同济大学工程材料大题总结
(完整版)土木工程材料(湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学_合编)课后习题答案
第1章土木工程材料的基本性（1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表：（2）材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？答：（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。
（4）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。
例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。
例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。
（5）普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？答：（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。
（7）材料的耐久性应包括哪些内容？答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。
（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。
第2章天然石材（1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。
答：可分为三大类：首凝灰岩等。
2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重新压实胶结而成的岩石。
同济大学工程材料课后习题答案（上海科学技术出版社）
同济⼤学⼯程材料课后习题答案（上海科学技术出版社）《⼯程材料》复习思考题参考答案第⼀章⾦属的晶体结构与结晶1.解释下列名词点缺陷,线缺陷,⾯缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体,过冷度,⾃发形核,⾮⾃发形核,变质处理,变质剂.答:点缺陷:原⼦排列不规则的区域在空间三个⽅向尺⼨都很⼩,主要指空位间隙原⼦,置换原⼦等.线缺陷:原⼦排列的不规则区域在空间⼀个⽅向上的尺⼨很⼤,⽽在其余两个⽅向上的尺⼨很⼩.如位错.⾯缺陷:原⼦排列不规则的区域在空间两个⽅向上的尺⼨很⼤,⽽另⼀⽅向上的尺⼨很⼩.如晶界和亚晶界.亚晶粒:在多晶体的每⼀个晶粒内,晶格位向也并⾮完全⼀致,⽽是存在着许多尺⼨很⼩,位向差很⼩的⼩晶块,它们相互镶嵌⽽成晶粒,称亚晶粒.亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界.刃型位错:位错可认为是晶格中⼀部分晶体相对于另⼀部分晶体的局部滑移⽽造成.滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线.如果相对滑移的结果上半部分多出⼀半原⼦⾯,多余半原⼦⾯的边缘好像插⼊晶体中的⼀把⼑的刃⼝,故称"刃型位错".单晶体:如果⼀块晶体,其内部的晶格位向完全⼀致,则称这块晶体为单晶体.多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为"多晶体".过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度.⾃发形核:在⼀定条件下,从液态⾦属中直接产⽣,原⼦呈规则排列的结晶核⼼.⾮⾃发形核:是液态⾦属依附在⼀些未溶颗粒表⾯所形成的晶核.变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,造成⼤量可以成为⾮⾃发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数⽬⼤⼤增加,从⽽提⾼了形核率,细化晶粒,这种处理⽅法即为变质处理.变质剂:在浇注前所加⼊的难熔杂质称为变质剂.2.常见的⾦属晶体结构有哪⼏种α-Fe ,γ- Fe ,Al ,Cu ,Ni , Pb , Cr , V ,Mg,Zn 各属何种晶体结构答: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;α-Fe,Cr,V属于体⼼⽴⽅晶格;γ-Fe ,Al,Cu,Ni,Pb属于⾯⼼⽴⽅晶格;Mg,Zn属于密排六⽅晶格;3.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.4.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,形式为;晶⾯是指晶格中不同⽅位上的原⼦⾯,⽤晶⾯指数来表⽰,形式为.5.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.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.6.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.7.过冷度与冷却速度有何关系它对⾦属结晶过程有何影响对铸件晶粒⼤⼩有何影响答:①冷却速度越⼤,则过冷度也越⼤.②随着冷却速度的增⼤,则晶体内形核率和长⼤速度都加快,加速结晶过程的进⾏,但当冷速达到⼀定值以后则结晶过程将减慢,因为这时原⼦的扩散能⼒减弱.③过冷度增⼤,ΔF⼤,结晶驱动⼒⼤,形核率和长⼤速度都⼤,且N的增加⽐G增加得快,提⾼了N与G的⽐值,晶粒变细,但过冷度过⼤,对晶粒细化不利,结晶发⽣困难.8.⾦属结晶的基本规律是什么晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响答:①⾦属结晶的基本规律是形核和核长⼤.②受到过冷度的影响,随着过冷度的增⼤,晶核的形成率和成长率都增⼤,但形成率的增长⽐成长率的增长快;同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的⽅法也会增⼤形核率.9.在铸造⽣产中,采⽤哪些措施控制晶粒⼤⼩在⽣产中如何应⽤变质处理答:①采⽤的⽅法:变质处理,钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的⽅法来控制晶粒⼤⼩.②变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,造成⼤量可以成为⾮⾃发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数⽬⼤⼤增加,从⽽提⾼了形核率,细化晶粒.③机械振动,搅拌.第⼆章⾦属的塑性变形与再结晶1.解释下列名词:加⼯硬化,回复,再结晶,热加⼯,冷加⼯.答:加⼯硬化:随着塑性变形的增加,⾦属的强度,硬度迅速增加;塑性,韧性迅速下降的现象.回复:为了消除⾦属的加⼯硬化现象,将变形⾦属加热到某⼀温度,以使其组织和性能发⽣变化.在加热温度较低时,原⼦的活动能⼒不⼤,这时⾦属的晶粒⼤⼩和形状没有明显的变化,只是在晶内发⽣点缺陷的消失以及位错的迁移等变化,因此,这时⾦属的强度,硬度和塑性等机械性能变化不⼤,⽽只是使内应⼒及电阻率等性能显著降低.此阶段为回复阶段.再结晶:被加热到较⾼的温度时,原⼦也具有较⼤的活动能⼒,使晶粒的外形开始变化.从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒.和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这⼀阶段称为"再结晶".热加⼯:将⾦属加热到再结晶温度以上⼀定温度进⾏压⼒加⼯.冷加⼯:在再结晶温度以下进⾏的压⼒加⼯.2.