《工程材料学》习题与思考题
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。
工程材料答案全 、
土木工程材料概述及基本性质思考题与习题：一、填空1、建筑材料按化学成分可分为有机材料、无机材料、复合材料三大类。
2、建筑材料按使用功能可分为结构材料、功能材料两大类.3、我国建筑材料标准分为: 国家标准、部委行业标准、地方标准、企业标准四类，国家标准代号为: GB ，企业标准代号为 QB 。
4、材料标准表示由标准名称，标准分类，标准编号，实施年份四部分组成.5、《蒸压加气混凝土砌块》（GB/T11969－1997)中，各字母和数字的含意为：GB : 国家标准， T ：推荐标准，11969 ：标准编号，1997 : 实施年份。
6、某材料的密度为2.5，表观密度为1.8，该材料的密实度为 0.72 ，孔隙率为 0。
28 。
7、水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润,这种性质称为材料的亲水性。
8、材料的吸水性大小用吸水率表示，吸湿性大小用含水率表示。
9、含水率为5％的湿砂1000g中，含干砂 952。
38 g,水 47。
62 g。
10、材料的耐水性用软化系数表示,耐水材料的K R≥ 0。
85 .11、一般来说，材料含水时比其干燥时的强度低。
12、墙体受潮后，其保温隔热性会明显下降,这是由于材料受潮后导热系数明显增大的缘故。
13、当某材料的孔隙率增大时，下表中的性质将如何变化.（增大↑，下降↓,不变－，不定？）14、某钢材直径10mm,拉伸破坏荷载为31。
5KN,该钢材的抗拉强度为 401.07MPa 。
15、材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。
16、材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到物理作用、化学作用和生物作用等周围自然因素的作用影响其耐久性。
二、是非判断题（对的打∨，错的打×）1、含水率为2％的湿砂重100g,其中水的重量为2g. （×）2、热容量大的材料导热性大，受外界气温影响时室内温度变化较快。
(×）3、材料的孔隙率相同时，连通粗孔比封闭微孔的导热系数大。
工程材料学课程习题及答案.
工程材料习题一、晶向、晶面指数习题在立方晶系的单位晶胞上作图表示(1 1 1)、(1 1 0)、(1 0 0) 晶面和[1 1 1]、[1 1 0]、[0 0 1]、[1 0 0]、[0 1 0] 晶向。
二、Fe-C 相图类提示 Fe-C 相图是确定钢热处理、铸造、锻造、焊接加热工艺的依据，应熟练掌握相图的绘制、不同成分钢的冷却相变过程及室温组织。
习题 画出 Fe-Fe 3C 合金相图 （要求标明B 、E 、C 、F 、P 、S 点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.4% （0.7%、0.77%、1.0% ）的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明），画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对质量分数。
分析 Fe-Fe 3C 相图看似复杂，但若掌握规律就容易了。
相图由包晶相变、共晶相变、共析相变三部分组成。
绘制时应先绘制三条水平线、确定水平线的温度及每条线上的三个成分点，然后再连接其余曲线即可。
Fe-C 相图含碳量分为亚共析钢（0.0218% ≤ C ＜0.77% ）、共析钢（0.77% C ）和过共析钢（0.77 % ＜C ≤ 2.11%）三大类型，其区别在于有先共析铁素体析出、无先共析铁素体和无二次渗碳体析出、有二次渗碳体析出。
解1、铁碳相图Fe-C 相图见图1.0，要求各相区、线、字母、温度要准确。
2、共析钢（0.77%C ） （1）结晶过程分析冷却曲线见图2.1。
在Fe-C 相图中要画出表示合金成分的垂线（图中虚线）；冷却曲线中要标明交点及点的顺序；冷却曲线点的顺序要和相图中垂线一致，恒温转变为水平线。
1点以上：液态；1-2点：匀晶转变析出奥氏体，L → γ ； 2-3点：γ降温阶段，无组织变化；3-3 / 点：奥氏体发生共析转变，转变为珠光体，C Fe 72730218.077.0+α−−−→−γ℃（P ）；图1.0 Fe-Fe 3C 合金相图Fe 3CFeC%温度/℃3 / 点到室温，从铁素体中析出少量三次渗碳体Fe 3C Ⅲ。
《工程材料学1》习题
《工程材料》习题第一章第二章习题一、名称解释疲劳强度、过冷度、晶格、变质处理、晶体结构、晶体二、判断题1、金属结晶的必要条件是快冷。
2、细晶粒金属的强度高但塑性差。
3、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
4、金属的晶界是面缺陷。
晶粒越细，晶界越多，金属的性能越差。
5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
6、晶界是一种面缺陷，所以晶界面积越大，金属的机械性能越差。
7、实际金属在不同方向上的性能是不一样的。
8、所有金属材料在拉伸时均有明显的屈服现象。
三、选择题1、决定金属结晶后晶粒大小的因素a)液态金属的形核率b)金属的实际结晶温度c)结晶速率d)晶核的长大速率2、工程上使用的金属材料一般都具有a)各向异性b)各向同性c)伪各向异性d)伪各向同性3、金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度a)越高b)越低c)越接近理论结晶温度d)不能确定4、多晶体的晶粒越细，则其a)强度越高，塑性越好b)强度越高，塑性越差c)强度越低，塑性越好d)强度越低，塑性越差5、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化6、铸造条件下，冷却速度越大，则a)过冷度越大，晶粒越细b)过冷度越大，晶粒越粗c)过冷度越小，晶粒越细d)过冷度越大，晶粒越粗四、填空题1、金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越，晶粒越，强度越，塑性越。
2、金属的结晶主要由和两个基本过程组成。
3、金属结晶过程中，细化晶粒的方法有、和。
4、实际金属中存在、、缺陷。
其中，位错是缺陷，晶界是缺陷。
第三章习题一、名称解释固溶强化弥散强化相金属化合物固溶体二、判断题9、金属化合物相与固溶体相的本质区别在于前者的硬度高、脆性大。
10、由于溶质原子对位错运动具有阻碍作用，因此造成固溶体合金的强度、硬度提高。
11、固溶体的强度、·一定比溶剂金属的强度、硬度高。
三、选择题1、固溶体合金在结晶时a)不发生共晶转变b)要发生共晶转变c)必然有二次相析出d)多数要发生共析转变2、二元合金中，铸造性能最好的合金是：a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金3、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是：a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化4、二元合金中，压力加工性能最好的合金是a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金四、填空题1、强化金属材料的基本方法：、和。
工程材料学习题与辅导答案
