第一章
6、实际金属晶体中存在哪些缺陷？它们对性能有什么影响？
答：点缺陷：空位、间隙原子、异类原子。点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生变化。
线缺陷：位错。位错的存在极大地影响金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含极少量位错时，金属的屈服强度σs很高，当含有一定量的位错时，强度降低。当进行形变加工时，为错密度增加，σs将会增高。
面缺陷：晶界、亚晶界。亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。亚晶界是晶粒内的一种面缺陷。
在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上，原子的排列偏离平衡位置，晶格畸变较大，位错密度较大（可达1016m-2以上）。原子处于较高的能量状态，原子的活性较大，所以对金属中的许多过程的进行，具有极为重要的作用。晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。
8、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？
答：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。
固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。
9、间隔固溶体和间隔相有什么不同？
答：合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。
第二章
1、金属结晶的条件和动力是什么?
答：液态金属结晶的条件是金属必须过冷，要有一定的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在的自由能差(ΔF)。
2、金属结晶的基本规律是什么?
答：液态金属结晶是由生核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。液态金属结晶时，首先在液体中形成一些极微小的晶体(称为晶核)，然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大的同时，又出现新的品核并逐渐长大，直至液体金属消失。
3、在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒、提高金属材料使用性能的措施有哪些？
答：（1）提高液态金属的冷却速度，增大金属的过冷度。（2）进行变质处理。在液态金属中加入孕育剂或变质剂，增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大，以细化晶粒和改善组织。（3）在金属结晶的过程中采用机械振动、超声波振动等方法。（4）电磁搅拌。将正在结晶的金属置于一个交变的电磁场中，由于电磁感应现象，液态金属会翻滚起来，冲断正在结晶的树枝状晶体的晶枝，增加了结晶的核心，从而可细化晶粒。
4、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小。
（1）金属模浇注与砂模浇注；（2）变质处理与不变质处理；（3）铸成薄件与铸成厚件；（4）浇注时采用震动与不采用震动。
答：（1）金属模浇注比砂模浇注，铸件晶粒小；（2）变质处理比不变质处理，铸件晶粒小；（3）铸成薄件比铸成厚件，铸件晶粒小；（4）浇注时采用震动比不采用震动，铸件晶粒小。
5、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区?
答：柱状是由外往里顺序结晶的，品质较致密。但柱状品的接触面由于常有非金属夹杂或低熔点杂质而为弱面，在热轧、锻造时容易开裂，所以对于熔点高和杂质多的金届，例如铁、镍及其合金，不希望生成柱状晶。
6、将20kg纯铜与30 kg纯镍熔化后慢冷至如图l—6温度T1，求此时：①两相的化学成分；
②两相的质量比；③各相的质量分数；④各相的质量。
解：①两相的化学成分L相成分：ω(Ni)；50％ω(Cu)＝50％
②两相质量比：合金成分：ω(Ni)=80% ω(Cu)=20%
二相的质量比：Qα/Qβ=(60-50)/(80-60)=0.5
③各相的质量分数
二相的质量分数：ω（α）=（60-50）/（80-50）=33.3%
ω（L）=1-33.3%=66.7%
④各相的质量。
二相质量：Qα＝(20十30)×33.3％＝16.65(kg)
Q L＝50一16.65＝33.35(kg)
7、求碳质量分数为3.5％的质量为10kg的铁碳合金从液态缓慢冷却到共晶温度(但尚未发生共晶反应)时所剩下的液体的碳质量分数及液体的质量。
解：L中的碳质量分数：w(C)＝4.3％
L中的质量分数: w (L)=(3.5-2.11)/(4.3-2.11)=63.5％
L的质量：Q L＝10×63.5％＝6.35(kg)
8、比较退火状态下的45钢、T8钢、T12钢的硬度、强度和塑性的高低，简述原因。
答：硬度：45钢最低，T8钢较高，T12钢最高。因为退火状态下的45钢组织是铁素体+珠光体，T8钢组织是珠光体，T12钢组织是珠光体+二次渗碳体。因为铁素体硬度低，因此45钢硬度最低。因为二次渗碳体硬度高，因此T12钢硬度最高。
强度：因为铁素体强度低，因此45钢强度最低。T8钢组织是珠光体，强度最高。T12钢中含有脆性的网状二次渗碳体，隔断了珠光体之间的结合，所以T12钢的强度比T8钢要低。但T12钢中网状二次渗碳体不多，强度降低不大，因此T12钢的强度比45钢强度要高。
塑性：因为铁素体塑性好，因此45钢塑性最好。T12钢中含有脆性的网状二次渗碳体，因此T12钢塑性最差。T8钢无二次渗碳体，所以T8钢塑性较高。
9、同样形状的两块铁碳合金，其中一块石退火状态的15钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？
答：因为退火状态的15钢硬度很低，白口铸铁硬度很高。因此可以用下列方法迅速区分：（1）两块材料互相敲打一下，有印痕的是退火状态的15钢，没有印痕的是白口铸铁。
（2）用锉刀锉两块材料，容易锉掉的是退火状态的15钢，不容易锉掉的是白口铸铁。（3）用硬度计测试，硬度低的是退火状态的15钢，硬度高的是白口铸铁。
10、为什么碳钢进行热锻、热轧时都要加热到奥氏体区？
答：因为奥氏体是面心立方晶格，其滑移变形能力大，钢处于奥氏体状态时强度较低，塑性较好，因此锻造或轧制选在单相奥氏体区内进行。
11、下列零件或工具用何种碳钢制造：手锯钢条、普通螺钉、车床主轴。
答：手锯锯条用T10钢制造。普通螺钉用Q195钢、Q215钢制造。车床主轴用45钢制造。
12、为什么细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？
答：多晶体中，由于晶界上原子排列不很规则，阻碍位错的运动，使变形抗力增大。金属晶粒越细，晶界越多，变形抗力越大，金属的强度就越大。
多晶体中每个晶粒位向不一致。一些晶粒的滑移面和滑移方向接近于最大切应力方向（称晶粒处于软位向），另一些晶粒的滑移面和滑移方向与最大切应力方向相差较大（称晶粒处于硬位向）。在发生滑移时，软位向晶粒先开始。当位错在晶界受阻逐渐堆积时，其他晶粒发生滑移。因此多晶体变形时晶粒分批地逐步地变形，变形分散在材料各处。晶粒越细，金属的变形越分散，减少了应力集中，推迟裂纹的形成和发展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形，从而使金属的塑性提高。
由于细晶粒金属的强度较高、塑性较好，所以断裂时需要消耗较大的功，因而韧性也较好。因此细晶强化是金属的一种很重要的强韧化手段。
13、与单晶体的塑性变形相比较，说明多晶体塑性变形的特点。
答：①多晶体中，由于晶界上原子排列不很规则，阻碍位错的运动，使变形抗力增大。金属晶粒越细，品界越多，变形抗力越大，金属的强度就越大。
②多晶体中每个晶粒位向不一致。一些晶粒的滑移面和滑移方向接近于最大切应力方向(称晶粒处于软位向)，另一些晶粒的滑移面和滑移方向与最大切应力方向相差较大(称晶粒处于硬位向)。在发生滑移时，软位向晶粒先开始。当位错在晶界受阻逐渐堆积时，其他晶粒发生滑移。因此多晶体变形时晶粒分批地逐步地变形，变形分散在材料各处。晶粒越细，金属的变形越分散，减少了应力集中，推迟裂纹的形成和发展，使金属在断裂之前可发生较大的塑性变形，因此使金属的塑性提高。
14、金属塑性变形后组织和性能会有什么变化?
答：金属发生塑性变形后，晶粒发生变形，沿形变方向被拉长或压扁。当变形量很大时，晶粒变成细条状(拉伸时)，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织。金属经大的塑性变形时，由于位错的密度增大和发生交互作用，大量位错堆积在局部地区，并相互缠结，形成不均匀的分布，使晶粒分化成许多位向略有不同的小晶块，而在晶粒内产生亚晶粒。金属塑性变形到很大程度(70％以上)时，由于晶粒发生转动，使备品粒的位向趋近于一致，形成特殊的择优取向，这种有序化的结构叫做形变织构。
金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高。塑性和韧性明显下降。这种现象称为加工硬化，也叫形变强化。另外，由于纤维组织和形变织构的形成，使金属的性能产生各向异性。
15、在图1—7所示的晶面、晶向中，哪些是滑移面?哪些是滑移方向?图中情况能否构成滑移系?
答：(a)FCC：(101) 晶面不是滑移面，[110]晶向是滑移方向，但两者不能构成滑移系。
(b)FCC：(111)晶面是滑移面，其上的[110]晶向也是滑移方向，两者能构成滑移系。
(c)BCC：(111)晶面不是滑移面，其上的[101]晶向不是滑移方向，两者不能构成滑移系。
(d)BCC：(110)晶面是滑移面，晶向也是滑移方向，但不在(110)晶面上，故两者不能构成滑移系。
16、用低碳钢钢板冷冲压成形的零件，冲压后发现各部位的硬度不同，为什么?
答：主要是由于冷冲压成形时，钢板形成零件的不同部位所需发生的塑性变形量不同，因而加工硬化程度不同所造成。
17、已知金属钨、铅的熔点分别为3380℃和327℃，试计算它们的最低再结晶温度，并分析钨在9000C加丁、铅在室温加丁时各为何种加工?