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:①随着变形的增加,晶粒逐渐被拉长,直⾄破碎,这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒,变形愈⼤,晶粒破碎的程度愈⼤,这样使位错密度显著增加;同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长⽽被拉长.因此,随着变形量的增加,由于晶粒破碎和位错密度的增加,⾦属的塑性变形抗⼒将迅速增⼤,即强度和硬度显著提⾼,⽽塑性和韧性下降产⽣所谓"加⼯硬化"现象.②⾦属的加⼯硬化现象会给⾦属的进⼀步加⼯带来困难,如钢板在冷轧过程中会越轧越硬,以致最后轧不动.另⼀⽅⾯⼈们可以利⽤加⼯硬化现象,来提⾼⾦属强度和硬度,如冷拔⾼强度钢丝就是利⽤冷加⼯变形产⽣的加⼯硬化来提⾼钢丝的强度的.加⼯硬化也是某些压⼒加⼯⼯艺能够实现的重要因素.如冷拉钢丝拉过模孔的部分,由于发⽣了加⼯硬化,不再继续变形⽽使变形转移到尚未拉过模孔的部分,这样钢丝才可以继续通过模孔⽽成形.3.划分冷加⼯和热加⼯的主要条件是什么答:主要是再结晶温度.在再结晶温度以下进⾏的压⼒加⼯为冷加⼯,产⽣加⼯硬化现象;反之为热加⼯,产⽣的加⼯硬化现象被再结晶所消除.4.与冷加⼯⽐较,热加⼯给⾦属件带来的益处有哪些答:(1)通过热加⼯,可使铸态⾦属中的⽓孔焊合,从⽽使其致密度得以提⾼.(2)通过热加⼯,可使铸态⾦属中的枝晶和柱状晶破碎,从⽽使晶粒细化,机械性能提⾼.(3)通过热加⼯,可使铸态⾦属中的枝晶偏析和⾮⾦属夹杂分布发⽣改变,使它们沿着变形的⽅向细碎拉长,形成热压⼒加⼯"纤维组织"(流线),使纵向的强度,塑性和韧性显著⼤于横向.如果合理利⽤热加⼯流线,尽量使流线与零件⼯作时承受的最⼤拉应⼒⽅向⼀致,⽽与外加切应⼒或冲击⼒相垂直,可提⾼零件使⽤寿命.5.为什么细晶粒钢强度⾼,塑性,韧性也好答:晶界是阻碍位错运动的,⽽各晶粒位向不同,互相约束,也阻碍晶粒的变形.因此,⾦属的晶粒愈细,其晶界总⾯积愈⼤,每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多,对塑性变形的抗⼒也愈⼤.因此,⾦属的晶粒愈细强度愈⾼.同时晶粒愈细,⾦属单位体积中的晶粒数便越多,变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发⽣,产⽣较均匀的变形,⽽不致造成局部的应⼒集中,引起裂纹的过早产⽣和发展.因此,塑性,韧性也越好.6.⾦属经冷塑性变形后,组织和性能发⽣什么变化答:①晶粒沿变形⽅向拉长,性能趋于各向异性,如纵向的强度和塑性远⼤于横向等;②晶粒破碎,位错密度增加,产⽣加⼯硬化,即随着变形量的增加,强度和硬度显著提⾼,⽽塑性和韧性下降;③织构现象的产⽣,即随着变形的发⽣,不仅⾦属中的晶粒会被破碎拉长,⽽且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的⽅向同时发⽣转动,转动结果⾦属中每个晶粒的晶格位向趋于⼤体⼀致,产⽣织构现象;④冷压⼒加⼯过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀,⾦属内部会形成残余的内应⼒,这在⼀般情况下都是不利的,会引起零件尺⼨不稳定.7.分析加⼯硬化对⾦属材料的强化作⽤答:随着塑性变形的进⾏,位错密度不断增加,因此位错在运动时的相互交割,位错缠结加剧,使位错运动的阻⼒增⼤,引起变形抗⼒的增加.这样,⾦属的塑性变形就变得困难,要继续变形就必须增⼤外⼒,因此提⾼了⾦属的强度.8.已知⾦属钨,铁,铅,锡的熔点分别为3380℃,1538℃,327℃,232℃,试计算这些⾦属的最低再结晶温度,并分析钨和铁在1100℃下的加⼯,铅和锡在室温(20℃)下的加⼯各为何种加⼯答:T再=0.4T熔;钨T再=[0.4*(3380+273)]-273=1188.2℃; 铁T再=[0.4*(1538+273)]-273=451.4℃; 铅T再=[0.4*(327+273)]-273=-33℃; 锡T再=[0.4*(232+273)]-273=-71℃.由于钨T再为1188.2℃>1100℃,因此属于热加⼯;铁T再为451.4℃<1100℃,因此属于冷加⼯;铅T再为-33℃<20℃,属于冷加⼯;锡T再为-710.6%C(2)按质量分类:即含有杂质元素S,P的多少分类:普通碳素钢:S≤0.055% P≤0.045%优质碳素钢:S,P≤0.035~0.040%⾼级优质碳素钢:S≤0.02~0.03%;P≤ 0.03~0.035%(3)按⽤途分类碳素结构钢:⽤于制造各种⼯程构件,如桥梁,船舶,建筑构件等,及机器零件,如齿轮,轴,连杆,螺钉,螺母等.碳素⼯具钢:⽤于制造各种⼑具,量具,模具等,⼀般为⾼碳钢,在质量上都是优质钢或⾼级优质钢.牌号的表⽰⽅法:(1)普通碳素结构钢:⽤Q+数字表⽰,"Q"为屈服点,"屈"汉语拼⾳,数字表⽰屈服点数值.若牌号后⾯标注字母A,B,C,D,则表⽰钢材质量等级不同,A,B,C,D质量依次提⾼,"F"表⽰沸腾钢,"b"为半镇静钢,不标"F"和"b"的为镇静钢.(2)优质碳素结构钢:牌号是采⽤两位数字表⽰的,表⽰钢中平均含碳量的万分之⼏.若钢中含锰量较⾼,须将锰元素标出,(3)碳素⼯具钢:这类钢的牌号是⽤"碳"或"T"字后附数字表⽰.数字表⽰钢中平均含碳量的千分之⼏.若为⾼级优质碳素⼯具钢,则在钢号最后附以"A"字.19.低碳钢,中碳钢及⾼碳钢是如何根据含碳量划分的分别举例说明他们的⽤途答:低碳钢:含碳量⼩于或等于0.25%的钢;08,10,钢,塑性,韧性好,具有优良的冷成型性能和焊接性能,常冷轧成薄板,⽤于制作仪表外壳,汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车车⾝,拖拉机驾驶室等;15,20,25钢⽤于制作尺⼨较⼩,负荷较轻,表⾯要求耐磨,⼼部强度要求不⾼的渗碳零件,如活塞钢,样板等.中碳钢:含碳量为0.30~0.55%的钢;30,35,40,45,50钢经热处理(淬⽕+⾼温回⽕)后具有良好的综合机械性能,即具有较⾼的强度和较⾼的塑性,韧性,⽤于制作轴类零件;⾼碳钢:含碳量⼤于0.6%的钢;60,65钢热处理(淬⽕+⾼温回⽕)后具有⾼的弹性极限,常⽤作弹簧.T7,T8,⽤于制造要求较⾼韧性,承受冲击负荷的⼯具,如⼩型冲头,凿⼦,锤⼦等.T9,T10,T11,⽤于制造要求中韧性的⼯具,如钻头,丝锥,车⼑,冲模,拉丝模,锯条.T12,T13,钢具有⾼硬度,⾼耐磨性,但韧性低,⽤于制造不受冲击的⼯具如量规,塞规,样板,锉⼑,刮⼑,精车⼑等.20.下列零件或⼯具⽤何种碳钢制造:⼿锯锯条,普通螺钉,车床主轴.答:⼿锯锯条:它要求有较⾼的硬度和耐磨性,因此⽤碳素⼯具钢制造,如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A.普通螺钉:它要保证有⼀定的机械性能,⽤普通碳素结构钢制造,如Q195,Q215,Q235.车床主轴:它要求有较⾼的综合机械性能,⽤优质碳素结构钢,如30,35,40,45,50.21.指出下列各种钢的类别,符号,数字的含义,主要特点及⽤途:Q235-AF,Q235-C,Q195-B,Q255-D,40,45,08,20,20R,20G,T8,T10A,T12A答:Q235-AF:普通碳素结构钢,屈服强度为235MPa的A级沸腾钢.Q235-C:屈服强度为235MPa的C级普通碳素结构钢,Q195-B: 屈服强度为195MPa的B级普通碳素结构钢,Q255-D: 屈服强度为255MPa的D级普通碳素结构钢,Q195,Q235含碳量低,有⼀定强度,常扎制成薄板,钢筋,焊接钢管等,⽤于桥梁,建筑等钢结构,也可制造普通的铆钉,螺钉,螺母,垫圈,地脚螺栓,轴套,销轴等等,Q255钢强度较⾼,塑性,韧性较好,可进⾏焊接.