工程材料第四章习题答案
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的？1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为5%-10%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。
2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。
3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？1) 碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。
2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C; Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时，形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）MC、M2C。
ii. 当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。
★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属；2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度；3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子；4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。
工程材料习题集参考答案(第四章)
习题集部分参考答案4合金的结构与相图思考题1.何谓合金？合金中基本的相结构有哪些？答：合金是指两种或两种以上的金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。
合金中基本的相结构有固溶体、金属化合物两类。
2.相组成物和组织组成物有何区别？答：相组成物是指组成合金中化学成分、结构和性能均匀一致的部分。
组织组成物是指显微组织中具有某种形貌特征的独立部分。
两者的区别在于相组成物是不涉及金相形态的。
3.固溶体合金和共晶合金的力学性能和工艺性能有什么特点？答：固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，但由于溶质原子的溶入，造成了晶格畸变，阻碍了晶体滑移，结果使固溶体的强度、硬度提高，且大多固溶体还保持着良好的塑性。
而共晶合金组织为二相混合物时，合金的性能与成分呈直线关系。
当共晶组织十分细密时，硬度和强度会偏离直线关系而出现峰值。
共晶合金熔点低，流动性好，易形成集中缩孔，不易形成分散缩孔，铸造性能较好。
4.合金的结晶必须满足哪几个条件？答：合金的结晶需要满足结构、能量和化学成分三个条件（或者叫三个起伏）。
5.纯金属结晶与合金结晶有什么异同？答：相同点：形成晶核、晶核长大；能量和结构条件。
不同点：合金结晶还需要“化学成分条件”；从结晶的自由度看，纯金属结晶是一个恒温过程，而合金的结晶常常在某个温度范围内进行。
6.固溶体的主要类型有哪些?影响固溶体的结构形式和溶解度的因素有哪些？答：按溶质原子在固溶体(溶剂)晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体；按固溶度可分为有限固溶体和无限固溶体；置换固溶体按溶质原子在溶剂晶格中的分布特点可分为无序固溶体和有序固溶体。
影响固溶体的结构形式和溶解度的因素很多，目前比较公认的有①原子尺寸因素；②晶体结构因素；③电负性因素；④电子浓度因素。
7、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。
答：固溶强化是由于溶质原子的溶入，造成了晶格畸变，阻碍了晶体滑移，结果使固溶体的强度和硬度增加。
工程材料第四章固态扩散作业答案
2. 一含 w(C)=0.1%的碳钢在 930℃渗碳，渗到 0.05cm 的地方碳的浓度达到 0.45%。在 t >0 的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为 1%，假设
Dc 2.0 105 exp(140000 / RT )(m 2 / s )
(a) 计算渗碳时间； (b) 若将渗层加深一倍，则需多长时间？ (c) 若规定 0.3%C 作为渗碳层厚度的量度， 则在 930℃渗碳 10 小时的渗层厚度为 870 ℃ 渗碳 10 小时的多少倍？
在温度从 25℃升高到 600℃时，扩散系数 D 分别提高 4.9 10 和 9.5 10 倍，表明温度是
9 28
影响扩散系数的最重要的因素之一。当扩散激活能增大，温度对扩散系数（或速度）的影响 越大。 6. 已知 Al 在 Al2O3 中扩散常数 D0=2.8×10-3(m2/s)， 激活能 477 （KJ/mol） ， 而O （氧） 在 Al2O3 中的 D0=0.19(m2/s)，Q=636(KJ/mol)。 (a) 分别计算两者在 2000K 温度下的扩散系数 D； (b) 说明它们扩散系数不同的原因。 解：(a) 根据阿累尼乌斯方程 D D0 exp
(b) 在同一温度下，两个不同距离 x1 和 x2 所对应的时间 t1 和 t2 有如下关系
x1 Dt1
温度相同时，D1=D2，所以 t 2
x2 Dt 2
2 x2 0.12 t 1.0 104 4.0 104 s 2 1 2 x1 0.05
(c) 根据题意可知
x930 C x870 C
解：(a) 930℃时碳在γ铁中的扩散系数
140000 2 D 2.0 10-5 exp m / s 1.67 10-11 m 2 / s 1.67 10-7 m 2 / s 8.314 1203
陈志源《土木工程材料》(第3版)(章节题库 第四章 水硬性胶凝材料——水泥)【圣才出品】
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5．水泥体积安定性
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答：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。如果水泥硬化
后产生不均匀的体积变化，会使水泥混凝土构筑物产生膨胀性裂缝，降低建筑工程质量，甚
至引起严重事故，此即体积安定性不良。
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3．硅酸盐水泥中，水化速度最快的矿物组分是（ ）。
A．硅酸二钙
B．硅酸三钙
C．铝酸三钙
D．铁铝酸四钙
【答案】C
【解析】各项水泥熟料矿物性能指标如表 4-1 所示。
表 4-1 硅酸盐水泥熟料矿物水化、凝结硬化特性
4．六大通用硅酸盐水泥的初凝时间均不得早于 。硅酸盐水泥的终凝时间不得迟 于。
【答案】45min；390min 【解析】六大通用硅酸盐水泥的初凝时间均不得早于 45min。硅酸盐水泥的终凝时间 不得迟于 390min，其他五类水泥的终凝时间不得迟于 600min。
5．水泥国家标准中规定， 、 、 中任一项不符合标准规定时为不合格品。 【答案】细度；终凝时间；烧矢量 【解析】水泥国家标准中规定，细度、终凝时间、烧矢量中任一项不符合标准规定时为 不合格品。
三、选择题 1．我国颁布的硅酸盐水泥标准中，符号“P·C”代表（ ）。 A．普通硅酸盐水泥
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B．硅酸盐水泥
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C．粉煤灰硅酸盐水泥
D．复合硅酸盐水泥
【答案】D
【解析】D 项，根据《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）中的相应规定，复合硅酸
3．水硬性胶凝材料 答：水硬性胶凝材料是指加水拌成浆体后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化的无机 胶凝材料。这类材料又通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐 水泥等。广泛用于工业与民用建筑、地下、海洋、原子能工程及国防工程等。