答：金属的最低再结晶温度为：T再＝(0.35～0.4)T熔点
对金属钨：T熔点＝273十3380＝3653K
T再＝(0.35～0.4)T熔点＝l 279～146l K＝1006～l188℃
在900℃对金属钨进行加工，略低于其最低再结晶温度，应属冷加工。
对金属铅：T熔点＝273十327＝600 K
T再＝(0.35～0.4)T熔点＝210～240 K＝－63～－33℃
在室温(如23℃)对金属铅进行加工，明显高于其最低再结晶温度的上限－33℃，应属热加工。
18、何谓临界变形度?分析造成临界变形度的原因。
答：塑性变形后的金属再进行加热发生再结晶，再结晶后晶粒大小与预先变形度有关。使品粒发生异常长大的预先变形度称做临界变形度。金属变形度很小时，因不足以引起再结晶，晶粒不变。当变形度达到2％～10％时，金属中少数晶粒变形，变形分布很不均匀，所以再结晶时生成的晶核少，晶粒大小相差极大，非常有利于晶粒发生吞并过程而很快长大，结果得到极粗大的晶粒。
19、在制造齿轮时，有时采用喷丸处理(将金属丸喷射到零件表面上)，使齿面得以强化。试分析强化原因。
答：喷丸处理时，大量的微细金属丸被喷射到零件表面上，使零件表层发生一定的塑性变形，因而对零件表面产生了加工硬化效应，同时也在表面形成残余压应力，有助于提高零件的疲劳强度。
20、再结晶和重结晶有何不同？
答：再结晶是指冷变形（冷加工）的金属加热到最低再结晶温度以上，通过原子扩散，使被拉长（或压扁）、破碎的晶粒通过重新形核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶，同时消除加工硬化现象，使金属的强度和硬度、塑性和韧性恢复至变形前的水平。对钢而言，再结晶温度低于共析温度727℃，因此不会发生晶体结构类型的转变。
有些金属在固态下，存在两种或两种以上的晶格形式，如铁、钴、钛等。这类金属在冷却或加热过程中，其晶格形式会发生变化。金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种晶格的现象，称为同素异构转变，也叫做重结晶。重结晶也是一个通过原子扩散进行的形核、长大过程，但同时发生晶格结构类型的转变。
21、热轧空冷的45钢钢材在重新加热到超过临界点后再空冷下来时，组织为什么能细化?答：热轧空冷的45钢在室温时组织为铁素体十索氏体。重新加热到临界点以上，组织转变为奥氏体。奥氏体在铁素体和渗碳体的界面处形核。由于索氏体中铁素体、渗碳体的层片细、薄，因此奥氏体形核数目多，奥氏体晶粒细小。奥氏体再空冷下来时，细小的奥氏体晶粒通过重结晶又转变成铁素体十索氏体，此时的组织就比热轧空冷的45钢组织细，达到细化和均匀组织的目的。
23、试述马氏体转变的基本特点。
答：过冷A转变为马氏体是低温转变过程，转变温度在M S～M f，之间，其基本特点如下：（1）过冷A转变为马氏体是一种非扩散型转变。铁和碳原子都不进行扩散。马氏体就是碳α-Fe中的过饱和固溶体。过饱和碳使α-Fe的晶格发生很大畸变，产生很强的固溶强化。（2）马氏体的形成速度很快。奥氏体冷却到M S以下后，无孕育期，瞬时转变为马氏体。（3）马氏体转变是不彻底的。总要残留少量奥氏体。奥氏体中的碳质量分数越高，则M S、M f和越低，残余A质量分数越高。M S、M f越低，残余A质量分数越高。
（4）马氏体形成时体积膨胀，在钢中造成很大的内应力，严重时导致开裂。
24、试比较索氏体和回火索氏体、马氏体和回火马氏体之间的形成条件、组织形态与性能上的主要区别。
答：索氏体是钢的过冷奥氏体在高温转变温度(620℃左右)等温转变或在正火条件下形成的主要组织。索氏体为层片状组织，即片状渗碳体平行分布在铁素体基体上。回火索氏体是钢经调质处理(淬火+高温回火)后形成的，淬火马氏体在高温回火条件下过饱和的碳原子全部脱溶析出为粒状渗碳体、自身转变为铁索体，即回火索氏体是细小的粒状渗碳体弥散的分布在铁素体基体上。由于粒状渗碳体比片状渗碳体对于阻止断裂过程的发展有利，所以在碳及合金元素质量分数相同时，索氏体和回火索氏体两者硬度相近，但是回火索氏体的强度、韧性、塑性要好得多。
马氏体是钢淬火后的主要组织，低碳马氏体为板条状、高碳马氏体为针状。马氏体存在有内应力，容易产生变形和开裂。马氏体是不稳定的，在工作中会发生分解，导致零件尺寸发生变化。高碳马氏体硬而脆，韧性很低。回火马氏体是淬火马氏体经低温回火形成的。回火马氏体由极细的ε碳化物和低过饱和度的α固溶体组成，低碳回火马氏体是暗板条状，高碳回火马氏体是黑针状。回火马氏体和马氏体相比，内应力小、韧性提高，同时保持了马氏体的高硬度和高耐磨性。
25、马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？为什么高碳马氏体的脆性大？
答：马氏体的本质：马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
由于过饱和的间隙碳原子造成晶格的严重畸变，形成强烈的应力场并与位错发生强烈的交互
作用产生固溶强化。马氏体转变时在晶体内造成晶格缺陷密度很高的亚结构（板条状马氏体的高密度位错，片状马氏体的微细孪晶）阻碍位错运动，提高了马氏体的硬度（马氏体相变强化）。马氏体形成后，碳及合金元素向位错或其他缺陷扩散偏聚析出，钉扎位错，使位错难以运动（马氏体时效强化）。因此马氏体的硬度很高。
高碳马氏体由于碳的过饱和度大，晶格严重畸变，淬火应力大，同时存在孪晶结构和高密度显微裂纹，所以脆性大，塑性、韧性极差。
26、为什么钢件淬火后一般不直接使用。需要进行回火?
答：钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的组织和性能，必须将其加热到Acl以下的某一温度，保温一定时间进行回火处理。这是因为：第一，淬火后得到的是性能很脆的马氏体组织，并存在内应力，容易产生变形和开裂；第二，淬火马氏体和残余奥氏体都是不稳定组织，在工作中会发生分解，会导致零件尺寸的变化，而这对精密零件是不允许；第三，为了获得要求的强度、硬度、塑性和韧性，以满足零件的使用要求。
27、直径为6mm的共析钢小试样加热到相变点Al以上
30℃，用图1—9所示的冷却曲线进行冷却，试分析所
得到的组织，说明各属于什么热处理方法。
答：a：马氏体十残余奥氏体，单介质淬火(水冷)。
b：马氏体十残余奥氏体，分级淬火。
c：屈氏体十马氏体十残余奥氏体，单介质淬火(油
冷)。
d：下贝氏体，等温淬火。
e：索氏体，正火。
f：珠光体，退火。
g：珠光体，等温退火。
28、调质处理后的40钢齿轮，经高频感应加热后的温度分布如图1-10所示。试分析高频感应加热水淬后，轮齿由表面到中心各区(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)的组织。
答：加热到Ⅲ区的部分，加热温度丁低于相变临界点
温度Ac1，不发生相变。水冷后40钢齿轮仍保持调质
处理后的铁素体基体十粒状渗碳体(回火索氏体)组
织，但是高于原调质处理的回火温度的部分中，粒状
渗碳体变得较粗大。加热到Ⅲ区的部分组织为：回火
索氏体。
加热到Ⅱ区的部分，加热温度为人A c3＞T＞Ac1
“出现了部分奥氏体，所以加热时Ⅱ区部分的组织
为：铁素体十奥氏体。水冷后Ⅱ区部分的组织为：铁
素体+马氏体。
加热到I 区的部分，加热温度T＞Ac3，已经完
全奥氏体化，所以加热时I区部分的组织为：奥氏体。
水冷后I 区部分的组织为：马氏体。
29、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。
⑴经冷轧后的钢板，要求降低硬度；⑵ ZG35的铸造齿轮；⑶改善T12钢的切削加工性能。
答：⑴再结晶退火。退火目的：消除加工硬化现象，恢复钢板的韧性和塑性。再经晶退火后的组织：生成与钢板冷轧前晶格类型相同的细小、等轴晶。冷轧钢板一般为低碳钢，再结晶退火后的组织为铁素体+珠光体。
⑵完全退火。退火目的：通过完全重结晶，使铸造过程中生成的粗大、不均匀的组织细化，消除魏氏组织，以提高性能，同时消除内应力。退火后的组织：铁素体+珠光体。
⑶球化退火。退火目的：使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削加工性能，并为以后的淬火做组织准备。退火后的组织：球化体（铁素体基体+球状渗碳体）。
30、说明直径为6mm的45钢退火试样分别经下列温度加热：700℃、760℃、840℃、1100℃，保温后在水中冷却得到的室温组织。
答：加热到1100℃保温后水冷的组织：粗大马氏体；
加热到840℃保温后水冷的组织：细小马氏体；
加热到760℃保温后水冷的组织：铁素体十马氏体；
加热到700℃保温后水冷的组织：铁素体十珠光体。
31、两个碳质量分数为1.2% 的碳钢薄试样，分别加热到780℃和900℃，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却到室温。试分析：
（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？
（2）哪个温度加热淬火后马氏体中碳质量分数较少？
（3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体量较多？
（4）哪个温度加热淬火后未溶碳化物量较多？
答：（1）加热温度高者奥氏体粗大，粗大奥氏体冷却后转变组织也粗大，因此加热到900℃的试样淬火后马氏体晶粒较粗大。
（2）将试样加热到900℃时，其组织为单相奥氏体，奥氏体中的碳质量分数为1.2%。将试样加热到780℃时，其组织为奥氏体+渗碳体，由于有渗碳体，即一部分碳存在于渗碳体中，奥氏体中的碳质量分数必然降低（奥氏体中的碳质量分数可用铁碳相图确定：约为0.95% ），因此加热到780℃时的试样淬火后马氏体中的碳质量分数较少。
（3）奥氏体中碳质量分数越高，淬火后残余奥氏体量越多，因此加热到900℃的试样淬火后残余奥氏体量较多。
（4）将试样加热到900℃时，其组织为单相奥氏体，淬火后组织为马氏体+残余奥氏体。将试样加热到780℃时，其组织为奥氏体+渗碳体，淬火后组织为马氏体+渗碳体+残余奥氏体。故加热到780℃的试样淬火后未溶碳化物量较多。
32、指出下列工件的淬火温度及回火温度，并说明回火后获得的组织。
（1）45钢小轴（要求综合性能好）；（2）60钢弹簧；（3）T12钢锉刀
答：（1）45钢小轴经调质处理，综合性能好，其淬火温度为830～840℃（水冷），回火温度为580～600℃。回火后获得的组织为回火索氏体。
（2）60钢弹簧的淬火温度为840℃（油冷）回火温度为480℃。回火后获得的组织为回火屈氏体。
（3）T12钢锉刀的淬火温度为770～780℃（水冷），回火温度为160～180℃，回火后获得的组织为回火马氏体+二次渗碳体+残余奥氏体。
33、两根45钢制造的轴，直径分别为l0 mm和100 mm，在水中淬火后，横截面上的组织和
硬度是如何分布的?