工程材料学习题与辅导答案工程材料学习题与辅导答案工程材料是工程领域中至关重要的一部分，它涉及到各种各样的材料，如金属、陶瓷、高分子材料等。
学习工程材料需要掌握一定的理论知识，并且能够运用这些知识解决实际问题。
下面将提供一些工程材料学习题及其辅导答案，希望对学习者有所帮助。
1. 什么是晶体结构？请简要描述晶体结构的几种常见类型。
答：晶体结构是指由原子、离子或分子组成的结晶体中，这些原子、离子或分子的排列方式。
晶体结构的常见类型包括：立方晶系、正交晶系、单斜晶系、菱面晶系、三斜晶系和六方晶系。
立方晶系具有等长的边和直角，如立方体；正交晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等；单斜晶系具有等长的边和直角，但边长可以不相等，并且有一个斜角；菱面晶系具有等长的边和等角，但不是直角；三斜晶系具有不等长的边和不等角；六方晶系具有等长的边和等角。
2. 什么是晶格常数？如何计算晶格常数？答：晶格常数是指晶体中晶胞的尺寸，通常用a、b、c表示。
晶格常数的计算方法取决于晶体的结构类型。
对于立方晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶体的晶胞边长得到。
对于其他晶系的晶体，晶格常数可以通过测量晶胞的边长和角度来计算。
3. 什么是晶体缺陷？请列举几种常见的晶体缺陷。
答：晶体缺陷是指晶体中的结构缺陷或组成缺陷。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
常见的晶体缺陷包括：点缺陷有空位、间隙原子、替代原子和杂质原子；线缺陷有位错和螺旋位错；面缺陷有晶界和孪晶。
4. 什么是材料的力学性能？请简要描述材料的强度、硬度和韧性。
答：材料的力学性能是指材料在外力作用下的表现。
强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度来表示；硬度是指材料抵抗划伤或穿刺的能力，通常用洛氏硬度或布氏硬度来表示；韧性是指材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性来表示。
5. 什么是金属的晶体结构？请简要描述几种常见的金属晶体结构。
答：金属的晶体结构是指金属中原子的排列方式。
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工程材料学习题与思考题福州大学材料学院2008.12钢与合金钢一、名词解释合金元素杂质元素钢合金钢奥氏体形成元素铁素体形成元素碳化物形成元素非碳化物形成元素铁素体钢奥氏体钢贝氏体钢马氏体钢莱氏体钢晶界偏聚（晶界吸附）（钢中的）相间析出回火稳定性（网火抗力）二次淬火二次硬化原位形核离位形核一类I可火脆性二类回火脆性（低碳钢的）应变时效（低碳钢的）淬火时效调质处理优良的综合机械性能喷丸处理马氏体时效钢超高强度钢热疲劳疲劳剥落（接触疲劳）（滚动轴承钢的）碳化物液析球状不变形夹杂热硬性（高速钢的）黑色组织（高速钢的）蔡状断口基体钢不锈钢晶间腐蚀点腐蚀应力腐蚀氢脆阳极极化阴极极化钝化n/8规律475°C脆性敏化处理稳定化处理蠕变蠕变极限持久强度持久寿命二、问答题1.工程材料分为几大类？各类工程材料的使用性能、资源或价格一般有何特点？2.什么叫钢？按用途分类，钢分为哪几类？（尽可能详细分类）3.一种金属材料除基木组元外通常还含有若干种其他元素，如何界定这些元素是合金元素还是杂质？4.举例说明奥氏体形成元素对铁基二元相图的影响规律。
5.举例说明铁素体形成元素对铁基二元相图的影响规律。
6.总结奥氏体形成元素对Fe-Fe3C相图的A】、A3、S点、E点的影响规律，并解释为什么高速钢、Crl2 型冷模具钢等高合金钢中会出现莱氏体？7.总结铁素体形成元素对Fe-Fe3C相图的1、A3、S点、E点的影响规律，并解释为什么3 Cr2 W8 V钢实际上是过共析钢？8.解释下列现象：（1）在相同含碳量的情况下，大多数合金钢的热处理加热温度比碳钢高；（2）在相同含碳量的情况下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的I口I火稳定性；（3）高速钢在热轧或热锻后，经空冷或马氏体组织。
9.从电子结构或原子相对尺寸大小特点归纳过渡族金属在钢中形成碳化物的规律，包括碳化物的稳定性、点阵结构的复杂性和多样性。
（联系以下提供的部分元素周期表进行归纳）周讯IV V VI vn W----- Ti V Cr Mn FeZr Nb Mo—•Hf Ta W10.哪类合金元素可以溶入渗碳体中？举例说明这些合金元素在渗碳体中溶解度的差别。
《工程材料学》习题新2
《工程材料》习题第一章金属机械性能一、解释名词疲劳强度屈服强度抗拉强度冲击韧性延伸率断面收缩率二、判断正误1、材料在均匀塑性变形阶段承受的最大拉应力称为屈服强度。
（）2、所有金属材料在拉伸时均有明显的屈服现象。
（）3、相同材料和相同尺寸的试样，表面光滑者比表面有微裂纹者的疲劳强度高。
（）4、金属材料的弹性模量E愈大，则其塑性愈差。
（）5、同种材料不同尺寸试样所测得的延伸率相同。
（）第二章金属的晶体结构一、解释名词晶格晶体结构晶体空位组织二、判断正误1、金属的晶界是面缺陷。
晶粒愈细，晶界愈多，金属的性能愈差。
（）2、因为单晶体是各向异性的，所以实际金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。
（）3、体心立方晶格中原子排列最密集的晶面是(111)面。
（）4、实际金属在不同方向上的性能是不一样的。
（）5、细晶粒金属的强度高但塑性较差。
（）三、选择题1、晶体中的晶界属于 ca.点缺陷b.线缺陷c.面缺陷d.体缺陷2、工程上使用的金属材料一般都具有 da. 各向异性b. 各向同性c. 伪各向异性d. 伪各向同性四、填空1、实际金属中存在有_____、______、______缺陷。
其中，位错是____缺陷，晶界是____缺陷。
2、位错的基本类型有两种，它们是_______位错和______位错，有多余半个原子面是________位错所特有的。
3、常见的金属晶体结构有_________、__________、__________三种。
在这三种金属晶体结构中，原子排列最密集的晶面分别是_________、__________、__________。
第三章金属的结晶一、解释名词过冷度二、判断正误1、金属结晶的必要条件是快冷。
（）2、凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
（）3、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
（）4、纯金属的实际晶粒度与其冷却速度有关。
（）三、选择题1、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是a. 晶粒尺寸发生变化b. 过冷度发生变化c. 致密度发生变化d. 晶粒长大速度发生变化2、金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度d. 不能确定四、填空1、纯铁的同素异构体有_____________、_______________和_______________。
工程材料基础思考题