第四章工程材料课后习题
解：我们设薄壁圆管的平均半径和壁厚分别为 R0 和 δ 。微剪力τ dA 对截面圆心（矩心）
的微力矩为 R0τdA ，由构成关系知，该截面的扭矩为
∫ T = A R0τdA
(a)
由于中心对称，τ 沿圆周方向大小不变；又由于管壁很薄，τ 沿壁厚方向也可近似地认为是均
匀分布的。这样一来，式(a)可以写成
4-24 .....................................................................................................................................................16
d = 2R0 − δ，D = 2R0 + δ
横截面的极惯性矩为
Ip
=
π 32
(D4
−
d4)
=
π 32 [(2R0
+
δ)4
−
(2R0
−
δ)4 ]
=
πR0δ 2
(4R02
+
δ2)
由此可得
τ max
=
T Ip
( R0
+
δ) 2
=
T πR0δ (4R02
+δ
2 ) (2R0
+δ
)
=
T (2β + 1) πβδ 3(4β 2 + 1)
第四章 扭 转
题号
页码
4-4 .........................................................................................................................................................1
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。
工程材料第四章习题答案
工程材料作业（4）答案1.解释下列现象:(1) 在相同含碳量下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高。
奥氏体形成分为形核、长大、残余渗碳体溶解，奥氏体均匀化4阶段。
多数合金元素减缓A形成，Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳亲和力大，形成的合金元素的碳化物稳定、难溶解，会显著减慢碳及合金元素的扩散速度。
但为了充分发挥合金元素的作用，又必须使其更多的溶入奥氏体中，合金钢往往需要比含碳量相同的碳钢加热到更高的温度，保温更长时间。
Co、Ni等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使奥氏体的形成速度加快。
而Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度的影响不大。
阻碍晶粒长大，合金钢需要更高的加热温度，更长的保温时间，才能保证奥氏体均匀化。
（加热温度升高了，但一般不会引起晶粒粗大：大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。
碳化物形成元素的作用最明显，因其形成的碳化物高温下稳定性高，很难完全溶入奥氏体，未溶的细小碳化物颗粒，分布在奥氏体晶界上，有效的阻止晶粒长大，起到细化晶粒的作用。
所以，合金钢虽然热处理加热温度高，但一般不用担心晶粒粗大。
强烈阻碍晶粒长大的元素：V、Ti、Nb、Zr；中等阻碍的：W、Mo、Cr；影响不大的：Si、Ni、Cu；促进晶粒长大的：Mn、P、B）(2) 在相同含碳量下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。
回火过程一般分为：马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物类型转变和碳化物长大。
合金元素在回火过程中，推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才出现分解和转变），提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度。
因此，提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。
使得合金钢在相同温度下回火时，比同样质量分数的碳钢具有更高的硬度和强度（对工具钢，耐热钢更重要），或在保证相同强度的条件下，可在更高的温度下回火，而韧性更好（对结构钢更重要。
材料科学与工程赵长生 第四章答案
材料科学与工程赵长生第四章答案1、在进行校园生物大搜索时，( )做法不太合适。
[单选题] *A.观察花坛中所有的动物和植物，统计它们的数量，记下它们的名称B.从脚印﹑粪便、毛发等踪迹推测躲藏起来的动物和曾经来过的动物C.我们只需要从照片上就能进行校园生物的观察记录了(正确答案)2、(嘉兴市)地球上一年有四季的原因是（）。
[单选题] *A.地轴是倾斜的，且倾斜方向不变B.地轴是倾斜的，且倾斜方向不变，同时地球围绕太阳公转(正确答案)C.地球围绕太阳公转3、小苏打和白醋混合后的反应十分剧烈。
[判断题] *对(正确答案)错4、基因工程造福人类，所以不需要考虑基因工程对生物多样性、自然生态环境和人体健康可能带来的负面影响。
[判断题] *对错(正确答案)5、下面说法不正确的一项是（）。
[单选题] *A.人体摄取热量总和大于所需热量总和而且缺乏运动时，人体就会变胖B.荷兰科学家英格豪斯证明了:绿色植物在任何条件下都能更新空气(正确答案)C.腐食性动物、霉菌、细菌等都属于分解者，它们可以把动植物遗体分解成植物所需的养料6、以下植物是草质茎的是( )。
[单选题] *A.狗尾草(正确答案)B.松树C.香樟树7、我们制作的小船可以装上风力推动装置或蒸汽推动装置。
[判断题] *对(正确答案)错8、纸的再生利用有利于节约资源、节约能源﹑减少污染，我们要把每一张餐巾纸都收集起来进行再生利用。
[判断题] *对错(正确答案)9、农民伯伯为作物补充含氮、磷、钾等元素的养料，是为了帮助作物补充（）。
[单选题]A.水分B.维生素C.无机盐(正确答案)10、下面方法中，可以帮助我们获取真实信息的有（）。
①观察②实验③调查④推想⑤案例分析[单选题] *A. ①②④B. ①②③⑤(正确答案)C. ②③④⑤11、在夜晚观星中，我们可以看到天空中有许多闪烁的星星，这些星星全部都是恒星。
[判断题] *对错(正确答案)12、“种瓜得瓜、种豆得豆”说的是变异现象。
建筑材料复习题及答案：第四章 普通混凝土及砂浆
第四章普通混凝土及砂浆一、填空题1.普通混凝土由（水泥）、（砂）、（石）、（水）以及必要时掺入的（外加剂）组成。
2.普通混凝土用细骨料是指（粒径小于4.75㎜）的岩石颗粒。
细骨料砂有天然砂和（人工砂）两类，天然砂按产源不同分为（河砂）、（海砂）和（山砂）。
3.普通混凝土用砂的颗粒级配按（0.6）mm筛的累计筛余率分为（1）、（2）和（3）三个级配区；按（细度）模数的大小分为（粗砂）、（中砂）和（细砂）。
4.普通混凝土用粗骨料石子主要有（天然卵石）和（人工碎石）两种。
5.石子的压碎指标值越大，则石子的强度越（小）。
6.根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GBJ50204）规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的（1/4），同时不得大于钢筋间最小净距的（3/4）；对于实心板，可允许使用最大粒径达（1/3）板厚的骨料，但最大粒径不得超过（40）mm。
7.石子的颗粒级配分为（连续级配）和（间断级配）两种。
采用（连续）级配配制的混凝土和易性好，不易发生离析。
8.混凝土拌合物的和易性包括（流动性）、（粘聚性）和（保水性）三个方面的含义。
其测定采用定量测定（流动性），方法是塑性混凝土采用（坍落度）法，干硬性混凝土采用（维勃稠度）法；采取直观经验评定（粘聚性）和（保水性）。
9.混凝土拌合物按流动性分为（流动性混凝土）和（干硬性混凝土）两类。
10.混凝土的立方体抗压强度是以边长为（150）mm的立方体试件，在温度为（20±2）℃，相对湿度为（95%）以上的潮湿条件下养护（28）d，用标准试验方法测定的抗压极限f）表示，单位为（MPa）。
强度，用符号（cc11.混凝土的强度等级是按照其（立方体抗压强度标准值）划分，用（C）和（立方体抗压强度标准）值表示。
有（C7.5）、（C10）、（C15）、（C20）、（C25）、（C30）、（C35）、（C40）、（C45）、（C50）、（C55）、（C60）、（C65）、（C70）、（C75 ）、（C80）共16个强度等级。