答：45钢制造的轴，直径为10 mm时可认为基本淬透，横截面上外层为马氏体，中心为半马氏体(还有屈氏体十上贝氏体)。硬度基本均匀分布。直径为100 mm时，轴表面冷速大，越靠近中心冷速越小。横截面上外层为马氏体，靠近外层为油淬火组织：马氏体十屈氏体十上贝氏体，中心广大区域为正火组织：索氏体。硬度不均匀，表面硬度高，越靠近中心硬度越低。
34、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用45钢，硬度要求220～250HB，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲、乙两厂的组织和性能差别。
答：选用45钢生产同一种零件，甲厂采用正火，其组织为铁素体+索氏体。乙厂采用调质处理，其组织为回火索氏体。索氏体为层片状组织，即片状渗碳体平行分布在铁素体基体上，回火索氏体是细小的粒状渗碳体弥散的分布在铁素体基体上。由于粒状渗碳体比片状渗碳体对于阻止断裂过程的发展有利，即两者强度、硬度相近，但是回火索氏体的韧性、塑性要好得多。所以乙厂生产的零件性能要更好。
35、试说明表面淬火、渗碳、氮化处理工艺在选用钢种、性能应用范围等方面的差别。答：表面淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢，如45、40Cr、40MnB钢等。这类钢经预先热处理（正火或调质）后表面淬火，心部保持较高的综合机械性能，而表面具有较高的硬度（50HRC）和耐磨性，主要用于轴肩部位、齿轮。高碳钢也可表面淬火，主要用于受较小冲击和交变载荷的工具、量具等。灰口铸铁制造的导轨、缸体内壁等常用表面淬火提高硬度和耐磨性。
渗碳一般用于低碳钢和合金渗碳钢。渗碳使低碳钢件表面获得高碳浓度（碳质量分数约为1），经过适当热处理后，可提高表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部依然保持良好的塑性和韧性，因此渗碳主要用于同时受严重磨损和较大冲击的零件，如齿轮、活塞销、套筒等。
氮化钢中一般含有Al、Cr、Mo、W、V等合金元素，使生成的氮化物稳定，并在钢中均匀分布，提高钢表面的硬度，在也不降低，常用的氮化钢有35CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等。碳钢及铸铁也可用氮化提高表面的硬度。氮化的目的在于更大地提高零件的表面硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。由于氮化工艺复杂，时间长，成本高，一般只用于耐磨性和精度都要求较高的零件，或要求抗热、抗蚀的耐磨件，如发动机汽缸、排气阀、精密丝杠、镗床主轴汽轮机阀门、阀杆等。
36、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理。
答：金属材料的强度(主要指屈服强度)反映金属材料对塑性变形的抗力。金属材料塑性变形本质上大多数情况下是由材料内部位错运动引起的。凡是阻碍位错运动的因素都使金属材料强化。
固溶强化原理：固溶体随着溶质原子的溶人晶格发生畸变，品格畸变增大了位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。这种通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。
加工硬化原理：金属发生塑性变形时，位错密度增加，位错间的交互作用增强，相互缠结，造成位错运动阻力的增大，引起塑性变形抗力提高。另一方面由于晶粒破碎细化，晶界增多。由于晶界上原子排列不很规则，阻碍位错的运动，使变形抗力增大，从而使强度得以提高。金属发生塑性变形，随变形度的增大，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降。这种现象称为加工硬化，也叫形变强化。
弥散强化原理：许多金属材料的组织由基体(常为固溶体)和第二相组成，第二相一般为金属化合物。当第二相以细小质点的形态均匀、弥散分布在合金中时，一方面由于第二相和基体之间的界面(相界)增加，造成相界周围基体品格畸变，使位错运动受阻，增加了滑移抗力，从而强度得到提高。另一方面第二相质点本身就是位错运动的障碍物，位错移动时不能直接越过第二相质点。在外力作用下，位错可以环绕第二相质点发生弯曲，位错移过后，在第二相质点周围留下位错环。这增加了位错运动的阻力，也使滑移抗力增加。以上2个原因使金属材料得以强化。第二相以细小质点的形态均匀、弥散分布在合金中使合金显著强化的现象称为弥散强化。
37、合金元素提高钢的回火稳定性的原因何在？
答：合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才开始分解和转变）;提高铁元素的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度，因此提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。
38、什么是钢的回火脆性?如何避免?
答：钢在回火过程中出现的冲击韧性降低的现象标为回火脆性。回火后快冷(通常用油冷)，抑制杂质元素在晶界偏聚，可防止其发生。钢中加入适当Mo或W[ω(Mo)＝0.5％，ω(W)＝1％]，因强烈阻碍和延迟杂质元素等往晶界的扩散偏聚，也可基本上消除这类脆性。
39、为什么说得到马氏体随后回火处理是钢的最经济而又最有效的强韧化方法？
答：淬火形成马氏体时，马氏体中的位错密度增高，而屈服强度是与位错密度成正比的。马氏体形成时，被分割成许多较小的取向不同的区域（马氏体束），产生相当于晶粒细化的作用，马氏体中的合金元素也有固溶强化作用，马氏体是过饱和固溶体，回火分析出碳化物，使间隙固溶强化效应大大减小，但使韧性大大改善，同时析出的碳化物粒子能造成强烈的第二相强化。所以，获得马氏体并对其回火是钢的最经济和最有效的综合强化方法。
40、为什么碳质量分数为0.4%，铬质量分数为12%的铬钢属于过共析钢，而碳质量分数为1.0%、铬质量分数为12%的钢属于莱氏体钢？
答：因加入12%铬，使共析点S和E点碳质量分数降低，即S点和E点左移，使合金钢的平衡组织发生变化（不能完全用Fe-Fe3C来分析），碳质量分数为0.4%、铬质量分数为12%的铬钢出现了二次碳化物，因而属于过共析钢；而碳质量分数为1.0%、铬质量分数为12%的钢已具有莱氏体钢。
43、用T10钢制造形状简单的车刀，其工
艺路线为：
锻造一热处理一机加丁一热处理一磨加工。
①写出其中热处理工序的名称及作用。②制定最终热处理(磨加工前的热处理)的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。
答：①锻造一正火一球化退火一机加工一淬火、低温回火一磨加工。
正火：得到S+二次渗碳体、细化组织，消除网状二次渗碳体，为球化退火做准备。
球化退火：使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，得到球状珠光体。改善机加工性能，同时为淬火做组织准备。
淬火：得到马氏体十粒状渗碳体十残余奥氏体。提高硬度，提高车刀的耐磨性。
低温回火：得到回火马氏体十粒状渗碳体十残余奥氏体，降低淬火应力，提高工件韧性，同时保证淬火后的高硬度和高耐磨性。
②淬火：加热温度760℃，保温后水冷
低温回火：加热温度150—250℃，保温后(＜2h)炉冷或空冷。
成品组织：回火马氏体十碳化物十残余奥氏体；硬度：58—64HRC
第三章
1、说出Q235A、15、45、65、T8、T12等钢的钢类、碳的质量分数，各举出一个应用实例。
2、为什么低合金高强钢用锰作为主要的合金元素?