《工程材料基础》课程思考题第一章工程材料的结构与性能1、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？2、体心、面心、密排六方晶体结构有何特点？3、何谓晶体、晶体结构、晶格、晶胞和非晶体？4、何谓晶面、晶向，如何确定晶面和晶向指数？5、何谓单晶体和多晶体？6、何谓各向异性，为什么单晶体具有各向异性，而多晶体往往没有各向异性？7、何谓点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷，他们在晶体中的表现形式有哪些？8、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？9、非晶态材料的原子排列有何特点，其是否处于稳定状态？10、何谓合金，合金中相、组织的概念是什么？11、何谓固溶体，其晶体结构与其组元有何关系？12、何谓置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体和有限固溶体？13、何谓金属间化合物，其晶体结构与其组元有何关系？14、常见金属间化合物有哪几种，各有何特点？15、固溶体和金属间化合物对合金的力学性能有何影响？16、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？17、为什么高聚物在高温下易软化？18、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？19、何谓高聚物的聚集态结构？20、何谓陶瓷，其主要组成相有哪些，其性能主要取决于什么相？21、材料的强度指标有哪些，其含义是何？22、材料的塑性指标有哪些，塑性对于材料有何重要意义？23、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？24、材料承受冲击的性能用何性能指标表示，温度对材料的耐冲击性能有何影响？25、何谓断裂韧性，其有何实际意义？26、材料的耐磨性主要取决于哪些因素？27、何谓蠕变，其产生机制为何？28、何谓材料的电极化现象，何谓压电现象和电致伸缩现象？29、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？30、何谓物质的特征光谱？31、如何防止材料的电化学腐蚀？32、什么是材料的工艺性能，其有何重要意义？第二章金属材料的凝固与固态相变1、什么是凝固，什么是结晶，什么是结晶过冷度，结晶的驱动力是什么？2、非晶体和晶体的凝固有何不同？3、结晶过程可分为哪两个阶段？4、结晶形核有哪些方式，采用哪一种形核方式更易形核，为什么？5、晶核的长大方式有哪些？6、影响晶核形核率和长大率的因素主要有哪些，如何影响？7、如何控制结晶后的晶粒大小，金属的晶粒大小有何重要性？8、何谓同素异构和同分异构现象？9、热力学中的平衡是何含义，何谓平衡相（状态）图？10、何谓匀晶、共晶、包晶、共析转变？11、匀晶、共晶、包晶、共析相图中典型成分合金冷却过程的相变和组织变化有何不同？12、如何利用相图来大致判断合金的性能？13、铸锭的凝固组织有何特点，影响铸锭组织形成的因素有哪些？14、何谓铁素体、渗碳体、奥氏体、珠光体、一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体？15、在亚共析、共析、过共析钢和亚共晶、共晶、过共晶白口铸铁的平衡结晶冷却过程中，其相变和组织变化过程如何？16、网状渗碳体易在什么情况下产生，其对钢会产生何种危害？17、室温下，所有钢和白口铸铁的组成相是否相同，组织是否相同，其组织形貌各有何特点？18、含碳量对铁碳合金中渗碳体的量有何影响，对铁碳合金的力学性能有何影响？19、含碳量对钢中P的量有何影响，钢中P量对钢的力学性能有何影响？20、如何利用铁碳相图判断铁碳合金的力学性能和加工性能？21、加热时，钢中A的形成可分为哪几个阶段，影响A形成的主要因素有哪些，如何影响？22、哪些因素且如何影响A晶粒的大小，何谓本质粗晶粒钢和本质细晶粒钢？23、钢的晶粒大小与钢的屈服强度大小有何关系？24、何谓C曲线，依据C曲线，过冷奥氏体在不同温度下可发生哪些类型的组织转变？25、影响C曲线位置和形状的主要因素有哪些，如何影响？26、依据珠光体组织的粗细，可将珠光体组织分为哪几类，其力学性能有何不同？27、何谓马氏体、上贝氏体和下贝氏体，其组织和力学性能有何特点？第三章金属材料的塑性变形1、何谓为塑性变形，晶体塑性变形的主要方式有哪些？2、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？3、何谓分切应力和临界分切应力，何谓“软位向”和“硬位向”？4、多晶体中晶粒取向对晶体塑性变形有何影响？5、晶界对晶体塑性变形有何影响？6、为什么细化晶粒可以提高金属强度，并改善金属的塑性和韧性？7、何谓形变强化，其机理是什么？8、塑性变形后，金属内部组织、性能有何主要变化？9、塑性变形可产生哪些残余应力，残余应力有何危害和可利用之处，如何消除残余应力？10、经冷塑性变形的金属在加热到一定温度时，其组织和性能会发生哪些主要变化，为什么？11、何谓回复、再结晶，对应于回复、再结晶过程，冷变形金属的组织和性能将相应发生何种变化？12、何谓再结晶温度？13、金属的形变强化有何利弊，如何利用何消除形变强化？14、为什么在高温下，金属的晶粒会长大？15、何谓冷变形和热变形，为什么往往将金属加热到高温进行塑性变形？16、金属塑性变形时形成的纤维组织对金属力学性能有何影响？17、对金属进行加工时，应如何考虑纤维组织的分布？18、何谓金属的塑性加工性能，其用何种指标来加以衡量？19、影响塑性加工性能的主要因素有哪些，如何影响？第四章金属材料热处理1、何谓热处理，其可分为几大类？2、何谓退火，退火分为哪几种，加热温度范围有何不同，其目的如何？3、何谓正火，加热温度范围如何，目的如何？4、退火与正火的冷却过程有何不同，获得的组织有何异同，力学性能有何不同？5、根据钢的硬度不同，应如何选择相应的热处理工艺来改善其切削加工性能？6、何谓淬火，对应于亚共析钢、共析钢和过共析钢，其淬火加热温度范围有何不同，为什么？7、何谓淬火临界冷却速度，淬火时冷却速度太慢会产生何种不良结果，太快又会产生什么不良结果？8、常用淬火冷却介质有哪些，其冷却能力有何不同，选择淬火冷却介质的依据是什么？9、常用的淬火冷却方法有哪些，各有何特点？10、一般情况下，钢经淬火能否得到100%的马氏体组织，为什么？11、在淬火冷却时，为得到尽可能多的马氏体，减少残余奥氏体，可采取什么样的处理方法？12、表面淬火的目的是什么，有哪些表面淬火方法，各有何特点？13、何谓钢的回火，回火的目的是什么，回火工艺能否单独使用？14、回火时，随回火温度升高，钢的淬火组织和力学性能将如何变化？15、何谓回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体组织，其组织和力学性能有何不同？16、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体与马氏体、托氏体、索氏体又有何不同？17、低温回火、中温回火、高温回火各得到什么组织，其力学性能有何特点，各适用于什么工作条件要求的零件？18、何谓调质处理？其力学性能特点是什么？19、合金元素的加入对钢在回火过程中的组织变化和力学性能有何影响？20、何谓回火脆性，分哪几类，如何防止或消除？21、何谓钢的淬透性，用何表示？何谓淬硬性，用何表示？22、淬透性有何实际意义，影响淬透性的主要因素有哪些，如何影响？23、淬透性与选材有何关系？24、何谓固溶热处理和时效强化，时效温度对时效获得的硬度有何影响？25、何谓化学热处理，其目的是什么？26、渗碳、渗氮、碳氮共渗的热处理工艺有何不同，分别经过渗碳、渗氮、碳氮共渗热处理后，钢的心部组织和表层组织各为什么？27、分别经渗碳、渗氮、碳氮共渗热处理后，渗层的厚度、零件的变形程度和性能有何不同？