通常扎制成型钢,条钢和钢板作结构件以及制造连杆,键,销,简单机械上的齿轮,轴节等.40:含碳量为0.4%的优质碳素结构钢.45含碳量为0.45%的优质碳素结构钢.40,45钢经热处理(淬⽕+⾼温回⽕)后具有良好的综合机械性能,即具有较⾼的强度和较⾼的塑性,韧性,⽤于制作轴类零件.08:含碳量为0.08%的优质碳素结构钢.塑性,韧性好,具有优良的冷成型性能和焊接性能,常冷轧成薄板,⽤于制作仪表外壳,汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车车⾝,拖拉机驾驶室等.20:含碳量为0.2%的优质碳素结构钢.⽤于制作尺⼨较⼩,负荷较轻,表⾯要求耐磨,⼼部强度要求不⾼的渗碳零件,如活塞钢,样板等.20R:含碳量为0.2%的优质碳素结构钢,容器专⽤钢.20G:含碳量为0.2%的优质碳素结构钢,锅炉专⽤钢.T8:含碳量为0.8%的碳素⼯具钢.⽤于制造要求较⾼韧性,承受冲击负荷的⼯具,如⼩型冲头,凿⼦,锤⼦等.T10A:含碳量为1.0%的⾼级优质碳素⼯具钢.⽤于制造要求中韧性的⼯具,如钻头,丝锥,车⼑,冲模,拉丝模,锯条.T12A:含碳量为1.2%的⾼级优质碳素⼯具钢.具有⾼硬度,⾼耐磨性,但韧性低,⽤于制造不受冲击的⼯具如量规,塞规,样板,锉⼑,刮⼑,精车⼑.第五章钢的热处理1.何谓钢的热处理钢的热处理操作有哪些基本类型试说明热处理同其它⼯艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作⽤.答:(1)为了改变钢材内部的组织结构,以满⾜对零件的加⼯性能和使⽤性能的要求所施加的⼀种综合的热加⼯⼯艺过程.(2)热处理包括普通热处理和表⾯热处理;普通热处理⾥⾯包括退⽕,正⽕,淬⽕和回⽕,表⾯热处理包括表⾯淬⽕和化学热处理,表⾯淬⽕包括⽕焰加热表⾯淬⽕和感应加热表⾯淬⽕,化学热处理包括渗碳,渗氮和碳氮共渗等.(3)热处理是机器零件加⼯⼯艺过程中的重要⼯序.⼀个⽑坯件经过预备热处理,然后进⾏切削加⼯,再经过最终热处理,经过精加⼯,最后装配成为零件.热处理在机械制造中具有重要的地位和作⽤,适当的热处理可以显著提⾼钢的机械性能,延长机器零件的使⽤寿命.热处理⼯艺不但可以强化⾦属材料,充分挖掘材料潜⼒,降低结构重量,节省材料和能源,⽽且能够提⾼机械产品质量,⼤幅度延长机器零件的使⽤寿命,做到⼀个顶⼏个,顶⼗⼏个.此外,通过热处理还可使⼯件表⾯具有抗磨损,耐腐蚀等特殊物理化学性能.2.解释下列名词:1)奥⽒体的起始晶粒度,实际晶粒度,本质晶粒度;答:(1)起始晶粒度:是指在临界温度以上,奥⽒体形成刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒⼤⼩.(2)实际晶粒度:是指在某⼀具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺⼨.(3)本质晶粒度:根据标准试验⽅法,在930±10℃保温⾜够时间(3-8⼩时)后测定的钢中晶粒的⼤⼩.2)珠光体,索⽒体,屈⽒体,贝⽒体,马⽒体;答:珠光体:铁素体和渗碳体的机械混合物.索⽒体:在650～600℃温度范围内形成层⽚较细的珠光体.屈⽒体:在600～550℃温度范围内形成⽚层极细的珠光体.贝⽒体:过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物.马⽒体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体.3)奥⽒体,过冷奥⽒体,残余奥⽒体;答:奥⽒体: 碳在中形成的间隙固溶体.过冷奥⽒体: 处于临界点以下的不稳定的将要发⽣分解的奥⽒体称为过冷奥⽒体.残余奥⽒体:M转变结束后剩余的奥⽒体.4)退⽕,正⽕,淬⽕,回⽕,冷处理,时效处理(尺⼨稳定处理);答:退⽕:将⼯件加热到临界点以上或在临界点以下某⼀温度保温⼀定时间后,以⼗分缓慢的冷却速度(炉冷,坑冷,灰冷)进⾏冷却的⼀种操作.正⽕:将⼯件加热到Ac3或Accm以上30～80℃,保温后从炉中取出在空⽓中冷却.淬⽕:将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃,保温⼀定时间,然后快速冷却(⼀般为油冷或⽔冷),从⽽得马⽒体的⼀种操作. 回⽕:将淬⽕钢重新加热到A1点以下的某⼀温度,保温⼀定时间后,冷却到室温的⼀种操作.冷处理:把冷到室温的淬⽕钢继续放到深冷剂中冷却,以减少残余奥⽒体的操作.时效处理:为使⼆次淬⽕层的组织稳定,在110~150℃经过6~36⼩时的⼈⼯时效处理,以使组织稳定.5)淬⽕临界冷却速度(Vk),淬透性,淬硬性;答:淬⽕临界冷却速度(Vk):淬⽕时获得全部马⽒体组织的最⼩冷却速度.淬透性:钢在淬⽕后获得淬硬层深度⼤⼩的能⼒.淬硬性:钢在淬⽕后获得马⽒体的最⾼硬度.6)再结晶,重结晶;答:再结晶:⾦属材料加热到较⾼的温度时,原⼦具有较⼤的活动能⼒,使晶粒的外形开始变化.从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒.和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这⼀阶段称为"再结晶".重结晶:由于温度变化,引起晶体重新形核,长⼤,发⽣晶体结构的改变,称为重结晶.7)调质处理,变质处理.答:调质处理:淬⽕后的⾼温回⽕.变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,造成⼤量可以成为⾮⾃发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数⽬⼤⼤增加,从⽽提⾼了形核率,细化晶粒.3.指出A1,A3,Acm; AC1,AC3, Accm ; Ar1,Ar3,Arcm 各临界点的意义.答:A1:共析转变线,含碳量在0.02～6.69%的铁碳合⾦冷却到727℃时都有共析转变发⽣,形成P.A3:奥⽒体析出铁素体的开始线.Acm:碳在奥⽒体中的溶解度曲线.AC1:实际加热时的共析转变线.AC3:实际加热时奥⽒体析出铁素体的开始线.Acm:实际加热时碳在奥⽒体中的溶解度曲线.Ar1:实际冷却时的共析转变线.Ar3:实际冷却时奥⽒体析出铁素体的开始线.Arcm:实际冷却时碳在奥⽒体中的溶解度曲线.4.何谓本质细晶粒钢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答:(1)本质细晶粒钢:加热到临界点以上直到930℃,随温度升⾼,晶粒长⼤速度很缓慢,称本质细晶粒钢.(2)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.5.珠光体类型组织有哪⼏种它们在形成条件,组织形态和性能⽅⾯有何特点答:(1)三种.分别是珠光体,索⽒体和屈⽒体.(2)珠光体是过冷奥⽒体在550℃以上等温停留时发⽣转变,它是由铁素体和渗碳体组成的⽚层相间的组织.索⽒体是在650～600℃温度范围内形成层⽚较细的珠光体.屈⽒体是在600～550℃温度范围内形成⽚层极细的珠光体.珠光体⽚间距愈⼩,相界⾯积愈⼤,强化作⽤愈⼤,因⽽强度和硬度升⾼,同时,由于此时渗碳体⽚较薄,易随铁素体⼀起变形⽽不脆断,因此细⽚珠光体⼜具有较好的韧性和塑性.6.贝⽒体类型组织有哪⼏种它们在形成条件,组织形态和性能⽅⾯有何特点答:(1)两种.上贝⽒体和下贝⽒体.(2)上贝⽒体的形成温度在600～350℃.在显微镜下呈⽻⽑状,它是由许多互相平⾏的过饱和铁素体⽚和分布在⽚间的断续细⼩的渗碳体组成的混合物.其硬度较⾼,可达HRC40～45,但由于其铁素体⽚较粗,因此塑性和韧性较差.下贝⽒体的形成温度在350℃～Ms,下贝⽒体在光学显微镜下呈⿊⾊针叶状,在电镜下观察是由针叶状的铁素体和分布在其上的极为细⼩的渗碳体粒⼦组成的.下贝⽒体具有⾼强度,⾼硬度,⾼塑性,⾼韧性,即具有良好的综合机械性能.7.马⽒体组织有哪⼏种基本类型它们在形成条件,晶体结构,组织形态,性能有何特点马⽒体的硬度与含碳量关系如何答:(1)两种,板条马⽒体和⽚状马⽒体.