山大网络教育工程材料试题C

工程材料（C）

一、填空题

1．按照溶质原子在溶剂中的位置不同，固溶体分为和。2．工程材料中金属材料主要是金属键结合，陶瓷材料主要是键和键结合，高分子材料主要是键和键结合。

3．晶体中的点缺陷有、，而线缺陷则有和。

4．区分冷热加工的条件是，热加工可以减少金属件的、、、等缺陷，因而可以明显提高金属的力学性能。5．碳钢指含碳量的铁碳合金，铸铁的含碳量，其碳是以形式存在。

6．退火的目的是，淬火的目的是，而回火的目的是

和。

7．强碳化物形成元素(如Cr) 碳化物的扩散，是奥氏体区的元素，在热强钢中能有效地碳化物的分解，在较高温度下保持钢的强度。

8．按组织结构分，耐蚀高合金钢分为：、、和。9．工程材料的主要失效形式有：、、、。10．按晶体结构分类，钛合金可以分为、和三类。

二、判断题

1．车床床身机件可选用HT200材料制作。（）2．制作弹簧的最终热处理工序为调质。（）3．优质碳素结构钢一般都要经过热处理后使用，所以其牌号反映出化学成分。（）4．碳素工具钢含碳量高，硬度高耐磨，所以使用前可不进行热处理。（）5．热塑性弹性体与热塑性塑料的主要差异在于具有像橡胶一样的高弹性。（）6．n/8定律是指耐蚀高合金钢中铬、镍等较贵重合金元素每升高1/8原子浓度，它的性质将有一个跃升，并且原因是：耐晶间腐蚀性，晶界结合强度提高。（）7．防止过程装备发生脆性断裂的首要措施是合理选材，尤其是要有足够低的韧脆转变温度等。（）8．脆性断裂的显著特征是塑性变形大、断口灰暗、成纤维状、微观上多为韧窝断裂。

（）9．冲击功是对材料断裂时吸收能量的度量。（）10．高分子材料的改性就是设法改变原有的材料的化学组成与结构，改善或提高其性能。

（）

三、解词

1．韧性断裂

2．沸腾钢

3．细晶强化

4．高分子合金

四、分析题

1．在铁-渗碳体状态图上标注A1、A c1、A r1、A3、A c3、A r3、A cm、A ccm、A rcm线，并标注出完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、正火在图中的位置。并简单说明这些热处理的原理。

2．与冷加工相比，热加工给金属件带来的益处有哪些？

3．指出06Cr18Ni10各符号的含义，及该钢种的主要性能和用途。

4．比较轴类零件、滚动轴承、弹簧零部件的主要工作条件，给出各种零部件对材料力学、物理化学性能的要求。

工程材料（C）参考答案

一、填空题

1．间隙固溶体和置换固溶体

2．离子键、共价键、共价键、范德华键（或分子键）

3．间隙原子、空穴、刃型位错、螺旋位错

4．再结晶温度，疏松、气孔、裂纹（或者偏析、改善杂质分布）

5．0.02~2.14（或2.11）%、>2%、石墨

6．获得完全重结晶、细化晶粒、充分扩散、降低硬度、消除残余应力等（至少三项以上）；

获得马氏体组织，提高材料强度和硬度；消除内应力、改善组织

7．阻碍、缩小；珠光体、防止

8．铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢（至少四项）

9．变形失效、断裂失效、表面损伤失效、失稳失效

10．α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金

二、选择题

1．√； 2．×；3．√；4．×；5．√；6．×；7．√；8．×；9．√；

10．√；

三、解词

1．韧性断裂

答：材料在断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂。

2．沸腾钢

答：在炼钢时仅使用Mn脱氧的钢，含氧量高，钢液凝固时碳和氧反应生成大量一氧化碳析出，钢液出现沸腾现象，因此得名。

3．细晶强化

答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。用细化晶粒来提高金属强度的方法称为细晶强化。

4．高分子合金

答：是指将两种或两种以上聚合物通过物理或化学的方法混合而形成的宏观上均匀、连续多组分聚合物，由于这种聚合物共混物的结构和性能特征很像金属合金，所以称为高分子合金。

四、分析题

1．在铁-渗碳体状态图上标注A 1、A c1、A r1、A 3、A c3、A r3、A cm 、A ccm 、A rcm 线，并标注出完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、正火在图中的位置。并简单说明这些热处理的目的。

答：标注如图所示：

完全退火——完全重结晶，细化晶粒，降低硬度。

等温退火——升温到奥氏体区，快速冷却至珠光体区，保温一段时间，使奥氏体转变成为珠光体，目的同完全退火，便于控制。

球化退火——使二次渗碳体和珠光体中的渗碳体球化，降低硬度，改善切削性能，为淬火准备。

扩散退火——使碳和合金元素充分扩散，消除偏析，减少钢锭、铸件和锻件中的组织不均匀性。

正火——升温至奥氏体区，较快速度冷却，得索氏体组织，强度和硬度略有提高。 去应力退火——用于消除材料中的残余应力，恢复材料的综合性能。

2．与冷加工相比，热加工给金属件带来的益处有哪些？

答：在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热变形。金属（1）通过热加工，可使铸态金属A ccm A c3

A c1

A rcm A r1 A r3 A cm A 1

A 3 正火

扩散退火 球化退火 等温退火

完全退火

去应力退火

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。

3．指出06Cr18Ni10各符号的含义，及该钢种的主要性能和用途。

答：06表示钢材中的平均碳含量大约为在0.06%，Cr18 表示平均Cr含量为18%，Ni10表示平均Ni含量为10%。

该材料具有优良的耐蚀性能、高低温强度及很高的韧性和优良的加工性能，为化学工业用的良好耐蚀材料。

4．比较轴类零件、滚动轴承、弹簧零部件的主要工作条件，给出各种零部件对材料力学、物理化学性能的要求。

答：轴类零件在机器中的作用是支持回转件并传递运动和动力。将会承受各种类型的载荷，如扭转、弯曲、拉伸、压缩及复合载荷，交变载荷，一定程度的冲击载荷，摩擦磨损等。

轴类零件对材料性能的要求有①高的强度，足够的刚度及良好的任性，以防止断裂及过量变形；②高的疲劳极限，防止疲劳断裂；③有相对摩擦的部位如轴颈等处，要有较高的硬度和耐磨性。

滚动轴承在工作时，其滚动体及内外套圈均受到周期性交变载荷的作用，承受高达3000～5000MPa的高频交变接触压应力及很大的摩擦力，还会受环境介质的侵蚀。

滚动轴承对材料性能的要求，①高的强度，尤其是高的接触疲劳强度；②高而均匀的硬度和耐磨性；③适当的韧性和一定的抗蚀能力。

弹簧的作用是利用弹性变形吸收能量以缓和振动与冲击。弹簧主要承受扭矩、冲击和振动载荷、交变载荷等。

弹簧对材料性能的要求①高的弹性极限、屈服强度和高的屈强比，以保证弹簧有足够高的弹性变形能力，并能承受较高的外载荷。②高的疲劳强度，以保证弹簧在长期的振动和交变应力作用下不产生疲劳破坏。③为满足绕卷成形的需要和可能承受冲击载荷，钢材应具有足够的塑性和韧性。④在高温及腐蚀性条件下的弹簧所用钢材应具有良好的耐热和抗蚀性。