材料作业

第一部分习题与思考题

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—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。并指出屈服强度的确定方法。

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）锉刀（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、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？

第二部分习题与思考题

1. 解释下列名词的函义：

晶体，非晶体；晶格，晶胞；晶格常数，致密度；晶面指数，晶向指数；晶体的各向异性；点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，：亚晶界，位错；单晶体，多晶体；固溶体、金属间化合物、固溶强化；结合键。

2. 金属键、离子键、共价键及分子键结合的材料其性能有何特点。

3. 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 ? α-Fe 、δ-Fe 、γ-Fe 、 Cu 、 Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、 Mg 、 Zn 各属何种晶体结构 ?

4. 已知 Fe 的原子直径为 2.54埃，求 Fe 的晶格常数 ? 并计算 1立方毫米 Fe 中的原子数。

5. 标出图中影线所示晶面的晶面指数及 a 、 b 、 c 三晶向的晶向指数。

在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面和晶向间存在着什么关系 ?

6. 画出立方晶格中 (110) 晶面与 (111) 晶面。并画出在晶格中和 (110) 、 (111) ；晶面上原子排列情况完全相同而空间位向不同的几个晶面。

7. 为什幺单晶体具有各向异性 ? 而多晶体在一般情况下不显示各向异性 ?

8. 试比较α-Fe 与γ-Fe 晶格的原子排列紧密程度与溶碳能力。

9. 金属的晶体结构由面心立方转变为体心立方时，其体积变化如何 ? 为什么 ?

10. 实际金属晶体中存在那些晶体缺陷，对性能有什么影响。

11. 简述固溶体和金属间化合物在晶体结构与机械性能方面的区别。

12. 固溶体可分为几种类型 ? 形成固溶对合金有何影响 ?

13. 金属间化合物有几种类型 ? 它们在钢中起什幺作用 ?

14. 高分子化合物在结构上有哪些特点？

15. 陶瓷材料的主要键型有哪些？各有什么特点？

第三部分习题与思考题

1 、解释下列名词的涵义：

过冷度、晶核形核率 (N) 、生长速率 (G) 、凝固、结晶、自由能差 (ΔF) ；变质处理、变质剂；合金、组元、相、相图；机械混合物；枝晶偏析、比重偏析、相组成物、组织组成物；平衡状态、平衡相。

2 、金属结晶的基本规律是什么 ? 晶核的形核率和生长速率受到哪些因素的影响 ?

3 、在铸造生产中，采取哪些措施控制晶粒大小？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。

金属模浇注和砂模浇注；高温浇注与低温浇注；浇注时采用震动与不采用震动。

4 、何谓共晶反应、包晶反应和共析反应 ? 试比较三种反应的异同点。

5 、二元匀晶相图、共晶相图与合金的机械性能、物理性能和工艺性能存在什么关系 ?

6 、为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金 ?

第四部分习题与思考题

1 、解释下列名词：

(1) 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体；

(2) 铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体 (L d 和 L' d ) ；

(3) 热脆与冷脆。

2 、简述 Fe-Fe

3 C 相图中的三个基本反应：包晶反应、共晶反应及共析反应，写出反应式，注出含碳量和温度。

3 、画出 Fe-Fe 3 C 相图，并进行以下分析：

(1) 标注出相图中各区域的组织组成物和相组成物；

(2) 分析 0.4%C 亚共析钢的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量；合金的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量。

4 、现有两种铁碳合金 ( 退火状态 ) ；其中一种合金的显微组织为珠光体占 80% ，铁素体占20% ；另一种合金的显微组织为珠光体占 94% ，二次渗碳体占 6% ，问这两种合金各属于那一类合金 ? 其含碳量各为多少 ?

5 、根据 Fe-Fe 3 C 相图；计算：

(1) 室温下，含碳 0.6% 的钢中铁素体和珠光体各占多少 ?

(2) 室温下，含碳 0.2% 的钢中珠光体和二次渗碳体各占。多少 ?

(3) 铁碳含金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。

6 、现有形状尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们分别为 0.20%C ； 0.4%C ； 1.2%C ；

3.5%C 合金。根据所学知识，可有哪些方法来区别它们 ?

7 、根据 Fe-Fe 3 C 相图，说明产生下列现象的原因：

(1) 含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高；。

(2) 低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差；

(3) 在l100 ℃，含碳 0.4% 的钢能进行锻造，含碳 4.0% 的生铁不能锻造；

(4) 钢锭在 950 ～1100 ℃正常温度下轧制，有时会造成锭坯开裂；

(5) 一般要把钢材加热到高温 ( 约 1000 ～1250 ℃ ) 下进行热轧或锻造；

(6) 钢铆钉一般用低碳钢制成；

(7) 绑扎物件一般用铁丝 ( 镀锌低碳钢丝 ) ，而起重机吊重物却用 60 、 65 、 70 、 75 等钢制成的钢丝绳；

(8) 钳工锯 T8 、 T10 、 T12 等钢料时比锯 10 、 20 钢费力，锯条易磨钝；

(9) 钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。

8 、钢中常存的杂质元素有哪些，对钢的性能有何影响？

9 、在平衡条件下， 45 钢、 T 8 钢和 T12 钢的强度、硬度、塑性和韧性哪个大，哪个小，变化规律是什么，原因何在？

第五部分习题与思考题

1 、解释下列名词：

(1) 滑移与孪生； (2) 再结晶、二次再结晶与再结晶温度； (3) 热加工与冷加工；（ 4 ）加工硬化；（ 5 ）回复；（ 6 ）再结晶；（ 7 ）织构；