(2)奥⽒体转变后,所产⽣的M的形态取决于奥⽒体中的含碳量,含碳量2.5%)以外的所有合⾦元素,都增⼤过冷奥⽒体稳定性,使C 曲线右移,则Vk减⼩.(2)⼀定尺⼨的⼯件在某介质中淬⽕,其淬透层的深度与⼯件截⾯各点的冷却速度有关.如果⼯件截⾯中⼼的冷速⾼于Vk,⼯件就会淬透.然⽽⼯件淬⽕时表⾯冷速最⼤,⼼部冷速最⼩,由表⾯⾄⼼部冷速逐渐降低.只有冷速⼤于Vk的⼯件外层部分才能得到马⽒体.因此,Vk越⼩,钢的淬透层越深,淬透性越好.12.将5mm的T8钢加热⾄760℃并保温⾜够时间,问采⽤什么样的冷却⼯艺可得到如下组织:珠光体,索⽒体,屈⽒体,上贝⽒体,下贝⽒体,屈⽒体+马⽒体,马⽒体+少量残余奥⽒体;在C曲线上描出⼯艺曲线⽰意图.答:(1)珠光体:冷却⾄线~550℃范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到珠光体组织.索⽒体:冷却⾄650～600℃温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到索光体组织.屈⽒体:冷却⾄600～550℃温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到屈⽒体组织.上贝⽒体:冷却⾄600～350℃温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到上贝⽒体组织.下贝⽒体:冷却⾄350℃～Ms温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到下贝⽒体组织.屈⽒体+马⽒体:以⼤于获得马⽒体组织的最⼩冷却速度并⼩于获得珠光体组织的最⼤冷却速度连续冷却,获得屈⽒体+马⽒体.马⽒体+少量残余奥⽒体:以⼤于获得马⽒体组织的最⼩冷却速度冷却获得马⽒体+少量残余奥⽒体.(2)13.退⽕的主要⽬的是什么⽣产上常⽤的退⽕操作有哪⼏种指出退⽕操作的应⽤范围.答:(1)均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,调整硬度,并消除内应⼒和加⼯硬化,改善钢的切削加⼯性能并为随后的淬⽕作好组织准备.(2)⽣产上常⽤的退⽕操作有完全退⽕,等温退⽕,球化退⽕,去应⼒退⽕等.(3)完全退⽕和等温退⽕⽤于亚共析钢成分的碳钢和合⾦钢的铸件,锻件及热轧型材.有时也⽤于焊接结构.球化退⽕主要⽤于共析或过共析成分的碳钢及合⾦钢.去应⼒退⽕主要⽤于消除铸件,锻件,焊接件,冷冲压件(或冷拔件)及机加⼯的残余内应⼒.14.何谓球化退⽕为什么过共析钢必须采⽤球化退⽕⽽不采⽤完全退⽕答:(1)将钢件加热到Ac1以上30～50℃,保温⼀定时间后随炉缓慢冷却⾄600℃后出炉空冷.(2)过共析钢组织若为层状渗碳体和⽹状⼆次渗碳体时,不仅硬度⾼,难以切削加⼯,⽽且增⼤钢的脆性,容易产⽣淬⽕变形及开裂.通过球化退⽕,使层状渗碳体和⽹状渗碳体变为球状渗碳体,以降低硬度,均匀组织,改善切削加⼯性.15.确定下列钢件的退⽕⽅法,并指出退⽕⽬的及退⽕后的组织:1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;答:再结晶退⽕.⽬的:使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加⼯硬化现象,降低了硬度,消除内应⼒.细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,降低硬度以消除加⼯硬化现象.组织:等轴晶的⼤量铁素体和少量珠光体.2)ZG35的铸造齿轮答:完全退⽕.经铸造后的齿轮存在晶粒粗⼤并不均匀现象,且存在残余内应⼒.因此退⽕⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,降低硬度,改善切削加⼯性.组织:晶粒均匀细⼩的铁素体和珠光体.3)锻造过热后的60钢锻坯;答:完全退⽕.由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不均匀,且存在残余内应⼒.因此退⽕⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,降低硬度,改善切削加⼯性.组织:晶粒均匀细⼩的少量铁素体和⼤量珠光体.4)具有⽚状渗碳体的T12钢坯;答:球化退⽕.由于T12钢坯⾥的渗碳体呈⽚状,因此不仅硬度⾼,难以切削加⼯,⽽且增⼤钢的脆性,容易产⽣淬⽕变形及开裂.通过球化退⽕,使层状渗碳体和⽹状渗碳体变为球状渗碳体,以降低硬度,均匀组织,改善切削加⼯性.组织:粒状珠光体和球状渗碳体.16.正⽕与退⽕的主要区别是什么⽣产中应如何选择正⽕及退⽕答:与退⽕的区别是①加热温度不同,对于过共析钢退⽕加热温度在Ac1以上30～50℃⽽正⽕加热温度在Accm以上30～50℃.②冷速快,组织细,强度和硬度有所提⾼.当钢件尺⼨较⼩时,正⽕后组织:S,⽽退⽕后组织:P.选择:(1)从切削加⼯性上考虑切削加⼯性⼜包括硬度,切削脆性,表⾯粗糙度及对⼑具的磨损等.⼀般⾦属的硬度在HB170～230范围内,切削性能较好.⾼于它过硬,难以加⼯,且⼑具磨损快;过低则切屑不易断,造成⼑具发热和磨损,加⼯后的零件表⾯粗糙度很⼤.对于低,中碳结构钢以正⽕作为预先热处理⽐较合适,⾼碳结构钢和⼯具钢则以退⽕为宜.⾄于合⾦钢,由于合⾦元素的加⼊,使钢的硬度有所提⾼,故中碳以上的合⾦钢⼀般都采⽤退⽕以改善切削性.(2)从使⽤性能上考虑如⼯件性能要求不太⾼,随后不再进⾏淬⽕和回⽕,那么往往⽤正⽕来提⾼其机械性能,但若零件的形状⽐较复杂,正⽕的冷却速度有形成裂纹的危险,应采⽤退⽕.(3)从经济上考虑正⽕⽐退⽕的⽣产周期短,耗能少,且操作简便,故在可能的条件下,应优先考虑以正⽕代替退⽕.17.指出下列零件的锻造⽑坯进⾏正⽕的主要⽬的及正⽕后的显微组织:(1)20钢齿轮(2)45钢⼩轴(3)T12钢锉⼑答:(1)⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,提⾼硬度,改善切削加⼯性.组织:晶粒均匀细⼩的⼤量铁素体和少量索⽒体.(2)⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒.组织:晶粒均匀细⼩的铁素体和索⽒体.(3)⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除⽹状Fe3CⅡ,为球化退⽕做组织准备,消除内应⼒.组织:索⽒体和球状渗碳体.18.⼀批45钢试样(尺⼨Φ15*10mm),因其组织,晶粒⼤⼩不均匀,需采⽤退⽕处理.拟采⽤以下⼏种退⽕⼯艺;(1)缓慢加热⾄700℃,保温⾜够时间,随炉冷却⾄室温;(2)缓慢加热⾄840℃,保温⾜够时间,随炉冷却⾄室温;。
同济大学材料科学与工程学院材料测试中心实验室
同济大学材料科学与工程学院材料测试中心实验室
佚名
【期刊名称】《中国材料科技与设备》
【年(卷),期】2013(009)005
【摘要】同济大学材料科学与工程学院材料测试中心实验室成立于2000年，是国家“211工程”重点建设学科项目、985重点建设学科项目和上海市重点学科建设项目的结晶之一，测试中心实验室拥有x射线粉末多晶衍射仪、x射线荧光分析仪、激光粒度仪、ARES流变仪、全套热分析仪、核磁共振仪、场发射环境扫描电子显微镜、
【总页数】1页(P61-61)
【正文语种】中文
【中图分类】TH744.5
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工程材料面试重点提问57题
工程材料面试重点提问57题！！第一章工程领域对材料性能的要求1.什么是刚度?答：材料受力时抵抗弹性变形的能力。
刚度指标为弹性模量E。
2.什么是硬度?答：材料抵抗外来物体嵌入的能力，或抵抗表面局部塑性变形的能力。
3.磨损可分为?答：粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损。