28、对热处理零件有哪些结构工艺性要求？第五章金属材料表面改性处理1、什么是表面改性处理，主要有哪些方法？2、氧化处理和磷化处理的原理和作用是什么？3、电镀的原理是什么？4、化学气相沉积和物理气相沉积的基本原理是什么？5、热喷涂的基本原理是什么，通过喷涂不同的材料可以改进零件的哪些性能？第六章金属材料1、钢中常见的杂质有哪些，对钢得性能有何影响？2、何谓钢的热脆和冷脆，主要由何元素引起？3、分别按化学成分、冶金质量和用途，可将钢分为哪些类别？4、各种碳钢、合金钢按何规则进行编号？5、钢中的合金元素通过哪些途径可以提高钢的强度和硬度？6、钢中的合金元素对铁碳相图有何影响？7、哪些合金元素阻碍奥氏体晶粒长大，哪些合金元素促进奥氏体晶粒长大？8、合金元素的种类和加入量对钢的淬透性有何影响？9、碳钢与合金钢、低合金钢与高合金钢，谁的淬透性更高，为什么？10、合金元素对钢的回火有何影响，哪些合金元素易产生第二类回火脆性，哪些合金元素可抑制第二类回火脆性？11、何谓“二次硬化”，其产生机理是什么？12、对结构钢和工具钢的使用性能要求有何显著不同？13、结构钢和工具钢在含碳量上有何不同，为什么？14、结构钢和工具钢在主加合金元素上有何不同，为什么？15、合金元素在结构钢中和在工具钢中的主要作用有何异同？16、各种结构钢的预备热处理与最终热处理工艺按何原则确定？17、渗碳钢和调质钢的含碳量有何特点，热处理工艺有何特点？18、为什么高速钢中碳、钨、钼、铬等元素的含量很高？高速钢的热处理有何特点？19、工具钢的预备热处理与最终热处理工艺按何原则确定？20、为什么以工具钢制作冷作模具时，其最终热处理是淬火+低温回火，而制作热作模具时，其最终热处理为淬火+高温回火（或多次高温回火）？21、为什么以工具钢制作量具时，淬火后要进行冷处理，而后再回火？22、不锈钢分哪几类，其化学成分、热处理、室温组织和性能有何特点？23、耐磨钢的成分、牌号有何特点？24、按碳主要是以渗碳体或石墨的形式存在可将铸铁分为哪几类？25、按石墨的存在形态不同可将铸铁分为哪几类，其性能各有何特点？26、石墨在铸铁中可产生哪些好与不利的作用?27、如何编写铸铁的牌号？28、铸铁的基体有哪几类，其力学性能如何，可通过何种热处理获得？29、耐磨铸铁和耐热铸铁主要通过加入何种合金元素来提高铸铁的耐磨和耐热性能？30、工业纯铝如何编号?31、何谓变形铝合金和铸造铝合金，何谓可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金？32、铝合金可分为哪些类别，其牌号如何编写，性能各有何特点？33、何谓黄铜、青铜，其化学成分、性能有何主要特点，如何编写其牌号？34、对轴承合金有哪些性能要求，锡基、铅基轴承合金成分和性能特点如何?35、何谓形状记忆合金、减振合金、功能梯度材料、智能材料、纳米材料、非晶态材料？。
《工程材料学》习题
《工程材料学》习题《工程材料学》习题第一章概论一、解释名词晶体、金属键、离子键、分子键、共价键二、填空题 1、材料科学的任务是揭示材料的之间的相互关系及变化规律。
2、材料的性能主要包括两个方面。
3、晶体物质的基本特征是。
4、固体中的结合键可分为种，它们是、、、。
三、是非题1、晶体是较复杂的聚合体。
2、结构材料是指工程上要求机械性能的材料。
3、物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和它们的热运动。
4、比重较大的金属是黑色金属，比重较小的金属是有色金属。
四、综合分析题1、比较离子晶体与分子晶体的结构特征及性能特点。
2、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料在结合键上的差别。
第二章金属的结构一、名词解释固溶强化弥散强化相金属化合物固溶体二、是非题1、金属化合物相与固溶体相的本质区别在于前者的硬度高、脆性大。
2、于溶质原子对位错运动具有阻碍作用，因此造成固溶体合金的强度、硬度提高。
3、固溶体的强度、硬度一定比溶剂金属的强度、硬度高。
三、选择题1、固溶体合金在结晶时a)不发生共晶转变b)要发生共晶转变c)必然有二次相析出 d)多数要发生共析转变 2、二元合金中，铸造性能最好的合金是：a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金 3、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是： a)晶粒尺寸发生变化b)过冷度发生变化c)致密度发生变化d)晶粒长大速度发生变化 4、二元合金中，压力加工性能最好的合金是a)固溶体合金b)共晶合金c)共析合金d)包晶成分合金四、填空题1、强化金属材料的基本方法：、和。
合金的两大基本相是和，其本质区别是。
第三章金属的结晶一、解释名词疲劳强度、组织、过冷度、晶格、变质处理、晶体结构、晶体二、是非题1、金属结晶的必要条件是快冷。
2、细晶粒金属的强度高但塑性差。
3、凡是液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
4、金属的晶界是面缺陷。
晶粒越细，晶界越多，金属的性能越差。
5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。
工程材料_复习思考题及答案.doc
《机械工程材料》复习思考题第一章材料的性能1材料的力学性能主要有哪些？2简述低碳钢的应力一应变曲线（分为儿个阶段，备特征点表示什么含义）。
第二章材料的结构1体心立方晶格的密排面和密排方向各有那些？面心立方晶格呢？2与理想的晶体相比较，实际晶体在结构上有何特征？3为何晶粒越细，金属的强度、硬度越高，槊性、韧性越好？4名词解释：相固溶体金属化合物固溶强化弥散强化5固态合金中的相分为几类？它们是如何定义的？（提示：晶格类型）6铁素体、奥氏体和渗微体哪些是固溶体，哪些是金属化合物，为什么？它们都是间隙型吗？第三章材料的凝固1为什么过冷是液态结晶的必要条件？液态结晶有那两种基本的形核方式？哪种形核方式需要的过冷度较小？在相同的过冷度下，哪种形核方式具有较高的形核率？2金属结晶的基本规律是什么？3名词解释：细晶强化4为了细化晶粒，是否应使液态金属冷得越快越好？试述理由。
5什么是相图？制定相图的条件是什么？6哪些材料属于恒温凝固？哪些材料在某种温度范围内凝固？7在两相共存区，相成份的变化有何规律？8工业条件下有可能产生哪两类成份偏析？应如何消除？9碳在钢铁材料中有哪几种存在形态？10简述Fe-Fe3C相图中的两个基本反应，写出反应式并注明含碳量和温度。
11指出下列组织的主要区别：⑴高温莱氏体与低温莱氏体；⑵共晶渗瑚体，共析渗碳体，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗瑚体。
12含碳量对碳钢的力学性能有何影响？13熟练画出Fe-Fe3C相图，分析含碳量为3.5%、0.4%和1.3%的铁碳合金从液态缓冷至室温的结晶过程，并画出该合金在室温下的显微组织示意图。
14依据Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因：（1）1.4%C的钢比0.9%C的钢的硬度高；⑵室温下，0.9%C的钢比1.3%C的钢的抗拉强度高。
15计算0.6%C的Fe.C二元合金平衡结晶时，其室温组织的相对量。
16试计算：室温下，珠光体中铁素体和渗碳体的相对含量。
工程材料——复习思考题及答案
复习思考题及答案一、名词解释1．结晶：液态金属由液态向固态转变的过程。
2．滑移：晶体中产生原子层与原子层之间的相对位移。