答：我国的低合金结构钢基本上不用贵重的Ni、Cr等元素，而以资源丰富的Mn为主要元素。锰除了产生较强的固溶强化效果外，因它大大降低奥氏体分解温度，细化了铁素体晶粒，并使珠光体片变细，消除了晶界上的粗大片状碳化物，提高了钢的强度和韧性，所以低合金高强钢用锰作为主要的合金元素。
3、试述渗碳钢和调质钢的合金化及热处理特点。
答：渗碳钢的合金化特点是加入提高淬透性的合金元素如Cr、Ni、Mn等，以提高热处理后心部的强度和韧性；加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素如Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。并增加渗碳层的硬度，提高耐磨性。热处理特点是渗碳后直接淬火，再低温回火，得到的表面渗碳层组织由合金渗碳体与回火马氏体及少量残余奥氏体组成，心部多数情况为屈氏体、回火马氏体和少量铁素体。调质钢的合金化特点是加入提高淬透性的合金元素如Cr、Mn、Ni、Si、B等，并可提高钢的强度，加入防止第二类回火脆性的元素如Mo、W；热处理特点是淬火(油淬)后高温回火，得到的组织是回火索氏体。
4、有两种高强螺栓，一种直径为10mm，另一种直径30mm，都要求有较高的中和机械性能：σb≥800MPa，αk≥600KJ/m2。试问应选择什么材料及热处理工艺？
答：为满足机械性能要求，应考虑材料的淬透性能。对于直径为30mm的螺栓，选择40Cr，该钢有较好的渗透性。热处理工艺为850℃油淬，520℃回火；对于直径位为10mm的螺栓，选择45钢代替40Cr，可节约Cr且达到基本要求，热处理工艺为840℃水淬，600℃回火。
5、为什么合金弹簧钢以硅为重要的合金元素?为什么要进行中温回火?
答：硅元素的主要作用在于提高合金的淬透性，同时提高屈强比。进行中温回火的目的在于获得回火屈氏体组织，具有很高的屈服强度，弹性极限高，并有一定的塑性和韧性。
6、轴承钢为什么要用铬钢？为什么对非金属夹杂限制特别严格？
答：铬能提高淬透性，形成合金渗碳体（Fe, Cr）3C呈细密、均匀分布，提高钢的耐磨性，特别是疲劳强度，因此轴承钢以铬作为基本合金元素。轴承钢中非金属夹杂物和碳化物的不均匀性对钢的性能，尤其是对接触疲劳强度影响很大，因为夹杂物往往是接触疲劳破坏的发源点，因此，轴承钢对非金属夹杂物限制特别严格。
7、简述高速钢的成分、热处理和性能特点，并分析合金元素的作用。
答：高速钢的成分特点是：（1）高碳，其碳质量分数在0.70%以上，最高可达1.50%左右，它一方面能保证与W、Cr、V等形成足够数量的碳化物；另一方面还要有一定数量的碳溶于奥氏体中，以保证马氏体的高硬度。（2）加入W、Cr、V、Mo等合金元素。加入Cr提高淬透性，几乎所有高速钢的铬质量分数均为4%。铬的碳化物Cr23C6在淬火加热时差不多全部溶于奥氏体中，增加过冷奥氏体的稳定性，大大提高钢的淬透性。铬还能提高钢的抗氧化、脱碳的能力。加入W、Mo保证高的热硬性，在退火状态下，W、Mo以型碳化物形式存在。这类碳化物在淬火加热时较难溶解，加热时，一部分碳化物溶于奥氏体，淬火后W、Mo存在于马氏体中，在随后的560℃回火时，形成W2C或Mo2C弥散分布，造成二次硬化。这种碳化物在500～600℃温度范围内非常稳定，不易聚集长大，从而使钢具有良好的热硬性；未溶得碳化物能起到阻止奥氏体晶粒长大及提高耐磨性的作用。V能形成VC（或V4C3），非常稳定，极难熔解，硬度极高（大大超过的硬度）且颗粒细小，分布均匀，能大大提高钢的硬度和耐磨性。同时能阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒。热处理特点是1220～1280℃淬火+550～570℃三次回火，得到的组织为回火马氏体、细粒状碳化物及少量残余奥氏体。性能特点是具有高硬度、高耐磨性、一定的塑性和韧性。其在高速切割中刃部温度达600℃时，其硬度无明显下降。
8、W18Cr4V钢的Ac1约为820℃，若以一般工具钢Ac1+（30～50）℃的常规方法来确定其淬火加热温度，最终热处理后能否达到高速切削刀具所要求的性能？为什么？其实际淬火温度是多少？
答：若按照Ac1+（30～50）℃的常规方法来确定W18Cr4V钢淬火加热温度，淬火加热温度为850～870℃，不能达到高速切削刀具要求的性能。因为高速钢中含有大量的W、Mo、Cr、V的难溶碳化物，它们只有在1200℃以上才能大量地溶于奥氏体中，以保证钢淬火、回火后获得高的热硬性，因此其淬火加热温度非常高，一般为1220～1280℃。
9、不锈钢的固溶处理与稳定化处理的目的各是什么？
答：不锈钢固溶处理的目的是获得单相奥氏体组织，提高耐蚀性。稳定化处理的目的是使溶于奥氏体中的碳与钛以碳化钛的形式充分析出，而碳不再同铬形成碳化物，从而有效地消除了晶界贫铬的可能，避免了晶间腐蚀的产生。
10、试分析20CrMnTi钢和1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作用。
答：20CrMnTi钢种Ti的作用是阻止渗碳时奥氏体晶粒长大、增加渗碳层硬度和提高耐磨性。1Cr18Ni9Ti钢中Ti的作用是优先与碳形成稳定化合物，避免晶界贫铬，防止晶间腐蚀，提高耐蚀性。
11、试分析合金元素Cr在40Cr、GCr15、CrWMn、1Cr13、1Cr18Ni9Ti、4Cr9Si2等钢中的作用。
答：在40Cr中：提高淬透性，形成合金铁素体，提高钢的强度。
在GCr15中：提高淬透性，形成合金渗碳体（Fe, Cr）3C呈细密、均匀分布，提高钢的耐磨性，特别是疲劳强度。
在CrWMn中：提高淬透性。
在1Cr13中：提高钢基体的电极电位，使钢的耐蚀性提高。
在1Cr18Ni9Ti中：提高基体的电极电位，在氧化性介质中极易钝化，形成致密和稳定的氧化膜，提高耐蚀性、抗氧化性，并有利于热强性，提高淬透性。
在4Cr9Si2中：提高抗氧化性，并有利于热强性，提高淬透性。
12、试就下列四个钢号：20CrMnTi、65、T8、40Cr讨论下列问题。在加热温度相同的情况下，比较其淬透性和淬硬性，并说明理由；各种钢的用途、热处理工艺、最终的组织。答：(1) 加热温度相同的情况下，淬透性20CrMnTi>40Cr>T8>65，淬硬性T8>65>40Cr>20CrMnTi。决定淬透性的因素是碳质量分数和合金元素，Cr、Mn等能显著提高淬透性，合金钢的淬透性一般要好于碳钢。决定淬硬性的因素主要是马氏体的碳质量分数。
14、要使球墨铸铁的基本组织为铁素体、珠光体或下贝氏体，工艺上应如何控制?
答：要得到铁素体基体的球墨铸铁，应进行退火处理；要得到珠光体基体的球墨铸铁，应进行正火处理；要得到下贝氏体基体的球墨铸铁，则进行等温淬火。
15、有一灰口铸铁铸件，经检查发现石墨化不完全，尚有渗碳体存在。试分析其原因．并提出使这一铸件完全化的方法。
答：原因可能是铸铁结晶时冷却速度太快，碳原子不能充分扩散以石墨的形式析出，析出了渗碳体。要使该铸件完全石墨化，应进行高温退火，使渗碳体分解成石墨。如为共析渗碳体，可加热到550℃以上并长时间保温，将共析渗碳体分解为石墨和铁素体。
16、试述石墨形态对铸铁性能的影响。
答：石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。普通灰铸铁和孕育铸铁的石墨呈片状，对基体的严重割裂作用使其抗拉强度和塑性都很低。球墨铸铁的石墨呈球状，对基体的割裂作用显著降低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，其综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁的石墨形态为蠕虫状，虽与灰铸铁的片状石墨类似，但石墨片的长厚比较小，端部较钝，对基体的割裂作用减小，它的强度接近于球墨铸铁，且有一定的韧性，较高的耐磨性。可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，具有较高的强度、一定的延伸率。
17、试比较各类铸铁之间性能的优劣顺序，与钢相比较铸铁性能有什么优缺点？
答：铸铁性能优劣排序为：球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、灰铸铁。与钢相比，铸铁具有以下性能特点：(1) 由于石墨的存在，造成脆性切削，铸铁的切削加工性能优异；(2) 钢铁
的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀，减小了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力；(3) 石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性能；(4) 石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗震性能；(5) 大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。其主要缺点是韧性、塑性较低。
18、为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造?
答：铸铁的生产设备和工艺简单。价格便宜，并具有许多优良的使用性能和工艺性能，其中灰口铸铁是应用最广泛的，尽管其抗拉强度和塑性都较低，但其良好的减振性能，能够满足一般机器的支架、机床的床身等使用场合。
19、铝硅合金为什么要进行变质处理？
答：一般情况下，铝硅合金的共晶体由粗针状硅晶体和α固溶体组成，强度和塑性都较差；经变质处理后的组织是细小均匀的共晶体加初生α固溶体，合金的强度和塑性显著提高，因此，铝硅合金要进行变质处理。
20、指出下列铜合金的类别、用途：H80、H62、HPb63-3、HNi65-5、QSn6.5-0.1、QBe2。
第八章
1、机械零件正确选材的基本原则是什么?