4.接触疲劳失效形式包括答：麻点剥落、浅层剥落和硬化层剥落。
5.延迟断裂包括答：应力腐蚀、氢脆和高温蠕变第二章材料的组成和内部结构特征6.什么是晶体?答：结构具有周期性和对称性的固体，原子或分子排列规则称为结晶。
7.什么是晶格？答：用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。
8.什么是过冷?答：液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。
9.什么是晶体缺陷与强化?答：室温下金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，当缺陷增多到一定数量后，金属强度又随晶体缺陷的增加而增大。
10.什么是合金？答：是由两种或两种以上金属元素或金属和非金属组成的具有金属特性的物质。
11.什么是相?答：合金中凡成分相同、结构相同、聚集态相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相。
12.什么是固溶强化？答：固溶体中晶格畸变较大，随溶质原子增加合金强度和硬度提高，塑性和韧性降低。
13.什么是弥散强化？答：以固溶体为基，弥散分布金属间化合物，可提高强度、硬度和耐磨性，即第二相质点强化或称弥散强化。
14.什么是晶内偏析?答：溶质原子在液相能够充分扩散，在固相内来不及扩散，以致固溶体内先结晶的中心和后结晶的部分成分不同。
15.什么是枝晶偏析?答：一个枝晶范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。
冷速越大，枝晶偏析越严重。
枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。
16.什么是铁素体?？答：（用a表示)：碳溶于a-Fe中形成的体心立方晶格的间隙固溶体。
17.什么是奥氏体?答：（用y表示)：碳溶于Y-Fe中形成的面心立方晶格的间隙固溶体。
第三章工程材料成形过程中的行为及性能变化18.什么是滑移？答：一部分晶体沿着某一晶面和晶向相对于另一部分晶体滑动。
同济大学土木工程材料复习提纲
土木工程材料复习提纲第一章绪论1.密度；体积密度；表观密度；堆积密度；2.孔隙率；空隙率；公式！3.质量吸水率；体积吸水率（＝开口孔隙率）；闭口孔隙率；4.水饱和度(K B)5.孔隙率影响：强度；抗渗性（K、P）；抗冻性（F）；导热系数（绝热性能）；体积密度；6.亲水性；憎水性；润湿角；耐水性（软化系数K P）；含水率；7.导热系数；导热系数影响因素(化，显；P；W)；比热容；材料热容量的意义：热容量大，温度稳定8.强度；强度等级；比强度；强度试验影响因素：试件尺寸、高宽比、表面粗糙度、加荷速度、温度湿度9.弹性；塑性；韧性；脆性；硬度；磨损；磨耗10.耐久性的概念与包括的内容第二章气硬性胶凝材料1.气硬性（水硬性）胶凝材料；生石膏（2）；建筑石膏与高强度石膏；建筑石膏的凝结、硬化；2.生石灰、熟石灰、石灰膏；欠火石灰与过火石灰；陈伏；石灰的凝结、硬化过程；石灰、石膏的特性比较；3.水玻璃的化学式；水玻璃模数；水玻璃模数与密度（浓度）对水玻璃性质的影响；水玻璃的固化剂；硬化水玻璃的性质：耐酸；耐高温第三章水泥1.硅酸盐水泥生产的原料与主要生产环节2.硅酸盐水泥的定义；熟料矿物+石膏（4＋1）；3. 4矿物水化产物、水化特性；石膏的作用（无：速；合适；多：水化硫铝酸钙腐蚀）；4.水泥石组成：凝胶体(2)，晶体(3)；未水化水泥颗粒；毛细孔；5.水泥强度影响因素：W/C；时间，温度、湿度；硅酸盐水泥强度等级（6）6.水泥的初凝与终凝；细度测定：硅酸盐水泥（比表面）、其他水泥（筛分析法）；水泥的安定性：f-CaO, f-MgO，SO37.水泥的腐蚀：软水、镁盐、碳酸腐蚀(CH)；硫酸盐腐蚀（C3A、Aft）；防止腐蚀措施：合适水泥，CH、C3A 少，密实，表面涂层；8.活性混合材与非活性混合材；活性混合材种类；激发剂(石膏，CH)；活性混合材在激发剂作用下的水化；二次反应9.硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥特点；矿渣（耐热好，抗渗差）、火山灰（抗渗好，干裂）、粉煤灰（收缩小，泌水大、早强低）；水泥的选择：根据环境与工程要求合理选择水泥10.其他水泥：铝酸盐水泥第四章混凝土1.混凝土的分类与基本要求（强，和，耐，经）；2.骨料：含泥量、泥块含量对混凝土的影响（干缩，强度）；含水状态（全干，气干，饱和面干，湿润）；坚固性；3.细骨料：细度模数定义与计算；有害杂质种类与危害；级配区（3）界限0.63mm4.粗骨料：最大粒径；颗粒级配，针片状；表面粗糙度；强度测定（2）；压碎指标小、强度大；骨料分类0.16～5mm5.水泥强度等级与混凝土强度等级关系：1.5～26.混凝土的和易性/工作性：流动性；粘聚性（离析）；保水性（泌水）7.混凝土和易性测定方法：坍落度、维勃试验8.和易性的影响因素：W大、坍落度大；W/C大小影响水泥浆体的稠度、W一定时，在一定范围内W/C变化对坍落度影响不大（恒定用水量法则）；合理砂率；骨料方面；水泥品种（标准稠度用水量）；时间与温度9. 混凝土立方抗压强度f cu测定；100mm（0.95）；温度20℃±2℃10. f cu，k：C2011.混凝土强度的影响因素：f cu＝Af c(C/W-B)；A、B（骨料）；令期；温湿度；密实度；提高强度措施：12.混凝土的变形：水泥化学收缩；干缩湿胀；温度变形；碳化收缩13.干缩影响因素：W；W/C；骨料；水泥品种；湿度14.弹性模量：棱柱体抗压强度40％时的割线模量E h；15.弹性模量影响因素：强度、湿度、C少、E大；蒸养混凝土低；16.徐变；瞬时恢复、徐变恢复、残余变形17.徐变影响因素：W，W/C大、徐变大；骨料级配好、D m大、E大，徐变小18.混凝土的耐久性：抗渗性、抗冻性、环境侵蚀、碳化、碱骨料反应19.抗渗性P（6）：W/C；骨料级配、D m；水泥品种；养护质量；引气剂20.抗冻性F：W/C；引气剂；含水状态21.碳化：W/C；C；水泥品种；密实性22.碳化影响：钢筋锈蚀；开裂；表面硬化以上11~22题均可以用标准答案微调后解答。
土木工程材料练习题及答案
同济大学土木工程材料练习题及答案47．（才）是价格低廉的常用内墙涂料。
A、多彩涂料B、丙烯酸酯系涂料C、聚乙烯醇水玻璃涂料D、聚氨酯系涂料48．密度是指材料在（C）单位体积的质量。
A、自然状态B、绝对体积近似值C、绝对密实状态D、松散状态49．某材料吸水饱和后的质量为20Kg，烘干到恒重时，质量为16Kg，则材料（A）。
A、质量吸水率为25%B、质量吸水率为20%C、体积吸水率为25%D、体积吸水率为20%50．如材料的质量已知，求其体积密度时，测定的体积应为（B）。
A、材料的密实体积B、材料的密实体积与开口孔隙体积C、材料的密实体积与闭口孔隙体积D、材料的密实体积与开口及闭口体积51．对于某一种材料来说，无论环境怎样变化，其（B）都是一定值。
A、表观密度B、密度C、导热系数D、平衡含水率52．由于石灰浆体硬化时（ ），以及硬化强度低等缺点，所以不宜单使用A、吸水性大B、需水量大C、体积收缩大D、体积膨胀大53．生石灰的主要成分为（ B）A、CaCO3B、CaOC、Ca(OH)2D、CaSO354．（ A）在空气中凝结硬化是受到结晶和碳化两种作用。
A、石灰浆体B、石膏浆体C、水玻璃溶液D、水泥浆体55．在下列胶凝材料中，（ B ）在硬化过程中体积有微膨胀性，使此材料可独使用。
A、石灰B、石膏C、水泥D、水玻璃56．矿渣水泥体积安定性不良的主要原因之一是（D）A、石膏掺量过多B、CaO过多 C 、MgO过多 D、（A+B+C）57．用煮沸法检验水泥安定性，只能检查出由（C）所引起的安定性不良。
A、游离CaOB、游离MgOC、（A+B）D、SO358．在完全水化的硅酸盐水泥中，（A）是主要水化产物，约占70%。