3．马氏体：一种含碳过饱和的α固溶体。
4．等温淬火：将奥氏体化后的工件淬入小于上贝氏体转变温度的盐浴中（一般在下贝氏体转变温度范围内等温）较长时间保温使其获得贝氏体组织，然后再空冷的淬火工艺。
5．热加工：金属材料在高温下进行塑性变形时，其加工硬化作用能被变形过程中所发生的动态软化过程如动态回复和动态再结晶等所抵消，从而获得近乎稳定的流变应力。
这种塑性变形就是热加工。
或者凡是加工温度大于金属再结晶温度的金属塑性加工，都称为热加工。
6．临界冷却速度：保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到马氏体区的最小冷却速度。
7．同素异构转变：金属的晶体结构随着温度的变化而变化的现象称为同素异构转变。
8．淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力。
它是钢材本身固有的一个属性。
9．断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力就是断裂韧性。
10．晶界：晶粒与晶粒之间的交界面，就是晶界。
11．枝晶偏析：在一个晶粒内化学成分不均匀的现象就称为晶内偏析，又叫枝晶偏析或微观偏析。
12．奥氏体：是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，它又叫A或γ固溶体。
13．退火：将金属及其合金加热、保温和加热炉内缓慢冷却，使其组织结构达到或接近达到平衡状态的热处理工艺就称为退火。
14．回火：是将淬火后的工件再重新加热到A1点以下某一温度、保温、然后冷却的热处理工艺。
16．再结晶：是指经冷塑性变形的金属在加热时，通过再结晶晶核的形成及其随后的长大、最终形成无畸变的新的晶粒的过程。
17．时效：淬火后的铝合金随时间延长而发生强化的现象就是时效强化或时效硬化。
二、填空题1．钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越（右），临界冷却速度越（小或低）。
2．典型铸锭结构的三个晶区分别为（表面细晶粒层）、（柱状晶粒层）和（中心粗大等轴晶粒层）。
3．物质在固态下晶体结构随温度发生变化的现象称为（同素异构转变）。
工程材料学课程习题及答案重点
、晶向、晶面指数习题晶向。
在立方晶系的单位晶胞上作图表示Zr一/ : \I X/ : (1 1 1)工程材料习题(1 11)、(1 1 0)、(1 0 0)晶面和［1 1 1］、［1 1 0］、［0 0 1］、［10 0］、［0 1 0］Xi (1 1 0)43 (1 00)J-X丫JX［0 01］XZ丫I1h1h1h5y r**［0 10］J1-2点：匀晶转变析出奥氏体， L f 丫； 2-3点：丫降温阶段，无组织变化;3-3 /点：奥氏体发生共析转变，转变为珠光体,科 727 C『0.77 ----------- 、a 0.0218+ Fe 3C （ P ）；、Fe-C 相图类提示 Fe-C 相图是确定钢热处理、铸造、锻造、焊接加热工艺的依据，应熟练掌握相图的绘制、不同成分钢的 冷却相变过程及室温组织。
习题 画出Fe-Fe s C 合金相图（要求标明B 、E 、C 、F 、P 、S 点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.4% （0.7%、0.77%、1.0% ）的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明） 画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对质量分数。
分析 Fe-Fe 3C 相图看似复杂，但若掌握规律就容易了。
相图由包晶相变、共晶相变、共析相变三部分组成。
绘制时应先绘制三条水平线、确定水平线的温度及每条线上的三个成分点，然后再连接其余曲线即可。
Fe-C 相图含碳量分为亚共析钢（0.0218% < C < 0.77% ）、共析钢（0.77% C ）和过共析钢（0.77 % < C < 2.11% ）三大类型，其区别在于有先共析铁素体析出、无先共析铁素体和无二次渗碳体析出、有二次渗碳体析出。
1、铁碳相图Fe-C 相图见图1.0,要求各相区、线、字母、温度要准确。
2、共析钢（0.77%C ） （1）结晶过程分析序；冷却曲线点的顺序要和相图中垂线一致，恒温转变为水平线。
工程材料习题与思考题.doc
第一章习题与思考题1、名词解释：抗拉强度、屈服强度、刚度、疲劳强度、冲击韧性、断裂韧性。
2、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E愈大，则材料的塑性愈差。
这种说法是否正确？为什么？3、如图所示的四种不同材料的应力一应变曲线,试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度（或屈服点）、刚度和塑性。
4、常用的硬度测试方法有几种？这些方法测出的硬度值能否进行比较？5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？（1）铿刀（2）黄铜轴套（3）供应状态的各种碳钢钢材（4）硬质合金刀片（5）耐磨工件的表面硬化层6、反映材料受冲击载荷的性能指标是什么？不同条件下测得的这种指标能否进行比较？怎样应用这种性能指标？7、疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？8、断裂韧性是表示材料何种性能的指标？为什么在设计中考虑这种指标？部分参考答案1、抗拉强度：是材料在破断前所能承受的最大应力。
屈服强度：是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力。
刚度：材料抵抗弹性变形的能力。
疲劳强度：经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。
冲击韧性：材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力。
2、材料的弹性模量与塑性无关。
3、由大到小的顺序，抗拉强度：2、1、3、4。
屈服强度：1、3、2、4。
刚度：1、3、2、4 o 塑性：3、2、4、1。
4、布氏、洛氏、维氏和显微硬度。
由于各种硬度测试方法的原理不同，所以测出的硬度值不能直接进行比较。
5、（1）洛氏或维氏硬度（2）布氏硬度（3）布氏硬度（4）洛氏或维氏硬度（5）显微硬度6、冲击功或冲击韧性。
由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下，材料在缺曰和冲击载荷共同作用下脆化的趋势及其程度，所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。
冲击韧性是一•个对成分、组织、结构极敏感的参数，在冲击试验中很容易揭示出材料中的某些物理现象，如晶粒粗化、冷脆、热脆和回火脆性等，故目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。
工程材料学习题集答案整理最终版
工程材料习题集第一章钢的合金化基础1合金元素在钢中有哪四种存在形式？①溶入α（铁素体）、γ（奥氏体）、M（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体；②形成强化相：碳化物、金属间化合物；③形成非金属夹杂物；④以游离状态存在：Cu、Ag。