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。
工程材料学知到章节答案智慧树2023年成都工业学院
工程材料学知到章节测试答案智慧树2023年最新成都工业学院第一章测试1.金属抵抗明显变形的能力，称为（）。
参考答案:屈服极限（屈服强度）2.检验钢制锉刀、冷作模具的硬度，应选用的测试法是（）。
参考答案:HRC3.在进行拉伸试验、硬度试验、冲击试验和疲劳试验时，材料所受的载荷依次属于哪种类型的载荷（）。
参考答案:静载荷、静载荷、冲击载荷、循环载荷4.齿轮受到的力有（）。
参考答案:交变力;静力;冲击力5.下列零件中，其力学性能要求具有良好综合力学性能（即：强度、硬度、塑性、韧性均衡）的是（）。
参考答案:轴6.一批钢制拉杆，工作时不允许出现明显的塑性变形，最大工作应力σmax＝350 MPa。
今欲选用某钢制做该拉杆。
现将该钢制成d0＝10mm的标准拉抻试样进行拉抻试验，测得Ps＝21500N，Pb＝35100N,试判断该钢是否满足使用要求？其选材依据计算值是多少？（）参考答案:不能满足要求;依据бs≈274MPa7.金属塑性的指标主要有（）两种。
参考答案:δ;ψ8.通过拉伸实验能够测出的力学性能有（）。
参考答案:强度;塑性9.下列性能中，不属于力学性能的有（）。
参考答案:密度;耐蚀性10.下列材料中可以用布氏硬度测量的有（）。
(本题源自18材控4班袁桥组)（）参考答案:材料毛坯;有色金属原料11.制造各种型号的弹簧，若选取最重要的两种力学性能要求，从高到低的排序应该是（）。
参考答案:强度;冲击韧性12.下列零件中，其力学性能要求高硬度高耐磨性的是（）。
参考答案:滚动轴承;高速切削钻头13.下列材料中，其主要性能要求高硬度高耐磨性的是（）。
参考答案:锉刀;冷冲压模具14.某公司小王在测试一批即将入库的钢制刀具硬度时使用布氏硬度测试，他的选择是否正确。
（）参考答案:错15.某些零件承受的力并非静力，在设计冲床冲头时必须考虑所选材料的冲击韧性。
（）参考答案:对16.维氏硬度试验测试的精度较高，测试的硬度范围大，被测试样厚度几乎不受限制，故在生产现场常常使用。
工程材料习题第四章
单选题（本大题共23小题，每小题1分，共23分）1. 影响钢的冷脆性的主要元素是( )。
A.SB.PC.MnD.Si2. 20CrMnTi钢根据其所含的碳量和合金元素，在工业上主要作为一种（）使用。
A.合金渗碳钢B.合金弹簧钢C.合金调质钢D.滚动轴承钢3. 大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用，其中细化晶粒作用最为显著的有（）。
A.Mn,PB.Mn,TiC.Ti,VD.V,P4. 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.CrD.Ti1. 20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是。
A.强化铁素体B.提高淬透性C.细化晶粒D.提高回火稳定性2. 合金渗碳钢渗碳后必须进行热处理。
A.淬火+高温回火B.淬火+中温回火C.淬火+低温回火D.淬火+退火3. 要制造一批锉刀，请选择合适的材料。
A.45B.9Mn2VC.T12D.7Cr174. 下列材料中淬硬性高的是。
A.18CrNi3B.9Mn2VC.40Cr1. 下列材料中油淬临界直径最大的是。
A.25Cr2Ni4WB.20MnVBC.40CrD.65Mn2. 钢中强碳化物形成元素是（）A.Fe、MnB.Cr、CoC.V、TiD.Si、Mn3. 影响钢的热脆性的主要元素是（）A.SB.PC.MnD.Si4. 制造手用锯条应当选用（）A.T12钢经淬火和低温回火B.Cr12Mo钢经淬火低温回火C.65钢淬火后中温回火1. 二次硬化是指（）的硬化现象。
A.渗碳处理后的二次淬火B.某些钢在回火后硬度进一步提高C.变形过程中强度、硬度升高D.某些钢在淬火后硬度提高2. 40MnVB钢中V元素的主要作用是（）A.强化铁素体B.细化晶粒C.提高回火稳定性D.提高淬透性3. 40Cr钢根据其所含的碳量和合金元素，在工业上主要作为一种（）使用。
A.滚动轴承钢B.合金弹簧钢C.合金调质钢D.合金渗碳钢4. 对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用（）A.高淬透性钢B.中淬透性钢C.低淬透性钢D.对淬透性能没有要求1. 60Si2Mn钢根据其所含的碳量和合金元素，在工业上主要作为一种（）使用。
工程材料习题与答案
（×）
– 3． 因为B．C．C晶格与F．C．C晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的（塑√） 性变形能力完全相同。
– 4． 孪生变形所需要的切应力要比滑移变形时所需的小得多。 – 5． 金属的预先变形度越大，其开始再结晶的温度越高。 – 6． 变形金属的再结晶退火温度越高，退火后得到的晶粒越粗大。
工程材料习题与答案
（一） 解释名词 – 致密度 – 晶格 – 晶胞 – 单晶体 – 多晶体 – 晶粒 – 亚晶粒 – 晶界 – 晶体的各向异性 – 刃型位错 – 空位 – 间隙原子
机械工程材料 第二章 金属的结构
机械工程材料 第二章 金属的结构
（二） 填空题
– 1． 同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，
机械工程材料 第三章 金属的结晶
– 4． 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小： • 1） 金属模浇注与砂型浇注；
• 2） 变质处理与不变质处理；
•
金属模浇注比砂型浇注晶粒细小；
• 3） 铸成薄件与铸成厚件；
变质处理晶粒细小； • 4） 浇注时采用震动与不采用震动。 • – 5. 为什么铸钢成锭薄希件望的尽晶量粒减细少小柱；状晶区？
结构相似，尺寸相当
理论结晶温度与实际结晶温度之差
△T
必要
增加过冷度
加变质剂
细晶区、柱状晶区和等轴晶区。
机械工程材料 第三章 金属的结晶
（三） 是非题
1． 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。 2． 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。
（×）
3． 金属由液态转变成固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态（转×变）的
良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。 – 2． 晶体与非金属最根本的区别是
工程材料习题册打印答案
第一章 金属的性能一、填空将正确答案填在横线上;下同1、金属材料的性能一般分为两类;一类是使用性能,它包括物理性能、化学性能和力学性能等;另一类是工艺性能,它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等;2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷,在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷,大小和方向随时间发生周期变化的载荷称为交变载荷;3、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种;不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形;4、强度是指金属材料在静载荷作用下,抵抗塑性变形或断裂的能力;5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度,分别用符号σb 和σs 表示;6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb 或σ,则不会产生过量的塑性变形;7、有一钢试样其截面积为100mm 2,已知钢试样的MPa S 314=σ MPa b 530=σ ;拉伸试验时,当受到拉力为—————— 试样出现屈服现象,当受到拉力为—————— 时,试样出现缩颈;8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性;金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大,表示材料的塑性越好;9、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm 拉断后试样的标距长度为79mm,缩颈处的最小直径为 mm,此材料的伸长率为—————,断面收缩率为——————;10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力;称为冲击韧性;11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs,抗拉强度σb ,洛氏硬度C 标尺HRC,伸长率δ,断面收缩率ψ,冲击韧度αk,疲劳极限σ-1;二、判断正确打√,错误打×;下同1、弹性变形能随载荷的去除而消失;√2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象;×3、材料的屈服点越低,则允许的工作应力越高;×4、洛氏硬度值无单位;√5、做布氏硬度试验时,当试验条件相同时,其压痕直径越小,材料的硬度越低;×6、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性; ×7、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件; √8、洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的;√9、铸铁的铸造性能比钢好,故常用来铸造形状复杂的工件;√三．选择把正确答案填入括号内;下同1、拉伸试验时,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的B ;A.屈服点B.抗拉强度C.弹性极限2、做疲劳试验时,试样承受的载荷为CA.静载荷B.冲击载荷 C 交变载荷3、洛氏硬度C 标尺所用的压头是 BA.．淬硬钢球B.金刚石圆锥体C.硬质合金球4．金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为CA.．塑性B.硬度C.强度5．用拉伸试验可测定材料的A 性能指标;A.．强度B.硬度C.韧性四．名词解释1．弹性变形与塑性变形2．疲劳极限与抗拉强度五．简述1．画出低碳钢力—伸长曲线,并简述拉伸变形的几个阶段;2．什么是塑性塑性对材料的使用有什么实用意义第二章金属的结构与结晶一、填空1．原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体;原子呈有序有规则排列的物体称为晶体;一般固态金属都属于晶体;2．在晶体中由一系列原子组成的平面,称为晶面;通过两个或两个以上原子中心的直线,可代表晶格空间排列的一定晶向的直线,称为晶向;3．常见的金属晶格类型有体心立方、面心立方和密排六方三种;铬属于体心立方晶格,铜属于面心立方晶格,锌属于密排六方晶格;4．金属晶体结构的缺陷主要有点缺陷、线缺陷、面缺陷;晶体缺陷的存在都会造成晶格畸变,使塑性变形抗力增大,从而使金属的强度提高;提高;7．理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度;过冷度的大小与冷却速度有关,冷却速度越快,金属的实际结晶温度越低,过冷度也就越大;8．金属的结晶过程是由晶核的形成和长大两个基本过程组成的;9．金属在固态下,随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变;二、判断正确打√,错误打×;下同2．非晶体具有各向同性的特点;√3．体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心;×4．金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度;√5．金属结晶时过冷度越大;结晶后晶粒越粗; ×6．一般说,晶粒越细小,金属材料的力学性能越好;√8．单晶体具有各向异性的特点; √9．在任何情况下,铁及其合金都是体心立方晶格;×10．同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律;√11．金属发生同素异构转变时要放出热量,转变是在恒温下进行的;√三、选择1．α—Fe是具有 A晶格的铁;A．体心立方 B. 面心立方 C.密排六方2．纯铁在1450℃时为 A晶格,在1000℃时为B 晶格,在600℃时为A 晶格;A.体心立方 B.面心立方 C.密排六方3．纯铁在700℃时称为A ,在1000℃时称为B ,在1500℃时称为 C;A．α—Fe B.γ—Fe C.δ—Fe五．简述3．如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下铸铁晶粒的大小;1金属模浇注与砂型浇注金属模浇注晶粒小2铸成薄件与铸成厚件铸成薄件晶粒小3浇注时采用振动与不采用振动浇注时采用振动晶粒小4．写出纯铁的同素异构转变式;第三章金属的塑性变形与再结晶一、填空1．金属材料经压力加工变形后,不仅改变了外形尺寸,而且改变了内部组织和性能;2．弹性变形的本质是外力克服原子间的作用力,使原子间距发生发生改变;3．多晶体内晶界对塑性变形有较大的阻碍作用,这是因为晶界处原子排列比较紊乱,阻碍了为错的移动,所以晶界越多,多晶体的变形抗力越大;4．实践证明,再结晶温度与金属变形的程度有关,金属的变形程度越大,再结晶温度越 ;5.从金属学观点来说,凡在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工在再结晶温度以上进行的加工称为热加工;二、判断正确打√,错误打×;下同1．一般来说,晶体内滑移面和滑移方向越多,则金属的塑性越好;√2．实际上滑移是借助于位错的移动来实现的,故晶界处滑移阻力最小;×3．塑性变形只改变金属的力学性能; ×4．回复时,金属的显微组织没有明显变化; √5．金属铸件可以用再结晶退火来细化晶粒;×6．为保持冷变形金属的强度和硬度,应采用再结晶退火; ×7．在高温状态下进行的变形加工称加工×8．热加工过程实际上是加工硬化和再结晶这两个过程的交替进行;√三、选择1．钨的再结晶温度为1200℃,对钨来说在1100℃的高温下进行的加工属于A A．冷加工 B. 热加工2．冷热加工的区别在于加工后是否存在AA．加工硬化 B. 晶格改变 C. 纤维组织3．钢在热加工后形成纤维组织,使钢的性能发生变化,即沿纤维的方向具有较高的A 沿垂直于纤维的方向具有较高的C ;A．抗拉强度 B. 抗弯强度 C. 抗剪强度四、简述1．为什么晶粒越细,金属的强度越高,塑性,韧性就越好1．什么是加工硬化现象试举生产或生活中的实例来说明加工硬化现象的利弊;2．什么是再结晶退火再结晶退火的温度与再结晶温度有何关系3．热加工对金属的组织和性能有何影响第四章铁碳合金一、填空1．合金是一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法结合而成的具有金属特性的物质;2．合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为相;3．根据合金中各组元之间的相互作用不同,合金的组织可分为固溶体、金属化合物和机械混合物三种类型;4．根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两种; 5．合金组元之间发生相互作用而形成的一种具有金属特性的物质称为金属化合物;其性能特点是熔点高,硬度高,脆性大 ;奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体;6．铁碳合金的基本组织有五种,它们是铁素体、奥氏体、和渗碳体;7．铁碳合金的基本相是铁素体、8．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有铁素体和奥氏体;9．碳在奥氏体中溶解度随温度的不同而变化,在1148℃时碳的溶解度可达%在727℃时碳的溶解度为%;10．铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下,不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形;11．分别填出下列铁碳合金组织的符号：;奥氏体A、γ,铁素体F、α,渗碳体Fe3C,珠光体P,高温莱氏体Ld,低温莱氏体Ld’;的铁碳合金称为钢;根据室温组织不同,钢又分为三类：亚共析钢,其室温组织为P 12．含碳量%%、和F共析钢钢,其室温组织为P、过共析钢钢钢,其室温组织为P和Fe3C;、13.铁素体的性能特点是具有良好的塑性和韧性,而强度和硬度很低.14.