A、水化硅酸钙凝胶B、氢氧化钙晶体C、水化铝酸钙晶体D、水化铁酸钙凝胶59．高铝水泥适用于（B）。
A、大体积混凝土工程B、配制耐火混凝土C、长期承受荷载的混凝土工程D、处在湿热条件下的混凝土工程60．硅酸盐水泥石由于长期在含较低浓度硫酸盐水的作用下，引起水泥石开裂，是由于形成了（B）A、二水硫酸钙B、钙矾石C、硫酸钠D、硫酸镁61．若混凝土拌合物的塌落度值达不到设计要求，可掺加外加剂（A）来提高塌落度。
工程材料知识点总结(全)
第二章材料的性能1、布氏硬度布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定.缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度（硬度少于450HB）。
2、洛氏硬度HRA用于测量高硬度材料，如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等.HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便,压痕小，适用范围广.缺点:测量结果分散度大。
3、维氏硬度维氏硬度所用载荷小,压痕浅，适用于测量零件表面的薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，载荷可调范围大，对软硬材料都适用。
4、耐磨性是材料抵抗磨损的性能，用磨损量来表示.分类有黏着磨损（咬合磨损）、磨粒磨损、腐蚀磨损。
5、接触疲劳：（滚动轴承、齿轮）经接触压应力的反复长期作用后引起的一种表面疲劳剥落损坏的现象.6、蠕变：恒温、恒应力下,随着时间的延长，材料发生缓慢塑变的现象。
7、应力强度因子：描述裂纹尖端附近应力场强度的指标。
第三章金属的结构与结晶1、晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构.为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。
晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的最小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数.①体心立方晶格晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4,每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。
属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）典型金属（金、银、铝、铜等)。
③密排六方晶格每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。
典型金属锌等.2、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异,此特性称为各向异性。
土木工程材料实验报告答案
竭诚为您提供优质文档/双击可除土木工程材料实验报告答案篇一：同济大学土木工程材料实验一报告实验报告实验一土木工程材料的基本物理性质实验1实验目的了解材料的基本物理性质。
2实验日期20XX年12月20日。
3实验要求通过实验，确定烧结粘土砖试样的密度、容积密度、吸水率以及孔隙率。
4主要仪器设备①天平电子天平，最大称量2000g，感量0.01g(:土木工程材料实验报告答案)；②比重瓶李氏比重瓶，容积250ml；③游标卡尺最大刻度150mm，精度0.02mm；④电热干燥箱温度可控制在（105±2）℃范围内。
5实验环境的温、湿度温度15℃、湿度60%。
6实验方法及步骤①实验方法参照标准gb/T9966.3-20XX《天然饰面石材试验方法第3部分体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法》进行；A、密度a、称取50g干燥砖粉m0,精确至0.01gb、向比重瓶注入约一半水c、加砖粉（已磨细至可通过63μm标准筛）d、排气泡e、注水至满刻度f、称重m2g、清空瓶内砖粉h、注水至满刻度i、称重m1b、容积密度a、取5块已干燥的砖块试样，编号i=1～5b、用游标卡尺分别测量每一试样的三维尺寸，精确至0.1mm（立方体试件每边各测量中间和两端，取每对边的平均值为边长）c、称量m0ic、吸水率a、取3块已干燥的砖块试样，编号i=1～3b、称干重m0ic、浸泡24小时（由于实验时间所限，实际浸泡**小时）d、擦去试样表面的明水e、称湿重m1i7实验记录A、密度m0m0?w按公式??计算砖粉的密度值（式中?w为试验时室温水?Vm0?m1?m2的密度，20℃时为1.00g/cm3），并以二次实验(借用另一组数据)的算术平均值作为实验结果，结果精确至103?w=0.9991g/cm3ρ=2.59g/cm3=2590kg/mb、容积密度计算每一试样的容积密度值，并以五个试样实验的算术平均值作为实验结果，结果精确至10kg/m3ρ0=1620kg/m3c、吸水率计算每一试样的吸水率，并以三个试样实验的算术平均值作为实验结果，保留二位有效数吸水率=16.6％D、孔隙率根据实验A、b和c的结果，计算烧结粘土砖的总孔隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率总孔隙率p=(1-ρ/ρ0)*100％=37.5％开口孔隙率pk=26.7％闭口孔隙率pb=p-pk=10.8％9结论红砖的密度ρ=2590kg/m容积密度ρ0=1620kg/m吸水率=16.6％总孔隙率p=(1-ρ/ρ0)*100％=37.5％开口孔隙率pk=26.7％闭口孔隙率pb=p-pk=10.8％篇二：土木工程材料实验报告广西科技大学鹿山学院实验报告课程名称：土木工程材料指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字：年月日土木工程材料实验课的要求一、实验室的纪律要求1．进入实验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。
土木工程材料 百校土木工程专业通用教材 同济大学出版社 赵方冉主编
【题2-1】试分析在分别³承受压力或拉力作用时，不同宏观结构材料的结构变化特点及其抵抗能力差别答：【题2-2】材料中的空隙特征表现有哪些？材料表现密度与视密度的差别是什么？答：孔隙特征分开口和闭口两种表观密度是指材料在自然状态下(长期在空气中存放的干燥状态)，材料所具有的质量（M）与其表观体积（V）之比。
视密度即表观密度。
材料密度指的是材料所具有的质量（M）与其密实体积（V）之比。
材料堆积密度指的是材料所具有的的质量（M）与其堆积体积（V’）之比。
【题2-3】哪些参数或因素可影响颗粒堆积材料的堆积密度？如何提高其堆积体积密度？答：堆积材料的堆积体积V’中，既包括了材料颗粒内部的空隙，也包括了颗粒间的空隙。
除了颗粒所含空隙及其含水多少以外，颗粒间空隙的大小对其堆积体积的大小具有显著地影响。
由此可知，材料的堆积密度不仅与其颗粒的宏观结构，含水状态等有关，而且还与其颗粒间空隙或颗粒间被挤压实的程度等因素有关。
所以可以通过增加颗粒含水量、减少颗粒间空隙、加大压实颗粒、提高颗粒的粉碎程度达到增加堆积密度。
【题2-4】简述材料受力破坏过程中内部结构的变化过程答：【题2-5】某材料的极限抗压强度为21MPa，弹性模量为3.0×10^4MPa，利用该材料制成的柱子横截面尺寸为400mm×400mm，长度为12000mm。