2写出六个奥氏体形成元素，其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中？①奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu、C、N（锰、钴、镍、铜、碳、氮），其中Mn、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，Cu、C、N（铜、碳、氮）为有限溶解；②Cr、V（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。
3写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。
①非碳化物形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co4按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。
按碳化物稳定性由弱到强的顺序写出钢中常见的四种碳化物的分子式。
①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、Nb、V、（中强）W、Mo、Cr、（弱）Mn、Fe②碳化物稳定性由弱到强的顺序：Fe3C→M23C6→M6C→MC5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，而高锰奥氏体钢难于冷变形，容易加工硬化？奥氏体层错能高和低时各形成什么形态的马氏体？①镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，层错能越低，越有利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。
②奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。
如Cr18-Ni8钢；奥氏体层错能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。
如Fe-Ni合金。
6钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。
②钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）、第二相强化、位错强化（加工硬化）。
③晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。
④钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散/沉淀强化。
工程材料课后习题答案
参考答案第1章机械工程对材料性能的要求思考题与习题P201.3、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？p4工程构件与机械零件（以下简称零件或构件）在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用。
有时只受到一种负荷作用，更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作用。
在力学负荷作用条件下，零件将产生变形，甚至出现断裂；在热负荷作用下，将产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降；环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀，电化学腐蚀及摩擦磨损等作用。
1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？p7机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能。
在合理而优质的设计与制造的基础上，机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定。
机械零件的强度是由结构因素、加工工艺因素、材料因素和使用因素等确定的。
在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素，即主要由材料的强度及其它力学性能所决定。
在设计机械产品时，主要是根据零件失效的方式正确选择的材料的强度等力学性能判据指标来进行定量计算，以确定产品的结构和零件的尺寸。
1.5常用机械工程材料按化学组成分为几个大类？各自的主要特征是什么？p171.7、常用哪几种硬度试验？如何选用P18？硬度试验的优点何在P11？硬度试验有以下优点：●试验设备简单，操作迅速方便；●试验时一般不破坏成品零件，因而无需加工专门的试样，试验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件；●硬度作为一种综合的性能参量，与其它力学性能如强度、塑性、耐磨性之间的关系密切，由此可按硬度估算强度而免做复杂的拉伸实验（强韧性要求高时则例外）；●材料的硬度还与工艺性能之间有联系，如塑性加工性能、切削加工性能和焊接性能等，因而可作为评定材料工艺性能的参考；●硬度能较敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，故可用来检验原材料和控制冷、热加工质量。
华科工程材料学习题(含答案)
工程材料学习题绪论、第一章一．填空题1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒，与传统固体材料具有一些特殊的效应，例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。
（体积效应、宏观量子隧道效应）2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲，可以分为晶体和非晶体两大类。
3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）以及显微硬度等。
4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。
5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式 .6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。
7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。
8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。
9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。
二．选择题1.金属键的特点是B：A．具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性2.共价晶体具有 A ：A. 高强度B. 低熔点C. 不稳定结构D. 高导电性3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A ：A. 原子间的结合力B. 原子间的距离C. 原子的大小D. 原子的电负性4.在原子的聚合体中，若原子间距为平衡距离时，作规则排列，并处于稳定状态，则其对应的能量分布为：BA. 最高B. 最低C. 居中D. 不确定5.稀土金属属于 B ：A. 黑色金属B. 有色金属C. 易熔金属D. 难熔金属6.洛氏硬度的符号是 B ：A．HB B. HR C. HV D.HS7. 表示金属材料屈服强度的符号是 B 。