共析钢冷却到S点时,会发生共析转变,从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体的混合物,称为珠光体;15..莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物.当温度低于727℃时,莱氏体中的奥氏体转变为珠光体,所以室温下的莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,又称为低温莱氏体Ld’;二.判断正确打√,错误打×;下同1.固溶体的晶格类型与溶剂的晶体类型相同;√2.金属化合物的晶格类型完全不同于任一组元的晶格类型. √3.金属化合物一般具有复杂的晶体结构;√4.碳在γ—Fe中的溶解度比在α—Fe中的溶解度小; ×5.奥氏体的强度、硬度不高,但具有良好的塑性; √6.渗碳体是铁与碳的混合物; ×7.过共晶白口铸铁的室温组织是低温莱氏体加一次渗碳体. √8.碳在奥氏体中的溶解度随温度的升高而减小; ×9.渗碳体的性能特点是硬度高、脆性大; √10．奥氏体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果;√11．含碳量为%和%的钢属于亚共析钢,在室温下的组织均由珠光体和铁素体组成,所以它们的力学性能相同;×12.莱氏体的平均含碳量为%;×三.选择1.组成合金的最基本的独立物质称为 BA.相B.组元C.组织2.合金固溶强化的主要原因是CA.晶格类型发生了变化B.晶粒细化C.晶格发生了畸变3.铁素体为B 晶格,奥氏体为A 晶格.A.面必立方B.体心立方C.密排六方4.渗碳体的含碳量为C %5．珠光体的平均含碳量为A %6．共晶白口铁的含碳量为B %7.铁碳合金共晶转变的温度是B ℃8.含碳量为%的铁碳合金,在室温下的组织为CA.珠光体B.珠光体加铁素体C.. 珠光体加二次渗碳体9.铁碳合金相图上的ES线,其代号用C 表示..PSK线用代号A 表示,GS线用代号 B.表示A,A110.铁碳合金相图上的共析线是C .A..ECF11．从奥氏体中析出的渗碳体称为 B,从液体中结晶出的渗碳体称为A ;A．一次渗碳体 B.二次渗碳体 C.三次渗碳体12．将含碳量为%的铁碳合金加热到650℃时,其组织为C ,加热到1100℃时其组织为B. ;A珠光体 B.奥氏体 C.珠光体加渗碳体 D.奥氏体加渗碳体13．亚共析钢冷却到GS线时要从奥氏体中析出A ;A．铁素体 B.渗碳体 C.珠光体15．亚共析钢冷却到PSK线时,要发生共析转变,奥氏体转变成B ;A．珠光体加铁素体 B.珠光体 C.铁素体四、名词解释1．钢与白口铸铁2．铁素体与奥氏体3．珠光体与莱氏体4．共晶转变与共析转变5．固溶强化与加工硬化五、简述C相图.1.绘出简化后的Fe—Fe33.简述含碳量为%,%的铁碳合金从液态冷至室温时的组织转变过程,并画出室温组织示意图.4.根据Fe—FeC合金相图,说明下列现象的原因.3（１）含碳量为1%的铁碳合金比含碳量%的铁碳合金的硬度高.（２）一般要把钢材加热到1000～1250℃高温下进行锻轧加工.（３）靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好.第五章碳素钢一．填空1．碳素钢是含碳量小于%的铁碳合金;2．碳素钢中除铁、碳外还常有Si,Mn,S,P,等元素;其中Si,Mn是有益元素,是S,P有害元素; 3．含碳量小于%的钢为低碳钢,含碳量为%～%的钢为中碳钢,含碳量大于%的钢为高碳钢;4．45钢按用途分类属于碳素结构钢,按质量分类属于钢,按含碳量分类属于亚共析钢;5．T12A钢按用途分类属于碳素工具钢,按含碳量分类属于高碳钢,按质量分类属于高级优质碳素钢;二,判断正确打√,错误打×;下同1．T10钢的含碳量为10%; ×2．锰、硅在碳钢中都是有益元素,适当地增加其含量,能提高钢的强度;√3．硫是钢中的有益元素,它能使钢的脆性下降;×4．碳素工具钢都是优质或高级优质钢; √5．碳素工具钢的含碳量一般都大于%√6．铸钢可用于铸造形状复杂而力学性能要求较高的零件;√7．碳素弹簧钢的含碳量一般在%以下; ×三、选择1．08F钢中的平均含碳量为AA．0．08% %2．普通、优质和高级优质钢是按钢的B 进行划分;A．力学性能的高低 ,P含量的多少 ,Si含量的多少3．在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有BA．T8A —A·F4．在下列牌号中属于工具钢的有CA．20 Mn5．选择制造下列零件的材料：冷冲压件 A；齿轮 B；小弹簧C ;A．08F C. 65Mn6．选择制造下列工具所采用的材料：錾子A ；锉刀C ；手工锯条B ;A．T8 B. T10四、名词解释1．08F2．453．65Mn4．T12A5．ZG340—6406．Q235—A·F五、简述1．硫、磷元素的含量为什么在碳钢中要严格控制,而在易切削钢中又要适当提高2．碳素工具钢的含碳量对力学性能有何影响如何选用第六章钢的热处理一、填空1．根据工艺的不同,钢的热处理方法可分为退火、正火、淬火、回火、及表面热处理五种2．共析钢的等温转娈曲线中,在A1—550℃温度范围内转变产物为珠光体、索氏体和屈氏体、；在550℃～Ms温度范围内,转变产物为上贝氏体和下贝氏体;3．常用的退火方法有完全退火、球化退火和去应力退火等;4．工厂里常用的淬火方法有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等;5．感应加热表面淬火法,按电流频率不同可分为高频、中频和工频三种;6．化学热处理是通过分解、吸收和扩散三个基本过程完成的;7．要求表面具有高的硬度而心部需要足够的韧性的零件应进行表面热处理;8．根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三类,回火后得到的组织分别是M回、T回和S回;二、判断正确打√,错误打×;下同1．实际加热时的临界点总是低于相图上的临界点;×2．珠光体向奥氏体转变也是通过形核及晶核长大的过程进行的;√3．珠光体、索氏体、屈氏体都是片层状的铁素体和渗碳体混合物,所以它们的力学性能相同;×5．钢在实际加热条件下的临界点分别用Ar1, Ar3,Arcm表示;×8．在去应力退火过程中,钢的组织不发生变化;√9．由于正火较退火冷却速度快,过冷度大,转变温度较低,获得组织较细,因此同一种钢,正火要比退火的强度和硬度高;√10．钢的最高淬火硬度,主要取决于钢中奥氏体的含碳量;×11．淬透性好的钢,淬火后硬度一定很高;×16．同类钢在相同加热条件下,水淬比油淬的淬透性好;×三、选择8．调质处理的组织是B ;A．回火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体10．化学热处理与其他热处理方法的主要区别是C.A．加热温度 B.组织变化 C.改变表面化学成分11．零件渗碳后一般须经A 处理,才能达到表面硬而耐磨的目的;A．淬火＋低温回火 B.正火 C.调质12．用15钢制造的齿轮,要求齿轮表面硬度高而心部具有良好的韧性,应采用 C热处理;若改用45钢制造这一齿轮,则采用B 热处理;A．淬火＋低温回火 B.表面淬火＋低温回火 C.渗碳淬火＋低温回火14．用65Mn钢做弹簧,淬火后应进行B ；用T10A钢做锯片,淬火后应进行C ;A．高温回火 B.中温回火 C.低温回火四、名词解释4．淬透性与淬硬性五．简述3．什么是退火退火的目的有哪些5．什么是正火正火有哪些应用6．什么是淬火淬火的主要目的是什么9．什么是临界冷却速度它与钢的淬透性有何关系第七章合金钢一、填空1．.合金元素在钢中的主要作用有强化铁素体、形成合金化合物、细化晶粒—和提高钢的淬透性和提高回火稳定性;2．合金钢按主要用途分类,可分为合金结构钢、合金工具钢、及特殊性能钢三大类;3．常用的不锈钢有马氏体型和奥氏体型两种二、判断正确打√,错误打×;下同2．大部分合金钢的淬透性都比碳钢好;√8．合金工具钢都是高碳钢;×10．GCr15钢是滚动轴承钢,但又可制造量具、刀具和冷冲模具等;√12．Cr12W8V是不锈钢;×三、选择1．GCr15钢的平均含铬量为B %A．2．将下列合金钢牌号归类：合金结构钢有A、B、C ；合金工具负钢有D、E ；特殊性能有F ；合金调质钢有A ；合金弹簧钢有B、C ；合金模具钢有D、E ；不锈钢有F ;A．40Cr3.正确选用下列零件材料：机床主轴 B；板弹簧 E；坦克履带F ；轴承流动体;贮酸槽A ；汽车、拖拉机变速齿轮 D;B. 40Cr E. 60Si2Mn4.合金调质钢的含碳量一般是B ;A．<% C.>%四．