答：机械零件选材的最基本原则有：
①使用性能原则：优异的使用性能，材料的使用性能应满足使用要求。
②工艺性能原则：保证零件便于加工制造，材料的工艺性能应满足生产工艺的要求。
③经济性原则：便宜的价格，采用便宜的材料，把总成本降至最低，取得最大的经济材效益。
第九章
1、机床变速齿轮常用中碳钢或中碳合金钢制造，它的工艺路线为：下料－锻造－正火－粗加工－调质－精加工－轮齿高频淬火及低温回火－精磨，试分析正火处理、调质处理和高频淬火及低温回火的目的。
答：在采用中碳钢或中碳合金钢制造齿轮的工艺路线中，料坯在锻造后，首先经过正火处理，工件加热至Ac3以上30～50℃，这样可使正火后的组织为F+S。细化和均匀组织，改善切削性能。调质处理得到回火S，其综合机械性能（包括强度、塑性和韧性）好，这是由于回火
S中的渗碳体为粒状，对阻止裂纹的扩展有利。精加工后轮齿还要经过高频淬火及低温回火处理，这是由于高频淬火后，表面组织为隐晶马氏体，提高了表面硬度，提高了耐磨性。心部仍为回火S组织，保持较高的综合机械性能。低温回火可以消除淬火引起的内应力，防止工件变形与开裂，以及保证工件的尺寸精度，同时保持所需的机械性能。
3、用20CrMnTi钢制造汽车齿轮，加工工艺路线为：下料－锻造－正火－切削加工－渗碳、淬火及低温回火－喷丸－磨削加工，分析渗碳、淬火及低温回火处理及喷丸处理的目的。答：汽车齿轮通常受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强度、心部强度及冲击韧度等性能指标均较高。为此，在切削加工后，工件还需要经过渗碳、淬火及低温回火处理。渗碳表面处理的目的是增加表面层的碳质量分数并获得一定的浓度梯度，通常表面的碳质量分数可以达到约1.0％，随后的淬火+低温回火，使得表面组织为高碳回火马氏体+碳化物+残余奥氏体，强度特别是疲劳强度、耐磨性和冲击韧度均能达到相当高的程度，而心部组织为低碳回火马氏体，具有良好的韧性和塑性。喷丸处理使表面微层加工硬化，同时使表面压应力增大，疲劳强度进一步提高。
4、高精度磨床主轴，要求变形小，表面硬度高（>900HV），心部强度高，并有一定韧性。问应选用什么材料？采用什么工艺路线？
答：由于高精度磨床主轴，要求变形小，表面硬度高（>900HV），且心部强度高，并有一定韧性，因此应选用中碳合金钢，采用38CrMoAl钢制造。考虑到对表面硬度的要求，可采用氮化处理。采用的工艺路线为：毛坯－预先热处理（正火）－粗加工－调质－精加工－氮化处理－精磨。
第一章 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷？它们对性能有什么影响？ 答：点缺陷：空位、间隙原子、异类原子。点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生变化。 线缺陷：位错。位错的存在极大地影响金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含极少量位错时，金属的屈服强度σs很高，当含有一定量的位错时，强度降低。当进行形变加工时，为错密度增加，σs将会增高。 面缺陷：晶界、亚晶界。亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。亚晶界是晶粒内的一种面缺陷。 在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上，原子的排列偏离平衡位置，晶格畸变较大，位错密度较大（可达1016m-2以上）。原子处于较高的能量状态，原子的活性较大，所以对金属中的许多过程的进行，具有极为重要的作用。晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 8、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 答：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。 9、间隔固溶体和间隔相有什么不同？ 答：合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的，且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。 第二章 1、金属结晶的条件和动力是什么? 答：液态金属结晶的条件是金属必须过冷，要有一定的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在的自由能差(ΔF)。 2、金属结晶的基本规律是什么? 答：液态金属结晶是由生核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。液态金属结晶时，首先在液体中形成一些极微小的晶体(称为晶核)，然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大的同时，又出现新的品核并逐渐长大，直至液体金属消失。 3、在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒、提高金属材料使用性能的措施有哪些？ 答：（1）提高液态金属的冷却速度，增大金属的过冷度。（2）进行变质处理。在液态金属中加入孕育剂或变质剂，增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大，以细化晶粒和改善组织。（3）在金属结晶的过程中采用机械振动、超声波振动等方法。（4）电磁搅拌。将正在结晶的金属置于一个交变的电磁场中，由于电磁感应现象，液态金属会翻滚起来，冲断正在结晶的树枝状晶体的晶枝，增加了结晶的核心，从而可细化晶粒。
第二部分章节题库（含考研真题） 第一章土木工程材料的基本性质 一、名词解释 1．材料的孔隙率[中国人民解放军后勤工程学院2015年] 答：材料的孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。又称气孔率、孔隙度。是衡量材料多孔性或紧密程度的一种指标。以材料中孔隙体积占总体积的百分数表示。 即P+D=1，式中：P为孔隙率；D为密实度；V0为材料在自然状态下的体积，或称表观体积，cm3或m3；V为材料在绝对密实状态下的体积，cm3或m3；0ρ为表观密度，g/cm3；ρ为密度，g/cm3。材料中的孔隙体积包括开口孔隙（与外界相连通）和闭口孔隙（与外界相隔绝）的体积。孔隙尺寸、形状、孔分布及孔隙率的大小对材料的性能，如表观密度、强度、湿涨干缩、抗渗、吸声、绝热等的影响很大。对散粒材料而言，在自然堆积状态下，颗粒之间尚有孔隙存在，为反映其堆积的密实程度，常用空隙率表示。 2．材料堆积密度[中国人民解放军后勤工程学院2014年] 答：材料堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。又称体积密 度，松密度，毛体密度，简称堆密度。按下式计算：，式中：0ρ'为堆积密度，kg／m3；m为材料在一定容器内的质量，kg；0V'为材料的堆积体积，即装入容器的容积，m3，是包含颗粒间的空隙和颗粒内部孔隙在内的总体积。按自然堆积体积计算的密度称为松堆密度；以振实体积计算则称紧堆密度。
3．材料密实度[中国人民解放军后勤工程学院2013年] 答：材料密实度是指材料体积内固体物质充实的过程。又称紧密度。按下式计算： ，式中：D为密实度；V为绝对体积；V0为表观体积；ρ、0ρ分别为材料的密度、表观密度。含有孔隙的固体材料的密实度小于1.它与材料的技术性能如强度、耐久性、抗冻性、导热性等都有密切关系。 4．亲水性材料[中国人民解放军后勤工程学院2015年] 答：亲水性材料是指当湿润边角θ≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力，并具有亲水性的材料。 5．材料软化系数[中国人民解放军后勤工程学院2013年] 答：材料软化系数是指材料饱水状态下的抗压强度和其绝干状态下的抗压强度之比值。所天然石和人造石在饱水后，由于水分子的楔入劈裂作用，其强度都有所降低。因此，软化系数在0～1之间。它表征砖、石、混凝土等含孔材料的耐水性能。一般认为，大于0.85的属耐水材料。对用于水中或潮湿地方的材料应大于0.80。 6．耐久性 答：耐久性是指材料在使用中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。材料在使用过程中的逐步变质失效，与材料本身的组分和结构的不稳定、使用中所处的环境和条件（如日晒雨淋、干湿循环、介质侵蚀、机械磨损等）密切相关。对于金属材料主要是电化学腐蚀；无机非金属材料如水泥混凝土等主要是冻融循环、干
《土木工程材料》主要的计算类型： 1.Mix design calculation show a dry mix of cement 310kg, water 180kg, sand 688kg, and gravel 1220kg. The moisture contents of sand and gravel are 3.5% and 1.8% respectively. Find the field mix proportions. 2.Dry mix proportions of C20 concrete is 1:2.6:4.6:0.6, the other conditions are: specific gravity of cement=3.1g/cm3, Apparent density of sand=2.6g/cm3 Please calculate； (1)The amount of each compound in 1m3 concrete. (2)When check the above mix proportions and 5% of cement and water must be extra-added to obtain qualified slump, and the apparent density of concrete mixture is tested as 2390kg/m3, please determine the amount of each compound after adjusting its workability. 3.The sieve analysis results of sand is as follows: Please judge how about the fineness of sand. 4. 500g river sand is oven dried to a constant weight 486g, please calculate water absorption of this sand. 5.The raw materials used in concrete are the following: Cement: 42.5MPa, Gravel: crushed stone, W/C=0.60 Question: Whether this materials can be used to produce some C30 concrete? 6. One block of standard clay brick, the dimension is 240mm×115mm×53mm. its