A. σeB. σsC. σB.D. σ-18.下列不属于材料的物理性能的是 D ：A. 热膨胀性B. 电性能C. 磁性能D. 抗氧化性三．判断题1. 物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和他们的热运动。
工程材料学习题(answer)
绪论、第一章一．填空题1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒，与传统固体材料具有一些特殊的效应，例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。
（体积效应、宏观量子隧道效应）2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲，可以分为晶体和非晶体两大类。
3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）以及显微硬度等。
4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。
5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式 .6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。
7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。
8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。
9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。
二．选择题1.金属键的特点是 B：A．具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性2.共价晶体具有 A ：A. 高强度B. 低熔点C. 不稳定结构D. 高导电性3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A ：A. 原子间的结合力B. 原子间的距离C. 原子的大小D. 原子的电负性4.在原子的聚合体中，若原子间距为平衡距离时，作规则排列，并处于稳定状态，则其对应的能量分布为：BA. 最高B. 最低C. 居中D. 不确定5.稀土金属属于 B ：A. 黑色金属B. 有色金属C. 易熔金属D. 难熔金属6.洛氏硬度的符号是 B ：A．HB B. HR C. HV D.HS7. 表示金属材料屈服强度的符号是 B 。
A. σeB. σsC. σB.D. σ-18.下列不属于材料的物理性能的是 D ：A. 热膨胀性B. 电性能C. 磁性能D. 抗氧化性三．判断题1. 物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和他们的热运动。
√2. 用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。
《工程材料》复习思考题参考答案
《工程材料》复习第一章材料科学的基础知识1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理。
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。
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。
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？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.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？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。
4.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。
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工程材料学习题与思考题福州大学材料学院2008.12钢与合金钢一、名词解释合金元素杂质元素钢合金钢奥氏体形成元素铁素体形成元素碳化物形成元素非碳化物形成元素铁素体钢奥氏体钢贝氏体钢马氏体钢莱氏体钢晶界偏聚（晶界吸附）（钢中的）相间析出回火稳定性（回火抗力）二次淬火二次硬化原位形核离位形核一类回火脆性二类回火脆性（低碳钢的）应变时效（低碳钢的）淬火时效调质处理优良的综合机械性能喷丸处理马氏体时效钢超高强度钢热疲劳疲劳剥落（接触疲劳）（滚动轴承钢的）碳化物液析球状不变形夹杂热硬性（高速钢的）黑色组织（高速钢的）萘状断口基体钢不锈钢晶间腐蚀点腐蚀应力腐蚀氢脆阳极极化阴极极化钝化n/8规律475℃脆性敏化处理稳定化处理蠕变蠕变极限持久强度持久寿命二、问答题1.工程材料分为几大类？各类工程材料的使用性能、资源或价格一般有何特点？2.什么叫钢？按用途分类，钢分为哪几类？（尽可能详细分类）3.一种金属材料除基本组元外通常还含有若干种其他元素，如何界定这些元素是合金元素还是杂质？4.举例说明奥氏体形成元素对铁基二元相图的影响规律。
5.举例说明铁素体形成元素对铁基二元相图的影响规律。
6.总结奥氏体形成元素对Fe-Fe3C相图的A1、A3、S点、E点的影响规律，并解释为什么高速钢、Cr12型冷模具钢等高合金钢中会出现莱氏体？7.总结铁素体形成元素对Fe-Fe3C相图的A1、A3、S点、E点的影响规律，并解释为什么3 Cr2 W8 V钢实际上是过共析钢？8.解释下列现象：（1）在相同含碳量的情况下，大多数合金钢的热处理加热温度比碳钢高；（2）在相同含碳量的情况下，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；（3）高速钢在热轧或热锻后，经空冷或马氏体组织。
9. 从电子结构或原子相对尺寸大小特点归纳过渡族金属在钢中形成碳化物的规律，包括碳化物的稳定性、点阵结构的复杂性和多样性。
（联系以下提供的部分元素周期表进行归纳）10.哪类合金元素可以溶入渗碳体中？举例说明这些合金元素在渗碳体中溶解度的差别。
11.试以晶界吸附现象的基本规律解释不锈钢的晶间腐蚀、硼提高钢的淬透性和硫、磷、砷锑等引起的回火脆性。
12.强碳化物形成元素、碳、磷对奥氏体晶粒长大分别起何作用以及分别是通过哪种机理起作用的？13.合金马氏体回火时Cr的特殊碳化物的形成是原位形核还是离位形核？而W呢？原位形核与离位形核形成的特殊碳化物的组织有何显著不同？对钢的性能有何影响？14.联系“25Si2Mn2CrNiMoV钢淬火后强度大大提高”的事实，论述低碳马氏体钢的合金化与强化设计的主要思路。
15.联系“25Si2Mn2CrNiMoV钢淬火+低温回火后获得高的强韧性”的事实，论述低碳马氏体钢的成分设计与韧化设计的主要思路。
16.什么叫热轧正火态？为什么工程结构钢一般不进行淬火强化而使用热轧正火态？17.简述工程结构钢的性能要求、成分、热处理与使用组织、合金元素的作用、用途等方面的特点。
18.简述普通低合金钢的性能、成分、热处理与使用组织、合金元素的作用、用途及牌号等方面的特点。
