工程材料试题

附件二第二部分习题第1章材料的性能一、名词解释弹性模量、弹性极限、屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率、冲击韧性、布氏硬度、洛氏硬度、韧脆转变、韧脆转变温度、疲劳、断裂韧性二、填空题1.材料常用的塑性指标有_________和________两种，其中用________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______________________硬度，而布氏硬度适用于测定___________________________的硬度。

3. 零件的表面加工质量对其____________性能有很大影响。

4. 材料的工艺性能是指__________性、__________性、__________性和__________性。

5. 表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是____________，其单位是__________。

三、选择题1. 在设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标是(a) σb；(b) σ s；(c) σ 0.2；(d) σ P 。

2. 有一碳钢支架刚性不足，解决的办法是(a) 通过热处理强化；(b) 选用合金钢；(c) 增加横截面积；(d) 在冷加工状态下使用。

3. 材料的使用温度(a) 应在其韧脆转变温度以上；(b) 应在其韧脆转变温度以下；(c) 应与其韧脆转变温度相等；(d) 与其韧脆转变温度无关。

4. 汽车后半轴热处理后冷校直，造成力学性能指标下降，主要是(a) σb；(b) δ；(c) σ-1；(d) HB 。

5. 在有关工件的图纸上，出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，其中正确的是(a) 500HBS；(b) HV800；(c) 12~15HRC；(d) 229HB 。

四、判断题1. 所有金属材料均有明显的屈服现象。

（）2. 同种材料不同尺寸试样所测得的伸长率相同。

（）3.σ0.2是机械零件的设计依据，如果使用σb代替，则应选择较大的安全系数。

（）五、计算题1．一根直径为2.5mm、长为3m的钢丝，受4900N拉伸载荷作用后的变形量是多少？（钢丝的变形为弹性变形，其弹性模量为205000MN/m2）[提示：参考第一部分第1章的例题1]六、简答题1．如何提高金属材料的刚度和疲劳寿命？2．韧脆转变在工程上有何意义？第2章 材料的结构一、名词解释金属键、晶体、非晶体、晶格、晶胞、致密度、配位数、空位、间隙原子、位错、晶粒、晶界、合金、相、固溶体、置换固溶体、间隙固溶体、金属化合物、高分子化合物、间隙相、玻璃相、大分子链、单体、链节、大分子链的柔顺性 二、填空题1. 工程材料的结合键有____________、____________、____________、____________四种。

2. 体心立方晶格和面心立方晶格晶胞内的原子数分别为________和________，其致密度分别为________和________。

3. 在图2-1的立方晶系晶胞中画出（111）、 、（100）晶面和[111]、[110]、 晶向。

4. 在图2-1的立方晶系晶胞中，根据下面要求标注晶向指数和晶面指数。

晶面：EBG ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ EDCF ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ AFL ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 晶向：FD ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽EC ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ BL ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽5. 实际金属中存在有_______、_______和________三类缺陷。

位错是_______缺陷，晶界是_______缺陷。

金属的晶粒越细小，晶界总面积就越_______，金属的强度也越_______。

6. 已知银的原子半径为0.144nm ，则其晶格常数为_________nm 。

（银的晶体结构为面心立方晶格）7. 立方晶系{112}晶面族包括________个晶面，它们分别是______________________________________________________________________。

三、选择题1. 两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构(a) 与溶剂的相同；(b) 与溶质的相同；(c) 与溶剂、溶质的都不相同；(d) 是两种元素各自结构的混合体。

2. 间隙固溶体与间隙化合物的(a) 结构相同，性能不同；(b) 结构不同，性能相同；(c) 结构相同，性能也相同；(d) 结构和性能都不相同。

3. 在立方晶系中，指数相同的晶面和晶向(a) 相互平行；(b) 相互垂直；(c) 相互重叠；(d) 毫无关联 4. 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶面是 (a)（100）；(b)（110）；(c)（111）；(d)（122） 5. 高分子材料中，大分子链之间的结合键是(a) 金属键；(b) 离子键；(c) 共价键；(d) 分子键（110） - [010]-图2-1四、判断题1. 金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。