1.弹性模量：用E表示。材料在弹性变形阶段内，应力和对应的应变的比值。反映材料抵抗弹性变形能力。其值 越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小，抵抗变形能力越强 2.韧性：在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大能量产生一定变形而不致破坏的性质。 3.耐水性：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质，表示方法——软化系数：材料在吸水 饱和状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比K R = f b/f g 软化系数大于0.8的材料通常可以认为是耐水材料；对于经常位于水中或处于潮湿环境中的材料，软化系数不得低于0.85；对于受潮较轻或次要结构所用的材料，软化系数不宜小于0.75 4.导热性：传导热量的能力，表示方式——导热系数,材料的导热系数越小，材料的绝热性能就越好。影响导热性 的因素:材料的表观密度越小，其孔隙率越大，导热系数越小,导热性越差。由于水与冰的导热系数较空气大，当材料受潮或受冻时会使导热系数急剧增大，导致材料保温隔热方式变差。所以隔热材料要注意防潮防冻。 5.建筑石膏的化学分子式：β-CaSO4˙?H2O 石膏水化硬化后的化学成分：CaSO4˙2H2O 6.高强石膏与建筑石膏相比水化速度慢,水化热低,需水量小,硬化体的强度高。这是由于高强石膏为α型半水石膏， 建筑石膏为β型半水石膏。β型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大；α型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小。 7.石灰的熟化，是生石灰与水作用生成熟石灰的过程。特点：石灰熟化时释放出大量热，体积增大1~2.5倍。应 用：石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。CaO+H2O Ca(OH)2+64kJ 8.陈伏：为消除过火石灰对工程的危害，将生石灰和水放在储灰池中存放15天以上，使过火灰充分熟化这个过程 叫沉伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止发生碳化。 9.石灰的凝结硬化过程：（1）干燥结晶硬化：石灰浆体在干燥的过程中,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆体 中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出,产生强度并具有胶结性（2）碳化硬化：氢化氧钙与空气中的二氧化碳在有水分存在的条件下化合生成碳酸钙晶体，称为碳化。由于空气中二氧化碳含量少，碳化作用主要发生在石灰浆体与空气接触的表面上。表面上生成的CaCO3膜层将阻碍CO2的进一步渗入，同时也阻碍了内部水蒸气的蒸发，使氢氧化钙结晶作用也进行的缓慢。碳化硬化是一个由表及里，速度相当缓慢的过程。
第一章土木工程材料的基本性质 1.1复习笔记 【知识框架】 【重点难点归纳】 一、材料科学的基本理论 1．材料科学与工程 土木工程材料学是材料科学与工程的一个组成部分。材料是指工程上把能用于结构、机器、器件或其他产品的具有某些性能的物质。材料的性能决定于材料的组成、结构和构造。 2．材料的组成（见表1-1） 表1-1材料的组成
注：自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。3．材料的结构和构造 （1）材料的结构（见表1-2） 表1-2材料的结构分类
（2）材料的构造
①材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。 ②材料科学是实验科学，为了准确把握真实材料的性能，必须要进行测试试验。 二、材料的基本物理性质 1．材料的密度、表观密度与堆积密度（见表1-3） 表1-3材料的密度、表观密度与堆积密度 2．孔隙率 孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：
即D＋P=1或密实度＋孔隙率=1。 （1）孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通，而封闭孔不仅彼此封闭且与外界相隔绝。 （2）孔隙可按其孔径尺寸的大小分为极微细孔隙、细小孔隙和粗大孔隙。在孔隙率一定的前提下，孔隙结构和孔径尺寸及其分布对材料的性能影响较大。 3．材料的填充率与空隙率 （1）填充率。指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。按下式计算： （2）空隙率。指在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。按下式计算： 即D′＋P′=1或填充率＋空隙率=1。 （3）空隙率的应用。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间互相填充的程度。空隙率可作为控制混凝土骨料的级配及计算砂率的依据。 4．材料与水相关的性质 （1）材料的亲水性与憎水性 ①土木工程中的建、构筑物常与水或大气中的水汽相接触。水分与不同的材料表面接触时，其相互作用的结果是不同的。 ②如图1-1，在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的
1.简述石灰的熟化、硬化过程及特点 熟化识指生石灰与水作用生成氢氧化钙的过程 特点： 1.放出大量的热 2.体积增大1-2.5 倍 石灰硬化包括干燥硬化和碳化硬化 干燥硬化：氢氧化钙颗粒间的毛细孔隙失水，使得毛细管产生负压力，颗 粒间接触变得紧密而产生强度 特点：强度低，遇水部分强氧化成重新溶于水，强度消失碳化硬化：氢氧化钙与空气中的二氧化碳在有水的情况下反应生成碳酸钙 晶体的过程特点：基本只发生在表层，过程十分缓慢 2. 为什么石灰土多年后具有一定得耐水性？ 石灰可改善粘土的和易性，在强力夯实下，大大提高粘土的紧密程度。而 且粘土颗粒表面少量的活性氧化硅和氧化铝可与氢氧化钙发生化学反应，生成 不溶于水的硅酸钙和水化铝酸钙。将粘土粘结起来，从而提高了粘土的强度和耐久性 3. 硅酸盐水泥主要由哪些矿物成分组成？它们的水化产物是什么？硅酸盐水泥熟料的主要矿物的名称和含量范围如下： 硅酸三钙（3CaOSi02,简称C3S含量36-60% 硅酸二钙（2CaOSi02,简称C2S含量15-37% 铝酸三钙（3CaOAI2O3,简称C3A 含量7-15% 铁铝酸四钙（4CaOAI2O3 Fe2O3,简称C4AF含量10-18% 产物：水化硅酸钙,水化铁酸钙凝胶,氢氧化钙,水化铝酸钙 4. 活性混合材料在水泥中是如何起作用的？二次方应有何特点？当水泥中渗 入活性混合材料,熟料矿物首先水化,熟料矿物水化生成的氢氧化钙再与活性 混合材料发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，当有石膏存在时，还会进一步
反应生成硫铝酸钙 二次反应特点：渗活性混合材料水泥的二次反应必须在水泥熟料水化生成氢氧化钙后才能进行，二次的速度较慢，水化放热量很低，反应消耗了水泥石中的部分氢氧化钙 5. 什么是水泥的安定性？引起水泥安定性不良的原因是什么？安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性 若水泥浆体硬化过程发生不均匀的体积变化，会导致水泥是膨胀开裂、翘曲、即安定性不良。 原因： 1.熟料中游离氧化钙过多 2.熟料中游离氧化镁过多3、石膏渗量过多 6. 硅酸盐水泥石腐蚀的内在因素是什么？防止腐蚀发生的措施有哪些？ 1. 水泥石中存在着易腐蚀的组分：氢氧化钙和水化铝酸钙 2. 水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，侵蚀性介质易进入其内部 措施：根据腐蚀环境特点，合理选用水泥品种 提高水泥石的紧密程度加做保护层 7. 何谓骨料级配？如何判断细骨料的级配是否良好？ 骨料级配：表示基料大小颗粒的搭配情况 将500g 的的干砂式样由粗到细进行筛析。筛余百分率的三个级配区应该都处于标准砂颗粒级配区内。视为级配良好 8. 简述普通混凝土作为土木工程材料的主要优点和缺点 优点： 1.原材料来源丰富，造价低廉 2.性能可按需要调节 3.混凝土拌合具有塑性 4.抗压强度高 5.耐久性能好 6.可与钢筋共同作用 缺点： 1.抗拉强度低 2.自重在，比强度小 3.生产周期长
皇天不负有心人，看到自己通过初试的结果，总算是踏实了下来，庆幸自己这一年多的坚持还有努力，觉得这一切都是值得的。 其实在开始备考的时候自己也有很多问题，也感到过迷茫，当时在网上也看了很多前辈们的经验贴，从中也给了自己或多或少的帮助，所以也想把我的备考经验写下来，希望可以帮助到你们，文章也许会有一些凌乱，还请大家多多包涵，毕竟是第一次写经验贴，如果还有什么其他的问题大家可以给我留言，我一定会经常上来回复大家的！ 虽然成功录取，但是现在回想起来还是有很多懊悔，其实当初如果心态再稳定一些，可能成绩还会再高一些，这样复试就不会担惊受怕了。 其实，经验本是想考完研就写出来的。可是自己最大的缺点就是拖延症加上不自制。所以才拖到现在才写完。备考对于我来说最感谢的要数我的室友了，要不是他们的监督自己也不会坚持下来。 总之考研虽然很辛苦，但是也很充实。想好了方向之后，我就开始想关于学校的选择。因为我本身出生在一个小地方，对大城市特别的向往，所以大学选择了大城市，研究生还想继续留在这。希望你们从复习的开始就运筹帷幄，明年的这个时候旗开得胜，像战士一般荣耀。闲话不多说，接下来我就和你们唠唠关于考研的一些干货！ 文文章很长，结尾有真题和资料下载，大家自取。 浙江工业大学土木水利专硕 初试科目： 101思想政治理论 204英语二
301数学一 945材料力学（Ⅳ）或946水力学(Ⅱ) 参考书目： 《材料力学（上/下）》（第5版），孙训芳等，高等教育出版社，2009。 《水力学（上册）》（第4版），吴持恭主编，高等教育出版社，2008。 085900土木水利（专业学位） 一、复试科目及参考书目 1.复试科目：综合面试（英语听说译能力、土木水利专业知识与技能、综合素质与能力） 二、同等学力加试科目及参考书目 1.加试科目：加试科目根据报考研究方向选择以下项目之一：土木工程概论和土木工程材料；土木工程材料和土力学；土木工程材料和结构力学；给排水概论和水文学；土木工程概论和结构力学。 2.土木工程材料：《土木工程材料》（第二版），陈志源主编，武汉理工大学出版社，2003。 3.土力学：《土力学原理》，赵成刚，白冰，王运霞，北京交通大学出版社，2005。 4.土木工程概论：《土木工程概论》（第二版），江见鲸主编，中国建筑工业出版社，2004。 5.给排水概论：《给排水科学与工程概论》（第三版），李圭白主编，中国建筑工业出版社，2018。 6.水文学：《水文学》（第5版），黄廷林，马学尼，中国建筑工业出版社，