若在该柱子的轴向上施加1800kN 压力荷载，在只考虑弹性变形的情况下，试计算分析该柱子受力后的尺寸变化，此荷载作用下该柱子是否已达到破坏状态？要使该柱子达到受压破坏时，须加多大的压力荷载？答：只考虑弹性变形下，根据E=σ/ε;所以ε=σ/E=1800kN/3.0×10^4MPa=6×10^（-2）mm;根据f=P/A=1800kN/400mm*400mm=11.25MPa<21MPa 所以没有达到破坏；P=A*f=400mm*400mm*21MPa=3360kN;【题2-6】试分析外力作用下产生弹性变形和塑形变形时，材料内部结构的状态变化特点？并探讨影响其抵抗弹性变形和塑形变形的材料内部结构因素？【题2-7】当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表：【题2-8】烧结普通粘土砖进行抗压实验，测得浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖的饱水抗压强度和干燥抗压强度各多少？是否宜用于建筑物中常与水接触的工程结构物？答：根据f=P/Af=183kN/115mm*120mm=13.3MPaf’=207kN/115mm*120mm=15MPa是否适宜用于常与水接触的工程结构物要看设计强度是多少，如果要求就MU10的砖，就合适了，如要求MU15的砖，就不适宜了【题2-9】块体石料的孔隙率和碎石的空隙率各是如何测定？了解它们各有何工程意义？答：装在定体积的容器中，加水。
混凝土结构设计原理(同济大学)课后思考题答案
第1章绪论思考题1.1什么是钢筋混凝土结构？配筋的主要作用和要求是什么？以混凝土为主要材料的结构。
在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载力和变形能力的作用。
要求：受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起，以保证两者共同变形、共同受力。
同时受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。
保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有：1）对不同等级的混凝土和钢筋，要保证最小搭接长度和锚固长度；2）为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；3）在钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋；4）为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。
1.2 钢筋混凝土结构的优点有：1）经济性好，材料性能得到合理利用；2）可模性好；3）耐久性和耐火性好，维护费用低；4）整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性；5）刚度大，阻尼大；6）就地取材。
缺点有：1）自重大；2）抗裂性差；3）承载力有限；4）施工复杂；5）加固困难。
1.3结构有哪些功能要求？简述承载能力极限状态和正常使用能力极限状态的概念。
（1）结构的安全性（Safety）:在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。
（2）结构的适用性(Serviceability):结构在正常使用时具有良好的工作性能，不致产生过大的变形以及过宽的裂缝等。
（3）结构的耐久性(Durability):结构在正常的维护下具有足够的耐久性。
（即结构能正常使用到规定的设计使用年限）。
它根据环境类别和设计使用年限进行设计。
承载力极限状态(ultimate limit state)：结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态；其主要表现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。
正常使用极限状态(serviceability limit state)：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态；其主要表现为过大变形、裂缝过宽或较大振动。
大学建筑材料期末总结
大学建筑材料期末总结一、引言建筑材料是建筑工程的基础，对于建筑师和建筑工程师来说，了解和掌握建筑材料的性质和使用方法是至关重要的。
本学期，我学习了建筑材料的基本知识和相关理论，通过理论学习和实践操作，我对建筑材料有了更深入的认识和理解。
二、水泥与混凝土水泥是建筑材料中的重要组成部分，通过水泥的反应可以形成坚实的混凝土结构。
在学习水泥与混凝土课程中，我学习了水泥的生产过程、水泥的性质和应用、混凝土的配制与施工等方面的知识。
在实验室中，我亲自参与了混凝土的配制和制作过程，对混凝土的性能以及水泥与混凝土的关系有了更加直观的认识。
三、金属材料金属材料在建筑中起到了承重和连接的重要作用，包括钢筋、铁材等。
通过学习金属材料的性质和加工工艺，我了解到金属材料的强度、硬度和耐腐蚀性能对于建筑结构的稳定性和安全性是至关重要的。
四、木材和木质复合材料作为传统的建筑材料之一，木材具有良好的装饰性能和耐磨性能。
通过学习木材的结构和性质，我了解到木材的强度和耐久性取决于其纹理和年轮结构。
此外，我还学习了木质复合材料的生产工艺和应用范围。
木质复合材料具有木质材料的装饰性和耐久性，同时又能够克服木材的缺点，如容易受潮、容易变形等。
五、石材和石质复合材料石材是一种常用的建筑材料，具有高强度、耐火、耐磨、耐腐蚀等优点。
通过学习石材的种类和性质，我了解到不同种类的石材在建筑中的应用范围和要求是不同的。
此外，我还学习了石质复合材料的制作工艺和应用领域。
石质复合材料具有石材的装饰性和强度，同时又能够降低石材的成本和重量。
六、高分子材料高分子材料是一种新型的建筑材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀和良好的吸音性能。
通过学习高分子材料的种类和应用，我了解到在建筑领域中，高分子材料主要用于屋面防水、隔热、吸音和防火等方面。
七、砌体材料砌体材料是建筑中常用的墙体材料，包括砖、石等。
通过学习砌体材料的性质和施工工艺，我了解到砌体墙体的稳定性和强度取决于砌体的尺寸、材质和砌筑工艺。
【同济大学】【材料学院】材料科学与工程基础-绪论
e kBT 1
式中f(E)称为费米分布函数，EF即是费米能量或 化学势
分布函数f具有下列性质： 当T=0K, 若E<EF，f（E）=1；
而E>EF，f（E）=0； 当T >0K，若E=EF，f（E）=1/2；
而E>EF，f（E） > 0； 若E<EF，f（E） < 1
可见，当T > 0K时，在EF附近的少量电子（比EF小kBT）因 吸收热能而跃迁到能量较高的状态。在室温下kBT ≈0.025ev, 而EF有几个电子伏特，即kBT ≈10-2 EF，因此只有少量和EF接 近的电子能跃迁。
形成库柏电子对的最佳状态是： K1+ K2= K1'+ K2'=0
5、极化子 在离子晶体中，电子的运动会影响离子的平
衡位置；它吸引正离子使之内移，排斥负离子 使之外移，从而产生离子的位移极化，导致所 在区域内电子静电势的下降，出现趋于束缚电 子的势阱，构成电子的束缚态——电子的自陷 态。这可以看成是一个准粒子（电子+晶格畸 变），称为极化子
杂化轨道：原子在化合成分子的过程中，原有（能量相近） 的原子轨道线性地组合成新的原子轨道，称为杂化轨道，但 轨道数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变。 原子轨道经杂化后，可使成键的相对强度加大。
分子轨道：分子中每个电子是在各个原子核和其余电子组成的 势能中运动，它的运动状态可用分子轨道描述（波函数）。 分子轨道可近似地用能量相近的原子轨道组合得到。轨道数 不变，能量改变。
晶向指数是从原点出发到达某一阵点，其方向
用该阵点的坐标来表示，并取互质的最小整数倍，
微观粒子的状态用波函数ψ（r，t）描述， 当时间改变时粒子状态（波函数）将按照薛定谔 （Schrodinger）方程进行变化.