19.以18Cr2Ni4W钢为例，简述渗碳钢的性能要求、成分、渗碳后的热处理与使用组织、合金元素的作用、用途等方面的特点。
20.渗碳钢为什么采用低碳？如何保证渗层的韧性？21.以40CrNiMo钢为例，简述调质钢的性能要求、成分、热处理与使用组织、合金元素的作用、用途等方面的特点。
22.调质钢为什么采用中碳？对调质钢来说，为什么“高的淬透性”与“优良的综合机械性能”往往是一致的？23.调质钢高温回火时常出现的问题是什么？如何克服？24.就工程构件和调质件的性能要求，说明合金调质钢与普通低合金钢在成分上的差别。
25.合金调质钢和合金渗碳钢在合金化的思路上有何异同点？它们在获得良好综合性能上采取何不同途径？26.高合金超高强度钢（马氏体时效钢）如何解决超高强度与优越韧性相结合的？（从成分、热处理与组织方面解释）27.18%Ni型马氏体时效钢含有0.03%C、18% Ni 、9% Co 、4% Mo 、0.15% Ti。
试分析加入这些合金元素的成分设计思路。
28.以60Si2Mn钢为例，简述弹簧钢的性能要求、成分、热处理与使用组织、合金元素的作用、用途等方面的特点。
29.为提高弹簧的疲劳寿命可采用哪些措施？30.为什么大尺寸的弹簧钢热成型后要采用淬火+中温回火，而小尺寸的弹簧钢冷成型后只需简单的去应力回火？31.简述滚动轴承钢的性能要求、成分、热处理与使用组织等方面的特点。
32.滚动轴承钢中的非金属夹杂和碳化物不均匀分布严重影响其使用寿命。
如何从这两方面改进，从而提高滚动轴承钢的使用寿命？33.刃具钢有何主要性能要求？比较碳素工具钢、低合金刃具钢、高速钢的性能差别。
34.从T9钢和9SiCr钢的成分差别，说明它们的热处理、使用性能和应用的不同。
9SiCr钢制板牙应如何进行预备热处理和最终热处理？试分析热处理工艺。
35.分析比较T9碳素工具钢与9 SiCr合金工具钢：36.为什么9 SiCr钢的热处理加热温度比T9钢的高？37.直径为30-40mm的9 SiCr钢在油中冷却能淬透，而相同尺寸的T9钢却不能淬透？38.9 SiCr钢制刀具刃部在250℃条件下工作，硬度仍不低于HRC60，尚可维持正常工作，而T9钢制刀具刃部受热到相同温度时，硬度以及耐磨性已迅速下降，以致失效？39.为什么9SiCr钢较适合于制造硬度高、变形较小、耐磨性较好的圆板牙、丝锥等薄刃刀具？40.根据高速钢的物理冶金原理，分析碳和合金元素W、Cr、V在高速钢中的作用规律。
41.为什么高速钢刀具具有高的红硬性？42.分析高速钢W18Cr4V采用1280℃淬火+560℃1 h 回火三次的工艺原理。
是否可用560℃3h回火一次代替560℃1 h回火三次？为什么？43.高速钢W18Cr4V铸态组织中莱氏体的形貌有何显著特征？画出其组织示意图，并说明其相组成。
44.什么叫高速钢的萘状断口？画出其组织示意图。
它是怎麽形成的以及对高速钢性能有何不利影响？如何克服？45.冷模具钢的性能要求与一般刃具钢有何差别？为什么尺寸较大、重载、高精度、高耐磨的冷模具不宜使用9SiCr、CrWMn等一般低合金冷模具钢而常用Cr12型高合金冷模具钢制造？46.分析Cr12型高合金冷模具钢一次硬化法和二次硬化法的热处理工艺、适用场合。
47.指出热模具钢与一般工具钢的性能要求、含碳量、最终热处理和使用组织的差别，并说明原因。
48.何谓热模具的热疲劳？热模具热疲劳后有何特征？可采取哪些措施来提高热模具钢的抗热疲劳性能？49.试分析结构钢、工具钢和不锈钢使用性能中的主要矛盾，讨论它们成分设计的主要差别。
50.硬质合金有哪几类？牌号如何？其性能及应用特点是什么钢结硬质合金的成分性能及应用特点又是什么？51.分别叙述Cr、Ni、Ti在不锈钢中如何起到耐电化腐蚀的作用。
52.简述Cr13型不锈钢的成分、最终热处理与使用组织、性能、用途等方面的特点。
53.分析碳在不锈钢中对力学性能和化学性能影响的双重性。
要解决这一矛盾可采取哪些技术措施？54.按主要合金元素种类分类，不锈钢可分为哪几类？其用途如何？55.按金相组织分类，不锈钢可分为哪几类？其性能有何差别？56.对比铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的抗应力腐蚀、晶间腐蚀方面的特点，并分析原因。
57.为提高抗晶间腐蚀能力，常对含Ti、Nb的18-8型奥氏体不锈钢进行何种热处理？其大致工艺如何？在这种热处理中Ti、Nb起到何作用？58.为什么铁在570℃以上抗氧化性能很差？论述提高钢铁材料高温抗氧化性能的途径。
59.高温强度和常温强度有何显著不同？论述提高热强性的途径。
60.抗氧化钢按组织分为哪几类？各类的性能、使用温度如何？61.热强钢按组织分为哪几类？各类的性能、使用温度如何？62.珠光体热强钢使用中常出现的组织问题是什么？如何防止或改善？63.以12CrMoV钢为例说明珠光体热强钢为了提高组织稳定性和热强性的成分设计原则。
64.按强化方式的不同奥氏体型热强钢分为哪几类？各类的热处理有何不同？65.牌号判别。
下列各牌号分别是何材料（尽可能详细）？并指出牌号中各符号的意义：20CrMnTi W6Mo5Cr4V2 38CrMoAl 9Cr18 2Cr13 18Cr2Ni4W GCr15 ZGMn13Q275 T10 20Cr 16Mn 5CrMnMo 65Mn 18-4-1 CrWMn 12CrMoV B3HT200 KT300-6 QT600-266.钢号判别。
下列各钢号按用途分类分别是何类钢（尽可能详细）？并指出钢号中各符号的意义：A3 Q275 AJ4F T10 16Mn 40Cr 20CrMnTi 55Si2Mn 40CrNiMo 38CrMoAl 12CrMoV Cr12 2Cr13 W6Mo5Cr4V2 5CrMnMo 65Mn 30CrMnSi 9Cr18 4Cr9Si2 20Cr T8A 18Cr2Ni4W GCr15 0Cr18Ni9Ti 45 ZGMn13 18-4-1 CrWMn 3Cr2W8V Cr12MoV铸铁一名词解释（灰口铸铁的）孕育处理（灰口铸铁的）球化处理孕育剂球化剂蠕化剂碳当量共晶度二问答题1.与钢相比，灰口铸铁的成分、性能、组织有何特点？2.简述普通灰口铸铁的牌号、成分、组织、性能、用途等方面的特点。
3.简述可锻铸铁的牌号、成分、组织、性能、用途等方面的特点。
4.简述球墨铸铁的牌号、成分、组织、性能、用途等方面的特点。
5.比较普通灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁的碳当量设计差别，说明原因。
6.灰口铸铁中石墨的形态有哪几种？能通过热处理加以改变吗？为什么？7.默画Fe-G相图，分析碳当量为4.3%的铁碳合金的平衡结晶过程。
8.什么是灰口铸铁石墨化过程的第一阶段、第二阶段？分别写出它们的反应表达式。
若某铁碳合金冷却时第一阶段完全石墨化、第二阶段部分石墨化，则常温下获得何组织？9.哪些因素影响灰口铸铁的石墨化过程？归纳其影响规律。
10.论述使灰口铸铁中片状石墨细化的孕育机理。
11.论述球墨铸铁的石墨球化机理。
12.一颗石墨球是单晶体还是多晶体？试以螺旋位错长大机制阐述球状石墨的生长过程。
13.热处理可以改变灰口铸铁的基体组织，但为什么普通灰口铸铁通常只进行简单的去应力退火，而球墨铸铁却可以像钢那样进行各种热处理？14.试述球墨铸铁经完全奥氏体化正火后F（牛眼状）+P+G的组织形成过程。
15.解释下列现象：1）灰铸铁薄壁处易出现白口组织；2）以灰铸铁铸造的床身进行切削加工后，发现床身发生了不允许的变形；3）球墨铸铁生产过程中含硫量控制要比灰铸铁的严；4）同一炉次同一铁水包的球墨铸铁浇注的铸件，先浇注的比后浇注的性能好。