一、填空题 1．材料的吸湿性是指材料在________的性质。 2．材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的________来表示。 3．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________。 4．材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。 答案：1．空气中吸收水分2．冻融循环次数3．亲水性4．自然 二、单项选择题 1．孔隙率增大，材料的________降低。 A、密度 B、表观密度 C、憎水性 D、抗冻性 2．材料在水中吸收水分的性质称为________。 A、吸水性 B、吸湿性 C、耐水性 D、渗透性 答案：1、B 2、A 三、是非判断题 1．某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。错 2．材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对 3．在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。错 4．材料的软化系数愈大，材料的耐水性愈好。对 5．材料的渗透系数愈大，其抗渗性能愈好。错 四、名词解释 1．材料的空隙率：材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率 2．堆积密度：是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 五、问答题 1．生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性？ 答案：主要有以下两个措施： （1）降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度；使材料的内部结构均质化。 （2）对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。2．决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么？ 答：决定材料耐腐蚀的内在因素主要有 （1）材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。 （2）非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，即化学稳定性差。（3）材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越易进入材料内部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。 （4）材料本身的强度。材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。 六、计算题 1．某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。该岩石可否用于水下工程。 答案：该岩石的软化系数为 所以该岩石可用于水下工程。 第二单元建筑金属材料 一、填空题 1、低碳钢受拉直至破坏，经历了弹性阶段、屈服、强化、颈缩。 2、按冶炼时脱氧程度分类，钢可以分成镇定钢、沸腾、半镇定和特殊镇定。 3、碳素结构钢Q215AF表示屈服点为215Mpa的A级沸腾钢。 三、选择题
土木工程英语小论文 012301834119 汪天雄这学期学了土木工程英语这个课程，已对土木工程有了一个初步的认识，下面我想谈谈我对土木工程的理解。土木工程不论过去还是现在都起着非常大的作用，而且土木工程有着很长的历史，甚至可以追溯到石器时期，所以我们现在学习土木工程是相当有必要的。 This semester to learn the course of introduction to civil engineering has to have a preliminary understanding of civil engineering, the next thing I'd like to talk about my understanding of civil engineering.Regardless of past or present civil engineering plays an important part, and civil engineering has a long history, and even can be traced back to the Stone Age, so we are now learning civil engineering is quite necessary. 土木工程包括的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁道工程、桥梁工程、隧道工程、机场工程等，还有运河、水库、大坝等水利工程也包括于土木工程中。可以说人们的“衣食住行”都离不开土木工程。 从古自今土木工程一直在造福于人类，我觉得土木工程也是人类文明的一个体现。 Civil engineering including scope is very broad, it includes building engineering, highway and urban road engineering, railway engineering, bridge engineering, tunnel engineering, airport engineering, etc., and canals, reservoir, DAMS and other water conservancy projects also include in civil engineering.Can say people cannot leave the civil engineering, to provide for
土木工程材料课后题答案第二版苏达根主编 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第一单元 建筑材料的基本性质 一 、填空题 1．材料的吸湿性是指材料在________的性质。 2．材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的________来表示。 3．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________。 4．材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。 答案：1．空气中吸收水分2．冻融循环次数3．亲水性4．自然 二、单项选择题 1．孔隙率增大，材料的________降低。 A 、密度 B 、表观密度 C 、憎水性 D 、抗冻性 2．材料在水中吸收水分的性质称为________。 A 、吸水性 B 、吸湿性 C 、耐水性 D 、渗透性 答案：1、B 2、A 三、是非判断题 1．某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。错 2．材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对 3．在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。错 4．材料的软化系数愈大，材料的耐水性愈好。对 5．材料的渗透系数愈大，其抗渗性能愈好。错 四、名词解释 1．材料的空隙率：材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率 2．堆积密度：是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 五、问答题 1．生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性 答案：主要有以下两个措施： （1）降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度；使材料的内部结构均质化。 （2）对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。 2．决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么 答：决定材料耐腐蚀的内在因素主要有 （1）材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。 （2）非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，即化学稳定性差。 （3）材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越易进入材料内部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。 （4）材料本身的强度。材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。 六、计算题 1．某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa 、178 MPa 、168 MPa 。该岩石可否用于水下工程。 答案：该岩石的软化系数为 85.094.0178 168>===g b R f f K 所以该岩石可用于水下工程。 第二单元 建筑金属材料
土木工程师英文求职信 尊敬的领导： 您好！非常感谢您在百忙中抽空审阅我的求职信，给予我 毛遂自荐的机会。作为一名土木工程专业学生，我热爱土木工程专 业并为其投入了巨大的热情和精力。在四年的学习生活中，掌握了许多专业知识，能熟练操作计算机办公软件。 在四年的大学生活中，为适应社会发展的需求，我认真努力学习专业知识，并取得较好的成绩，多次获得奖学金，努力提高自己的学习能力和分析能力。顺利通过大学英语四、六级，具备较好的英语听、说、读、写、译等能力；通过全国高等学校计算机FORTRAN77语言考试（CCT）并获得优秀证书。 此外，我还积极地参加各种社会活动，抓住每一个机会，锻炼自己。宝贵的社会作经验，使我学会了思考，学会了如何与人共事，锻炼了组织能力和沟通、协调能力，培养了吃苦耐劳、关心集体的思想。 感谢您在百忙之中给予我的关注，愿贵公司事业蒸蒸日上！殷切盼望您的佳音，谢谢！ 此致 敬礼！ 求职人： 20XX年X月X日 Dear leaders, Hello! Thank you very much for taking the time to review my cover letter during your busy schedule and give me the opportunity to recommend myself. As a civil engineering student,
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名词解释（每题2分，共12分） 1.堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。 2、水泥活性混合材料是指磨成细粉后，与石灰或与石灰和石膏拌和在一起，并加水后，在常温下，能生成具有胶凝性水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化的混和材料。 3.砂浆的流动性是指砂浆在自重或外力的作用下产生流动的性质。 4、混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养护的边长为 150mm 的立方体试件，在28d 龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95 ％保证率的抗压强度值。 5、钢材的冷弯性是指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。 6、石油沥青的针入度是指在规定温度25 ℃条件下，以规定重量100g 的标准针，经历规定时间5s 贯入试样中的深度。 例1-2 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174，178，165mpa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。: P1 [2 S9 O" w3 q 答：该石材软化系数kr=fb/fg=165/178=0.93: ∵ 该石材的软化系数为0.93＞0.85，为耐水石材 ∴ 可用于水下工程。: L6 S: M' ^8 W' J1 w 例5-1 混凝土中，骨料级配良好的标准是什么？ 