地说常温下的晶粒度遗传了奥氏体晶粒度。

所以奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。

奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物的也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。

2．过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物？试列表比较它们的组织和性能。

3.共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么550℃的孕育期最短，转变速度最快？因为过冷奥氏体的稳定性同时由两个因素控制：一个是旧与新相之间的自由能差ΔG；另一个是原子的扩散系数D。

等温温度越低，过冷度越大，自由能差ΔG也越大，则加快过冷奥氏体的转变速度；但原子扩散系数却随等温温度降低而减小，从而减慢过冷奥氏体的转变速度。

高温时，自由能差ΔG起主导作用；低温时，原子扩散系数起主导作用。

机械工程材料第4章课后测试

一、名词解释滑移：。

孪生：。

加工硬化：。

回复：。

再结晶：。

热加工：。

冷加工：。

二、填空题1.单晶体金属塑性变形的基本方式是和。

2.单晶体塑性变形时的滑移带实际上是由构成的3.在外力的作用下，金属随着外形的变化，其内部组织发生的变化有、、。

4.从金属学观点来看，凡在再结晶温度以下进行的加工称为；在再结晶温度以上进行的加工称为。

5.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。

此过程演变的原因是产生了。

6.塑性变形对金属性能的影响，主要表现为：、、。

7.再结晶时，晶格类型不发生变化，也即没有相变；重结晶时，晶格类型不发生变化，发生转变。

8.工程上，去应力退火就是利用的原理。

9.热加工不会带来强化的效果，是因为热加工所产生的加工硬化能很快以的方式自行消除。

三、选择题（）1.再结晶和重结晶都有晶核的形成和晶核的长大两个过程，它们的主要区别在于是否有的改变。

A.温度B.晶体结构C.应力状态D.以上答案都对（）2.在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做。

A.时效处理B.变质处理C.加工硬化D.调质（）3.除元素外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。

A.CoB.CrC.MnD.Al（）4.冷变形金属经回复后，。

A.消除了加工硬化B.显著降低了内应力C.细化了晶粒（）5.形变后的材料再升温时发生回复和再结晶现象，则点缺陷浓度下降明显发生在。

A.回复阶段B.再结晶阶段C.晶粒长大阶段四、是非题（）1.所有金属在常温进行塑性变形都属于冷加工。

（）2.加工硬化是由于位错密度增加以致于缠结，使金属强度提高。

所以当金属中无位错存在时，强度最低。

（）3.渗碳体是钢中常见的固溶体相。

五、简答题1.影响再结晶温度的因素。

机械工程材料沈莲课后习题答案

机械工程材料沈莲课后习题答案【篇一：机械工程材料第3版答案】2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑形性变，而是没有产生明显的塑性变形。

4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。

5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？答：（1）屈服强度。

因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。

（2）抗拉强度。

因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的e值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？答：应根据弹性模量选择材料。

要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。

金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。

两者无直接关系。

故题中说法不对。

7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。

其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值hb小于450的毛坯材料。

洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。

维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。

采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。

8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。

下列情况应采用哪种硬度法测定其硬度？答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较洛氏硬度法高。

（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品、小件检验。