名词解释20CrMnTi50CrVA9SiCrCrWMnW18Cr4V1Cr134Cr14Ni14W2MoZGMn13第八章铸铁一填空1.铸铁是含碳量大于%的铁碳合金,根据铸铁中石墨的存在形状不同,铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等;2.铸铁成分中含碳硅锰硫磷等元素,其中C和Si元素的含量越高,越有利于石墨化进行,而Mn和S 元素是强烈阻碍石墨化的元素;3.灰铸铁中,由于石墨的存在降低了铸铁的力学性能,但使铸铁获得了良好的铸造性能、切削性能、耐磨性、减振性能及低的缺口敏感性;4.可锻铸铁是由白口铸铁通过石墨化退火处理,使白口铸铁中渗碳体分解为团絮状状石墨的铸铁.5.灰铸铁经孕育处理后,可使石墨片及基体组织得到细化,使其塑性、韧性有很大的提高.6.球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入适量的球化剂和孕育剂,浇注后获球状石墨的铸铁;7.白口铸铁中的碳主要以渗碳体形式存在,而灰口铸铁中的碳主要以片状石墨形式存在;二、判断正确打√,错误打×;下同2.可锻铸铁比灰铸铁的塑性好,因此可以进行锻压加工. ×3.厚铸铁件的表面硬度总比内部高. √5.灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢. √8.灰铸铁是目前应用最广泛的一种铸铁. √9.白口铸铁的硬度适中,易于切削加工. ×10.铸铁中的石墨数量越多,尺寸越大,铸件的强度就越高,塑性,韧性就越好. ×三、选择1.为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性,采用A 热处理效果较好.A.渗碳后淬火＋低温回火B.电加热表面淬火等温淬火3.选择下列零件的材料:机床床身A ;汽车后桥外壳B;柴油机曲轴C .—10 —054.铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为A .A.石墨化B.变质处理C.球化处理四、名词解释HT250KTH350—10KTZ500—04QT600—02五、简述1.简述影响石墨化的主要因素.第九章有色金属及硬质合金一、填空2.普通黄铜是由Cu、Zn组成的二元合金,在普通黄铜中加入其他合金元素时称特殊黄铜.4.工业纯铝具有密度小、导电性好、抗腐蚀能力强、强度低、塑性好等特点.5.变形铝合金根据其主要性能特点不同可分为:LF铝、LY铝、LC铝和LD铝等.6.铸造铝合金包括Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn等系列合金.二、判断正确打√,错误打×;下同5.工业纯铝中具有较高的强度,常用作工程结构材料. ×6.变形铝合金都不能用热处理强化. ×三.选择,它是 B..1.某一材料的牌号为T4A.含碳量为%的碳素工具钢号工业纯铜 C. 4号工业纯钛2.将相应的牌号填在括号里:普通黄铜A ;铸造黄铜 D;锡青铜B ;铍青铜C .—33.将相应的牌号填在括号里:硬铝B ;防锈铝A ;超硬铝D ;铸造铝C 合金;锻铝. E按工艺特点来分属于B 铝合金,它是热处理C 的铝合金.A.铸造B.变形C.不能强化D.强化四、名词解释T2H68HPb59—1L4LC4。
湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)【课后习题】(第四章 水泥混凝土)【圣才出品】
第四章水泥混凝土4-1．普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土硬化前后各起何作用？答：（1）普通混凝土的主要组成材料有水泥、细骨料、砂、粗骨料、石和水。
另外还常加入适量的掺合料和外加剂。
（2）在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。
在混凝土硬化前水泥浆起润滑作用。
赋予拌合物一定的流动性、粘聚性便于施工。
在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。
砂、石在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量，减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。
4-2．何谓骨料级配？如何判断某骨料的级配是否良好？答：（1）骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。
（2）骨料级配良好的标准是骨料空隙率及总表面面积均较小；在W/C一定时，达到相同和易性，最省水及水泥的骨料级配。
4-3．对混凝土用砂为何要提出级配和细度要求？两种砂的细度模数相同，其级配是否相同？反之，如果级配相同，其细度模数是否相同？答：（1）级配是为了保证各粒级都有合适的颗粒搭配，降低孔隙率。
良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。
这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。
（2）细度是为了混凝土和易性。
比表面积小，但是孔隙率大，需要较多的水泥浆填充，流动性差。
太细的话，比表面积大，需要大量的水泥浆来包裹砂子颗粒，水泥用量多，粘性大，流动性不好。
水泥最终使用是要加水硬化的，如果太粗则水化程度不完全，如果太细则水化速度太快而且造成混凝土早期强度太快，会产生裂缝或后期强度不够等。
（3）细度模数M=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)，A1、A2、A3、A4、A5、A6是累计筛余百分数，沙的级配是由累计筛余百分数确定的，所以级配相同，细度模数相同。
反之细度模数相同，级配未必相同。
工程力学材料力学第四版习题答案解析
工程力学材料力学（北京科技大学与东北大学）第一章轴向拉伸和压缩1-1：用截面法求下列各杆指定截面的内力解：(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3= -P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1= -50N,N2= -90N(f):N1=0.896P,N2=-0.732P注（轴向拉伸为正，压缩为负）1-2：高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的横截面如图b所示；拉杆上端螺纹的内径d=175mm。
以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN，试计算大钟拉杆的最大静应力。
解：σ1=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa∴σmax=35.3Mpa1-3：试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。
以知钢水包及其所盛钢水共重90kN，吊杆的尺寸如图b所示。
解：下端螺孔截面：σ1=19020.065*0.045P S=15.4Mpa上端单螺孔截面：σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面：σ3= 3P S =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4：一桅杆起重机如图所示，起重杆AB为一钢管，其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm2。
已知起重量P=2000N，试计算起重机杆和钢丝绳的应力。