答：骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。骨料级配良好的标准是骨料的空隙率和总表面积均较小。使用良好级配的骨料，不仅所需水泥浆量较少，经济性好，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。& 例4-2 石灰不耐水，但为什么配制的石灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？/ D( ]$ S4 A) \6 F% s' V* a) p 答：原因1.石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以石灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。7 e- `' p5 Y q: j. e 原因2.由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使其密实度大大提高，降低了孔隙率，水的侵入大为减少。因此，灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位 例5-5 某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为c30，施工要求混凝土拥落度为30～50mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5mpa。可供应以下原材料：水泥：p.o42.5普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc=3.log/cm3，水泥的富余系数为1.08；中砂：级配合格，砂子表观密度 ρ0s=2.60g/cm3；石子：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρ0g=2.65g/cm3。设计要求： (1) 混凝土计算配合比； (2) 若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 3%，石子含水率为1%，试计算混凝土施工配合比。 .解：(1) 求混凝土计算配合比。; ^* y) H; B( g 1) 确定混凝土配制强度fcu,o fcu,o = fcu,k + 1.645σ= 30 + 1.645×5 = 38.2 mpa
第十章建筑功能材料 10-1．与传统的沥青防水卷材相比较，合成高分子防水卷材有哪些优点？ 答：合成高分子防水卷材最主要的优点是高、低温性能、塑韧性、明显改善，抗老化性提高使用年限延长，适宜采用冷铺贴等新工艺施工，外观美观（有的可附色）。 10-2．为满足防水要求，防水卷材应具备哪些技术性能？ 答：为满足防水要求，防水卷材应具备以下技术性能： （1）耐水性。指在水的作用和被水浸润后其性能基本不变，在压力水作用下具有不透水性。 （2）温度稳定性。指在高温下不流淌、不起泡、不滑动，低温下不脆裂的性能，也即在一定温度变化下保持原有性能的能力。 （3）机械强度、延伸性和抗断裂性。指防水卷材承受一定荷载、应力或在一定变形的条件下不断裂的性能。 （4）柔韧性。指在低温条件下保持柔韧性的性能。它对保证易于施工、不脆裂十分重要。 （5）大气稳定性。指在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质等因素的长期综合作用下抵抗侵蚀的能力。 10-3．试述溶剂型、水乳型、反应型防水涂料的特点。 答：（1）溶剂型涂料具有以下特点： ①通过溶剂挥发，涂料品牌策划经过高分子物质分子链接触、搭接等过程而结膜；②涂
料干燥快结膜较薄而致密；③生产工艺较简易，涂料贮存稳定性较好；④易燃、易爆、有毒，生产、贮运及使用时要注意安全；⑤由于溶剂挥发，施工时对环境有一定污染。 （2）水乳型涂料具有以下特点： ①通过水分蒸发，经过固体微粒接近、接触、变形等过程而结膜；②涂料干燥较慢，一次成膜的致密性较溶剂型涂料低，一般不宜在5℃以下施工；③贮存期一般不超过半年； ④可在稍为潮湿的基层上施工；⑤无毒、不燃，生产、贮运、使用比较安全；操作简便，不污染环境；⑥生产成本较低。 （3）反应型涂料具有以下特点： ①通过液态的高分子预聚物与相应物质发生化学反应，变成固态物（结膜）；②可一次结成较厚的涂膜，无收缩，涂膜致密；③双组分涂料需现场配料准确，搅拌均匀，才能确保质量；④价格较贵。 10-4．试述建筑密封膏技术特点及其分类。 答：（1）建筑密封膏技术特点：建筑密封材料应具有高水密性和气密性，良好的粘结性，良好的耐高低温性和耐老化性能，一定的弹塑性和拉伸-压缩循环性能。 （2）分类： ①不定形密封材料通常是黏稠状的材料，分为弹性密封材料和非弹性密封材料。 ②按构成类型分为溶剂型、乳液型和反应型。 ③按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料。 ④按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。 10-5．何谓灌浆材料？作为灌浆材料应具备哪些基本技术性能？
《土木工程材料》的学习心得 摘要：土木工程是一门古老而新兴的科学，它推动了整个人类社会的前进和发展，而土木工程材料构筑了整个土木工程的基础，是推动土木工程不断优越的不竭动力。从传统的土木工程材料到近现代的土木工程材料，他们一代又一代默默地替换着，淘汰着，又一代一代地发展着。但他们都有一个共同的目的，那就是不断克服缺点，用尽全部的优点来服务人类的生活。从简单而粗糙的石器到复杂而精密的现代的建材，见证了土木工程经历的无数历史变革，也见证了人类文明史的兴盛与衰落。人类正是以他们为基础统治着整个世界。我们要深入地了解他们，让他们更好的发挥优点服务土木工程建设，服务人类社会。 关键词：材料，建设，发展。 1——前言： 百万年人类发展史默默无声，但各式的建筑材料构筑的建筑却诉说着人类文明的发展，也向世人展示着建材一路走来的足迹。对于土木工程材料的英文名是什么，起源于什么时代等问题，我就不废话凑字数了，直接进入正题，开门见山好一些。 2——土木工程材料简介： 土木工程材料的简单分类方法：按材料来源，可分为天然材料和人造材料；按使用功能，可分为结构材料和功能材料。按组成材料的物质和化学成分，土木工程材料分为无机材料、有机材料和复合材料三大类，每大类又有更细的类别，如下所示： 无机材料： （1）金属材料 黑色金属——钢、铁、不锈钢等 有色金属——铝、铜及其合金等 （2）非金属材料 天然石材——砂、石及石材制品等 烧土制品——砖、瓦、玻璃、陶瓷等 胶凝材料及其制品——石灰、石膏、水玻璃、水泥、混凝土、砂浆及硅酸盐制品等 有机材料： 天然高分子材料——木材、竹材、石油沥青、煤沥青等 高合成分子材料——塑料、涂料、胶粘剂、合成橡胶等 复合材料： 有机材料基复合材料——玻璃纤维增强塑料、沥青混合料等 无机材料基复合材料——钢纤维增强混凝土、聚合物水泥混凝土等2．1——传统土木工程材料： 土木工程材料一般分为传统土木工程材料，近代土木工程材料，现代土木工程材料。这三代材料并无严格的界限，从前想后不断继承和发展的同时又有渗透，一步一步更加适应土木工程建设中承载安全，尺寸规模，功能和使用寿命以及资源环境中能耗，美观，生态等的要求，（所以叫“三代材料”）就如长江后浪推前浪，一代更比一代强。以下先从它“爷爷”那代说起。 土木工程材料主要有砖，瓦，石，木材，灰等。其中石的“资格”最老。石分为毛石，
***大学**学院2013 —2014 学年第2 学期 课程考核试题 考核课程土木工程材料（ A 卷）考核班级 学生数印数考核方式闭卷考核时间120 分钟 一、填空题（每空1分，共计12分） 1、根据石灰的硬化原理，硬化后的石灰是由碳酸钙和两种晶体组成。 2、材料导热系数越小，则材料的导热性越，保温隔热性能越。常将导热系数的材料称为绝热材料。 3、混凝土的抗侵蚀性主要取决于的抗侵蚀。 4、测定塑性混凝土和易性时, 常用表示流动性, 同时还观察黏聚性和。 5、砂浆的流动性以沉入度表示，保水性以来表示。 6、钢材的拉伸实验中，其拉伸过程可分为弹性阶段、、、颈缩阶段。 7、冷拉并时效处理钢材的目的是和。 二、单项选择题（每小题2分，共计40分） 1、在常见的胶凝材料中属于水硬性的胶凝材料的是。 A、石灰 B、石膏 C、水泥 D、水玻璃 2、高层建筑的基础工程混凝土宜优先选用。 A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、火山灰质硅酸盐水泥 3、在受工业废水或海水等腐蚀环境中使用的混凝土工程，不宜采用。 A、普通水泥 B、矿渣水泥 C、火山灰水泥 D、粉煤灰水泥 4．某工程用普通水泥配制的混凝土产生裂纹，试分析下述原因中哪项不正确。 A、混凝土因水化后体积膨胀而开裂 B、因干缩变形而开裂 C、因水化热导致内外温差过大而开裂 D、水泥体积安定性不良 5、配制混凝土用砂、石应尽量使。 A、总表面积大些、总空隙率小些 B、总表面积大些、总空隙率大些 C、总表面积小些、总空隙率小些 D、总表面积小些、总空隙率大些 6、在100g含水率为3%的湿沙中，其中水的质量为。
课后习题 第九章 木 材 1．试解释下列名词、术语 针叶树；阔叶树；心材；边材；夏材；春材；年轮；弦切面；径切面；平衡含水率；纤维饱和点。 答：（1）针叶树的树叶细长如针，多为常绿树，树干一般通直高大，纹理平顺，材质均匀，易得大材。其木质较软而易于加工，故又称为软木材。 （2）阔叶树的树叶宽大，叶脉成网状，大都为落叶树，树干一般通直部分较短，材质较硬，较难加工，故又称为硬木材。阔叶树在温带为夏绿落叶树，在热带为常绿树木，我国各地均有出产，主要品种有榉木、椴木、桦木、水曲柳、榆木和杨木。 （3）树皮与髓心之间的部分称木质部，它是木材的主体，也是工程上使用的主要部分。木质部的颜色不均一，一般靠近髓心部分颜色较深，水分较少，称为心材，靠近树皮部分颜色较浅，水分较多，称为边材。心材的材质较硬，密度较大，渗透性较低，耐久性、耐腐性较高，因此，心材比边材的利用价值大。 （3）年轮是指从横切面上看在木材的木质部有深浅相同的同心圆环。一般，树木每年生长一圈。同一年轮内有深浅两部分。春天生长的木质，色浅，质软，称为春材；夏秋两季生长的木质，色深，质硬，称为夏材。相同树种，年轮越密越均匀，质量越好；夏材部分越多，木材强度愈高。通常，用横切面上沿半径方向一定长度中，所含夏材宽度总和的百分率，即夏材率，来衡量木材的质量。 （4）弦切面是指与树心有一定距离，与树干平行的纵切面。年轮在这个面上成“V”
（5）径切面是指通过树心，与树干平行的纵切面。年轮在这个面上呈互相平行的带状的切面。 （6）平衡含水率是指当木材长时间处于一定温度和湿度的空气中时，就会达到相对稳定的含水率，即水分的蒸发和吸收趋于平衡。 （7）木材的纤维饱和点是指当细胞腔和细胞间隙中无自由水，而细胞壁吸附水达饱和时的含水率。它是一种特定的含水状态，也是木材物理力学性质变化的转折点。 2．木材的结构特点是什么？其对木材的物理力学性能有何影响？ 答：木材的构造（结构）通常分为宏观构造和微观构造。 （1）木材的宏观构造 木材的宏观构造是指用肉眼或借助放大镜所能观察到的构造特征。 ①树皮。是木材外表面的整个组织，起保护树木作用。厚的树皮有内外两层，即外层（外皮）和内层（韧皮）。 ②髓心。亦称树心，为树干中心的松软部分。易腐朽，强度低，故一般不用。由髓心呈放射状横向分布的纤维称为髓线。各种树木的髓线宽窄不同，针叶树的髓线非常细小，目力不易辨别，阔叶树髓线发达，有的目力可辨。髓线与周围连接较差，木材干燥时，易沿此开裂。 ③木质部。树皮与髓心之间的部分称木质部，它是木材的主体，也是工程上使用的主要部分。木质部的颜色不均一，一般靠近髓心部分颜色较深，水分较少，称为心材，靠近树皮部分颜色较浅，水分较多，称为边材。心材的材质较硬，密度较大，渗透性较低，耐久性、耐腐性较高，因此，心材比边材的利用价值大。