（）2. 在体心立方晶格中，原子排列最密的方向[111]垂直于原子排列最密的晶面（110）。

（）3. 单晶体具有各向异性，因此实际使用的所有晶体材料在各方向上的性能是不同的。

（）4. 晶体的配位数越大，其致密度也越高。

（）5. 固溶体的强度和硬度比溶剂金属的强度和硬度高。

（）6. 间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。

（）7. 与金属材料一样，陶瓷材料中也存在着晶体缺陷。

（）五、计算题1. 钛在高温下是体心立方结构，冷却后变成密排六方结构，其原子半径增加了2%，求体积变化率（忽略热膨胀的影响）。

[提示：一块金属发生晶体结构转变时的体积变化率实质上是这块金属中所有原子所占空间体积的变化率，因此本题只要计算一个原子所占空间体积的变化率即可。

由于致密度APF = ( 晶胞原子数n ×一个原子的体积V a )÷晶胞体积V c，所以一个原子所占空间的体积V s= V c / n = V a / APF。

计算时要注意原子半径和致密度的变化。

]2. 已知α-Fe的晶格常数为2.87×10－10m，γ-Fe的晶格常数为3.64×10－10m，求α-Fe和γ-Fe 的原子半径。

当γ-Fe转变为α-Fe时，其体积变化率是多少？（温度为912℃时，α-Fe的原子半径为1.26×10－10m）3.已知钒具有体心立方晶格，密度为5.96g/cm3，原子量为50.9，计算其原子半径。

（提示：参考第二章内容提要与学习重点部分的例题2）六、简答题1. 常见金属晶体结构有哪几种类型？它们的致密度、配位数和晶胞原子数各是多少？2. 实际金属中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？简述晶界的特点。

3. 固溶体和金属化合物有什么区别？第3章材料的凝固一、名词解释凝固、结晶、过冷、过冷度、非自发形核、同素异构转变、组元、杠杆定律、枝晶偏析、扩散退火、共晶转变、二次相、相区接触法则、铁素体、奥氏体、莱氏体、珠光体、二次渗碳Ⅰ时间冷却曲线 图2-2 M-N 合金相图 体、晶粒度、变质处理 二、填空题1. 金属的结晶过程主要由_____________和_____________两个基本过程组成。

2. 金属结晶过程中，细化结晶晶粒的主要方法有________________________________、___________________________和__________________________。

3. 物质在固态下的晶体结构随温度发生变化的现象称作__________________________。

铁的同素异构转变为：4. 金属从液态转变为固态的过程称作__________。

金属在固态下由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的过程称作_____________________。

5. 金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越__________，晶粒越__________，强度和硬度越__________，塑性越__________。

6. 二元合金的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的__________或___________________的成分，杠杆的支点是____________的成分。

7. M-N 合金相图如图2-2所示。

⑴ 液相线是______________线；固相线是______________线。

⑵ 在图中①~④空白区域内填上组织组成物的名称。

⑶ 水平线上的反应是____________反应，其反应式为_____________________________。

⑷ 画出Ⅰ合金的冷却曲线和组织示意图。

⑸ 在t 1温度下，液相成分为___________，固相成分为___________，液相占Ⅰ合金总重量的______________，固相占Ⅰ合金总重量的______________。

8. 当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出来的枝晶轴含有较多的__________组元。

912℃1394℃ δ-Fe ⇄ ____________ ⇄ ____________。

9. 在图2-3 Cu-Zn 二元相图中，⑴ 根据相区接触法则，标注各空白相区的组成相。

⑵ 写出①、⑥水平线上的反应式。

①______________________⑥______________________ ⑶ 估计缓冷条件下α相（单相黄铜）的成分范围，为__________________________。

10. 在图2-4所示的三种类型二元合金相图中，标注各空白相区的组成相。

图中的四条水平线为：①____________线、②____________线、③____________线、④____________线，其相应的反应式为：①____________________________、②____________________________、③____________________________、④____________________________。

图2-4 三种类型二元合金相⑴⑵⑶AB B BAA①②③④⑤ ⑥Lαβδγεη温度/℃图2-3 Cu-Zn 二元合金相图β’11. 在图2-5所示的铁碳合金相图中：⑴标上各点的符号。

⑵填上各区域的相和组织组成物（写在方括号和圆括号内）。

⑶指出下列各点的含碳量：E_______、C_______、P_______、S_______、K_______。

⑷在表2-1中填上各水平线的温度、反应式、反应产物的名称。

表2-112. 在实际生产中，若要进行热锻或热轧时，必须把钢加热到____________相区。