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1.拟用T12钢制作锉刀，其工艺路线为:锻造－热处理－机加工－热处理－柄部热处理
锻造后，晶粒破碎，硬度强度增大。
第一次热处理应该为退火。
目的：降低材料的硬度，使组织均匀，利于机械加工，此时的组织为铁素体加渗碳体的机械混合物。
HRC不会超过30。
第二次热处理后，对于锉刀，其硬度应该大于50HRC，同时保证材料的耐磨性。
此时组织为马氏体和少量的奥氏体。
2. 确定下列钢件的退火方法，并指出退火的目的及退火后的组织？
1.冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度
2.ZG35的铸造齿轮
3.锻造过热后的60钢锻坯
4.具有片状渗碳体的T12锻坯
1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；答：再结晶退火。
目的：使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化现象，降低了硬度，消除内应力。
细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度以消除加工硬化现象。
组织：等轴晶的大量铁素体和少量珠光体。
2）zg35的铸造齿轮答：完全退火。
经铸造后的齿轮存在晶粒粗大并不均匀现象，且存在残余内应力。
因此退火目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。
组织：晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。
3）锻造过热后的60钢锻坯；答：完全退火。
由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不均匀，且存在残余内应力。
因此退火目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。
组织：晶粒均匀细小的少量铁素体和大量珠光体。
4）具有片状渗碳体的t12钢坯；答：球化退火。
由于t12钢坯里的渗碳体呈片状，因此不仅硬度高，难以切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。
通过球化退火，使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。
组织：粒状珠光体和球状渗碳体。
3.为什么 4Cr13属于过共析钢,Cr12MoV属于莱氏体钢
4Cr13虽然含碳量接近0.4%，但由于合金元素铬使Fe-Fe3C相图的共析点S左移，使得共析点由0.77%变为0.2%左右，故应为过共析钢。
Cr12MoV的含碳量为1.4-1.7%，但由于合金元素Cr使得Fe-Fe3C相图中的SE线（碳在奥氏体中的溶解度线）向左上移动，使得E点由1.7%C移动到0.9%C左右，因此应为莱氏体钢。
4.试比较工具钢T9和9SiCr不同
1）为什么9SiCr钢热处理加热温度比T9高？
2）直径为30-40mm的9SiC r钢在油中能淬透，相同尺寸的T9钢能否淬透，为什么？3）T9钢制造的刀具，其刃部受热到200-250°度时硬度和耐磨性下降，9SiCr制造的刀具其刃部受热至230-250°度时硬度仍不低于60HRC，耐磨性良好，还可正常工作，为什么？答：1）9SiCr 中合金元素比T9多，加热奥氏体化时要粗使合金元素熔入奥氏体中，并且还能成分均匀，需要更高的温度
2）不能因为9SiCr中Si、Cr元素提高了钢的淬透性，比T9淬透性好，9SiCr油淬临界直径D油<40mm，所以相同尺寸T9钢不能淬透
3）Si、Cr提高回火稳定性，经250°C回火，硬度760HRC,T9钢回火稳定性差，而9SiCr 钢中Si提高马氏体分解温度，回火抗力好
5. 高速钢每次回火为什么一定要冷到室温再进行下一次回火？为什么不能用较长时间一次回火代替三次回火？
不能因为高速钢淬火后大部分转变为马氏体，残余奥氏体30%左右第一次回火后有20%左右残余奥氏体转变为马氏体，还有10%左右的残余奥氏体；20%左右新转变未经回火的马氏体，还会产生新的应力，对性能还有一定影响，要进行二次回火；同样原因，为了使剩余的残余奥氏体转变，需进行第三次回火，经第三次回火残余奥氏体一般剩1-3%左右。
6. 为什么钳工锯削T10钢时比锯削10钢费力,且锯条容易磨钝?
T10: 优质工具钢比较硬
锯条：工具钢一般硬
10 ：低碳钢，无法热处理，比较软。
7. 高速钢W18Cr4V为什么三次回火后有良好的红硬性？
在回火时，一部分钨以碳化物的形式弥散析出，造成二次硬化。
在加热时，未溶的碳化物则起到阻止奥氏体晶粒长大的作用.钒能显著地提高高速钢的红硬性、硬度及耐磨性。
钒形成的碳化物在加热时，部分溶入奥氏体，回火时以细小的质点弥散析出，造成二次硬化而提高钢的红硬性。
铬在高速钢中主要是增加其淬透性，同时还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。
钴也能显著提高钢的红硬性及硬度。
8.为什么铸造合金常选用靠近共晶成分的合金，而压力加工合金则选用单相固溶体成分合金？
答：铸造合金需要流动性能好，充型能力强，而接近共晶成分合金，凝固温度区间小，且结晶温度低，恰好满足这个特点；压力加工的合金需要塑性好组织均匀，变形抗力小，有好的伸长率，单相固溶体恰好满足这些要求。
9．根据Fe-Fe3C相图解释下列现象：
（1）在进行热轧和锻造时，通常将钢加热到1000-1200℃；（2）钢铆钉一般用低碳钢制作；（3）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时却用钢丝绳（60钢、65 钢、70钢等制成）；
（4）在1100℃时，WC=0.4%的碳钢能进行锻造，而WC=4.0%的铸铁不能进行锻造；（5）在室温下WC=0.8%的碳钢比WC=1.2%的碳钢强度高；
（6）钢锭在正常温度（950-1100℃）下轧制有时会造成开裂；
（7）钳工锯割T8钢、T10钢等钢料比锯割10钢、20钢费力，锯条易钝；答：
(1)此区域为单相奥氏体,相对较软,易变形(2)低碳钢塑性较好
(3)铁丝强度低,塑性好；60钢、65钢、70钢等钢丝强度高
(4)因为WC=4.0%在此温度下组织有高温莱氏体，其中含有共晶渗碳体,此组织塑性极差,不
能锻造,WC=0.4%的碳钢,在此温度为单相奥氏体,塑性好,故可进行锻造工艺
(5)硬度随含C量增加而增加,但强度不一样,强度和组织有关，WC=0.8%和WC=1.2%钢的组
织为珠光体和晶界析出的二次渗碳体，两者组织中的含量不一样，二次渗碳体是一种脆性相，对强度影响很大，而WC=1.2%钢中二次渗碳体比WC=0.8%多。
(6)因冶金质量不高，钢中存在硫，硫与铁生成FeS,FeS与Fe能形成低熔点共晶体
（FeS+Fe），熔点仅为985℃，低于钢材热加工的温度。
因此，在热加工时，分布在晶界上的共晶体熔化导致钢的开裂，这种现象称为热脆。
(7)高碳钢T8钢和T10钢比低碳钢10钢和20钢硬度高,更耐磨，所以锯割T8钢、T10钢
等钢料比锯割10钢、20钢费力，锯条易钝。
10．根据括号内提供的钢号（08F；20；T8；T12；65Ｍｎ；４５）选择下列工件所采用的材料：冷冲压件；螺钉；齿轮；小弹簧；锉刀。
答:冷冲压件08F；螺钉20；齿轮45；小弹簧65Ｍｎ；锉刀T12。
11．共析碳钢加热至760oC并保温足够时间，问分别采用什
么样的冷却工艺（在C曲线上描出工艺曲线）得到如下组织：珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体、屈氏体+马氏体、马氏体+少量残余奥氏体等组织。
珠光体：650~727℃等温冷却索氏体：600~650℃等温冷却
屈氏体（托氏体）：550~600℃等温冷却上贝氏体：350~550等温冷却下贝氏体：230~350℃等温冷却屈氏体+马氏体：油淬
马氏体+少量残余奥氏体等组织：水淬（深冷）
12．。