解：受力分析得：F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5 MPa1-5：图a所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又两层钢板构成,如c所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力.解:F=6PS 1=h*t=40*4.5=180mm 2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2∴σmax=2F S =38.1MPa1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求;(1) AC. CD DB 各段的应力和变形.(2) AB 杆的总变形.解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△ l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△l CD =CD LEA σ=0△L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2) ∴ABl∆=-0.02mm1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变.解:31.8127ACACCBCBPMPaSPMPaSσσ====ACACACLNLEA EAσε===1.59*104,CBCBCBLNLEA EAσε===6.36*1041-8:为测定轧钢机的轧制力,在压下螺旋与上轧辊轴承之间装置一测压用的压头.压头是一个钢制的圆筒,其外径D=50mm,内径d=40mm,在压头的外表面上沿纵向贴有测变形的电阻丝片.若测得轧辊两端两个压头的纵向应变均为ε=0.9*10-2,试求轧机的总轧制压力.压头材料的弹性模量E=200Gpa.解:QNllEAllε∆=∆=∴NEAε=62.54*10N EA Nε∴==1-9：用一板状试样进行拉伸试验，在试样表面贴上纵向和横向的电阻丝来测定试样的改变。
工程材料习题1-9章答案
工程材料习题参考答案第一章.习题参考答案1-1、名词解释1、σb抗拉强度---金属材料在拉断前的最大应力，它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。
2、σs屈服强度----表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，表示材料抵抗微量塑性变形的能力。
3、σ0.2屈服强度----试样产生0.2%残余应变时的应力值为该材料的条件屈服。
4、δ伸长率----塑性的大小用伸长率δ表示。
5、HBS布氏硬度---以300Kg的压力F将直径D的淬火钢球压入金属材料的表层，经过规定的保持载荷时间后，卸除载荷，即得到一直径为d 的压痕。
6、HRC洛氏硬度---是以120o 的金刚石圆锥体压头加上一定的压力压入被测材料，根据压痕的深度来度量材料的软硬，压痕愈深，硬度愈低。
7、σ﹣1（对称弯曲疲劳强度）---表示当应力循环对称时，光滑试样对称弯曲疲劳强度。
8、K1C （断裂韧性）---应力强度因子的临界值。
1-2、试分别讨论布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度适用及不适用于什么场合？1、布氏硬度 适用于退火和正火态的黑色金属和有色金属工件，不适用于太薄、太硬（﹥450HB）的材料。
2、洛氏硬度 适用于检测较薄工件或表面较薄的硬化层的硬度，适用于淬火态的碳素钢和合金钢工件不适用于表面处理和化学热处理的工件。
3、维氏硬度 适用于零件表面薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，不适用于退火和正火及整体淬火工件。
第二章.习题参考答案2-1、名词解释1、 晶体---指原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体。
2、 2、非晶体---组成物质的原子是无规律、无次序地堆聚在一起的物体。
3、单晶体---结晶方位完全一致的晶体。
4、多晶体---由多晶粒组成的晶体结构。
5、晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。
2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞，并分别计算起原子半径、配位数和致密度？1、空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之构成一个空间格子。
第二次（工程材料导论第四章和铸造）-答案
一、名词解释（共10分，每小题1分）分）1、形变铝合金：铝合金加热时能形成单相固熔体，塑性好，适用于压力加工，故称为形变铝合金。
于压力加工，故称为形变铝合金。
2、铸造：熔炼金属，制造铸型，并将液态金属浇入铸型，冷却凝固后获得一定形状和性能零件或毛胚的成形方法3、分模造型：模样沿最大截面处分为两半，并用销钉定为两半，并用销钉定位，而型腔位于上、下型内，这种造型方法叫分模造型。
4、 熔模铸造：熔模铸造是指用易熔材料如蜡料制成模型，熔模铸造：熔模铸造是指用易熔材料如蜡料制成模型，在模样在模样上包覆若干层耐火涂料，上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，制成型壳，熔去模样后经高温焙烧即可浇注的铸造方法。
的铸造方法。
5、 孕育处理：在铁水中加入一种孕育剂，以达到细化晶粒和石墨，并使其均匀的工艺。
P55 6、球化处理：球化处理是在铁水加入球化剂使石墨呈球状生长。
7、清理：落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇冒口、飞边和氧化皮）等过程称为清理。
P57 8、浇注系统：为把液态合金注入型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道，称为浇注系统。
P60 9、起模斜度：为使模样容易从砂型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上所增加的斜度，称为起模斜度。
10、芯头：为了在铸件中能准确而稳固的安放型芯，在模样上应做出相应的凸起部分，称为芯头。
P62 三、填空题（共20分，每一题1分，每一个空0.5分）分）1、常用工程材料分为（金属材料）和（非金属材料）。
2、合金钢牌号的表示采用：数字+化学元素+数字。
牌号中的前边的数字表示钢的平均含碳量以（万分之一）为单位，数字表示钢的平均含碳量以（万分之一）为单位，化学元素后面的数化学元素后面的数字表示合金元素平均含量，以（百分之一）为单位。
3合金结构钢包括低合金高强度钢、(渗碳钢)、调质钢、弹簧钢及(滚动轴承钢)等。
等。
4合金调质钢中加入W 、Mo 、V 等强碳化物行成元素来等强碳化物行成元素来（细化晶粒）（细化晶粒）、（降低回火脆性）。
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工程材料作业（4）答案1.解释下列现象:(1) 在相同含碳量下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高。
奥氏体形成分为形核、长大、残余渗碳体溶解，奥氏体均匀化4阶段。
多数合金元素减缓A形成，Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳亲和力大，形成的合金元素的碳化物稳定、难溶解，会显著减慢碳及合金元素的扩散速度。
但为了充分发挥合金元素的作用，又必须使其更多的溶入奥氏体中，合金钢往往需要比含碳量相同的碳钢加热到更高的温度，保温更长时间。
Co、Ni等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使奥氏体的形成速度加快。
而Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度的影响不大。
阻碍晶粒长大，合金钢需要更高的加热温度，更长的保温时间，才能保证奥氏体均匀化。
（加热温度升高了，但一般不会引起晶粒粗大：大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。
碳化物形成元素的作用最明显，因其形成的碳化物高温下稳定性高，很难完全溶入奥氏体，未溶的细小碳化物颗粒，分布在奥氏体晶界上，有效的阻止晶粒长大，起到细化晶粒的作用。
所以，合金钢虽然热处理加热温度高，但一般不用担心晶粒粗大。
强烈阻碍晶粒长大的元素：V、Ti、Nb、Zr；中等阻碍的：W、Mo、Cr；影响不大的：Si、Ni、Cu；促进晶粒长大的：Mn、P、B）(2) 在相同含碳量下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。
回火过程一般分为：马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物类型转变和碳化物长大。
合金元素在回火过程中，推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才出现分解和转变），提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度。
因此，提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。
使得合金钢在相同温度下回火时，比同样质量分数的碳钢具有更高的硬度和，或在保证相同强度的条件下，可在更高的温强度（对工具钢，耐热钢更重要）．度下回火，而韧性更好（对结构钢更重要。
）(3) 为何含C大于%，含Cr大于12%的Cr钢属于过共析钢，含碳%，含Cr12%的钢属于莱氏体钢。
在合金元素的作用下，使得铁碳相图的S点（即﹤﹤%）和E点（即﹤﹤%）因此，C大于%，含Cr大于12%的Cr钢属于过共析钢，含碳%，含Cr12%的钢属于莱氏体钢。
(4) 高速钢在热轧或锻造后，经空冷获得马氏体组织。
高速钢由于合金元素含量高，使得C曲线右移很多，即过冷奥氏体区很大，淬火临界冷却速度大为降低，因此采取空冷即可获得马氏体组织。
高速钢俗称“风钢”（锋钢）2．何谓合金渗碳钢？为何渗碳钢的含碳量都较低？合金渗碳钢常用的合金元素有哪些及其主要作用？为何渗碳后要进行淬火和低温回火？经过渗碳热处理后使用的低碳合金结构钢。
含碳量低是为了保证零件心部有足够的塑性和韧性。
渗碳钢常用的合金元素是：Cr，Ni，Mn，B，主要目的是提高淬透性。
还加入少量Ti，V，V，Mo等强碳化物形成元素，形成稳定碳化物，提高耐磨性，并阻碍晶粒长大。
渗碳仅是改变了低碳钢表面的成分即表面为高碳钢，若退火仍然是平衡组织，没有强化效果。
只有经过淬火+低温回火后，才能实现表面的强化，而保持心部的塑韧性。
3．何谓合金调质钢？为何调质钢的含碳量中碳？调质钢常用的合金元素有哪些及其主要作用？经过调质处理（淬火+高温回火）后使用的中碳合金结构钢。
选择中碳是为了保证零件心部（整体）的综合机械性能良好。
常用合金元素是Cr、Mn、Ni、Si等，提高钢的淬透性，同时强化铁素体，提高基体强度。
4．指出下列合金钢的类别，用途，含碳量和合金元素的作用，热处理特点：20CrMnTi 40MnB，60Si2Mn，9SiCr，GCr15，W18Cr4V，Cr12MoV，5CrMnMo 名称：合金渗碳牌成分）含碳量，低碳20CrMnT ）合金元素及作用CM：提高淬透T：细化晶粒（渗温度92℃热处理特点正渗淬低温回热处理组织及硬度心表回回M合金渗碳+'HRC25 HRC6a700kJ/m用途举例：汽车变速齿轮、凸轮轴，活塞销名称：合金调质40Mn）含碳量，中碳成分M：提高淬透）合金元素及作用C热处理特点整体调质（淬火（油高温回火完全退低温回火（若要求表面耐磨（局部或表面）高频加热表面淬 HRC25 热处理组织及硬度调质HRC5表面淬低回用途举例：齿轮、轴类，连杆，螺栓等名称：合金弹簧钢，专用结构钢，制造弹簧和其他弹性零件60Si2M，中高碳（高于调质钢成分）含碳量M：提高淬透性，也提高屈强比S ）合金元素及作用中温回火→喷丸强热处理特点完全退淬 HRC40 热处理组织及硬度用途举例：汽车板簧、床垫弹热成型弹簧：如汽车板扁钢下料→加热压弯成型→淬火→中温回火→喷丸强冷成型弹簧：螺旋弹冷拉钢丝（淬火中温回火钢丝）→冷卷成型→去应力退火→成名称：低合金工具9SiC）含碳量，高碳成分：提高淬透性和回火）合金元素及作用CMS 定性。
提高硬度，耐磨性。
防止晶粒粗大球化退淬火（油低温回热处理特点+粒状碳化 HRC60-65 热处理组织及硬度用途举例：丝锥、板牙、量规名称：滚动轴承GCr1）含碳量，高碳，保证高硬度和耐磨性成分（，提高淬透性；形成合金渗碳体，提高）合金元素及作用：Cr：2 （耐磨性，提高疲劳强度。
低温回火+淬火（油）→球化退火热处理特点：热处理组织及硬度粒状碳化+ HRC60用途举例：滚珠、滚柱、滚针等；冷冲压模具，量具，丝杠等名称：高速W18Cr4成分）含碳量，高碳，保证与合金元素形成足够数量的碳化物，时保证有一定数量溶入奥氏体，保证马氏体硬度）合金元素及作用C：提高淬透性M：保证红硬性：提高耐磨性，细化晶粒热处理特点多次锻造→等温退→淬（两次预热分级淬火油冷+低温回火56三次，每小时热处理组织及硬度淬火组织 M粒状碳化+'（大225 HR63回火组织粒状碳化+'（少1-2 HRC63-66用途举例：丝锥、板牙、量规名称：冷作模具Cr12Mo成分）含碳量：，高碳，保证高硬度和高耐磨性）合金元素及作用CM形成难溶碳化物，提高耐性，尤其CCr1C达12，提高耐磨性同时还显著提高钢的透性热处理特点一次硬化法950-100℃淬火150-18℃回 HRC61-6二次硬化法1100-1150℃淬火510-52℃三次回 HRC60-6（红性400-45℃、耐磨，但韧性差热处理组织及硬度粒状碳化+'（少1-2用途举例：冷冲模、压印模、拉延名称：热作模具5CrMnMHRC35-5保证高强度高韧性较高硬成分含碳量中碳和较高热疲劳抗力产生C提高钢的淬透性M ）合金元素及作用CM等次硬化，同时防止高温回火脆性℃（与调质钢相似热处理特点：退火→淬火高温回火55 HRC39-4热处理组织及硬度用途举例：小型热锻模、热镦模5、庞国星教材P110：4-1：见教材，不提供答案。
6、高速钢铸造后为什么反复锻造？高速钢切削加工前又为什么进行低温奥氏体化退火？该钢淬火加热温度为什么高达1280℃？淬火后为何三次回火？高速钢560℃回火是否属于调质处理？为什么？（1）高速钢铸造后为什么反复锻造：高速钢是莱氏体钢，铸造组织成分不均匀，碳化物不能采用热处理工将降低钢的韧性。
存在大量的粗大碳化物，偏析严重，艺消除，只能采用反复锻造将其打碎，使之均匀分布。
高速钢切削加工前又为什么进行低温奥氏体化退火：即球化退火，降低硬度，便于切削加工。
该钢淬火加热温度为什么高达1280℃：保证合金元素（W、Cr）溶入奥氏体，形成合金奥氏体，才能保证形成合金马氏体，并在回火时，析出合金碳化物，获得二次硬化的效果。
淬火后为何三次回火：因为残余奥氏体的量较大（30%），需要多次回火才能消除（5%以下）。
同时，为了消除较大的残余应力。
高速钢560℃回火是否属于调质处理：不是调质。
由于存在二次硬化，高速钢的红硬性好，在560℃回火仍能保持高硬度。
7、试比较分析T9碳素工具钢与9SiCr合金工具钢：（1）为什么9SiCr钢热处理温度比T9高？为了保证合金元素溶入奥氏体，形成合金奥氏体，最终形成合金马氏体，在回火时析出合金碳化物，以提高红硬性。
（2）直径为Φ30—40mm的9SiCr钢在油中冷却能淬透，相同尺寸的T9在油中能否淬透？相同尺寸的T9在油中不能淬透。
因为，合金元素的加入，提高了钢的淬透性。
（3）为什么T9制造的刀具刃部受热至200——250℃其硬度和耐磨性迅速下降，以至于失效，而9SiCr钢刀具刃部在230——250℃条件下工作，硬度仍不低于HRC60，且耐磨性能良好，尚可维持正常工作？T9属于碳素工具钢，其红硬性较差，不适合于在200℃以上工作。
而9SiCr属于低合金工具钢，合金元素提高了淬透性，并形成合金马氏体，在回火时析出合金碳化物，以提高红硬性。
（4）为什么9SiCr钢比较适合制造要求变形小的、硬度较高的（HRC60-63）、耐磨性能良好的圆板牙等薄刃刀具？9SiCr钢制圆板牙如何进行热处理？试对其热处理工艺进行分析。
淬透性好，在冷速较缓的油中即可淬透。
因此可以制造较复杂的，要求变形小的工具如圆板牙等。
9SiCr钢制圆板牙如何进行热处理：锻造——正火+球化退火——机加工——淬火+低温回火——精加工正火+球化退火：彻底消除网状渗碳体，达到切削加工要求的硬度淬火：实现马氏体强化。
组织：M+A'+未溶Cm，HRC60以上低温回火：保持高硬度，改善塑韧性。
组织：M回+未溶Cm+ A'（少量），HRC608、为下列工件选择合适的材料和热处理方法：工件：发动机连杆螺栓、发动机排气门弹簧、镗床镗杆、自行车车架、车辆缓冲弹簧、车床未座顶尖、机用大钻头、螺丝刀、车床丝杠螺母、高速粗车铸铁的车刀、普通机床地脚螺栓材料：38CrMoAlA、40Cr、45、Q235、50CrVA、T7、T10、Q295、W18Cr4V、60Si2Mn 发动机连杆螺栓：40Cr 完全退火，调质发动机排气门弹簧：50CrVA（要求耐热），完全退火，淬火+中温回火车辆缓冲弹簧：60Si2Mn，完全退火，淬火+中温回火镗床镗杆：38CrMoAlA（高级轴类零件），完全退火，渗氮（或碳氮共渗）+淬火+低温回火自行车车架：Q235，成型+焊接，不用热处理车床未座顶尖：45，完全退火，调质机用大钻头：T7（考虑冲击力），球化退火，淬火+低温回火螺丝刀：T10，球化退火，淬火+低温回火车床丝杠螺母：铜合金高速粗车铸铁的车刀：W18Cr4V，球化退火，淬火+低温回火普通机床地脚螺栓：Q295，不用热处理。