一、弹性模量E：表征材料产生弹性变形的难易程度。E＝ζ/ε是弹性变形阶段应力－应变线段的斜率与材料本性有关（如结构形式、截面积）
刚度：材料抵抗弹性变形的能力。E越大，刚度越大
弹性极限ζe = Fe / A0( Fe :发生弹性变形的最大外力）
屈服点ζs＝Fs / A抗拉强度ζb＝Fb / A0表明试样被拉断前所能承载的最大应力
屈服点和屈服强度是零件设计时的主要依据，也是评定材料强度的重要指标之一
塑性：1.伸长率δ=△L/L0×100％。伸长率的数值和试样标距长度有关，试样有长试样和短试样两种。2.断面收缩率ψ＝△A/A0×100％。断面收缩率数值不受试样尺寸的影响。
δ或ψ值越大，越容易被拉长，说明材料的塑性就越好。
二、布氏硬度表示:数字+HB 洛氏硬度表示:数字+HR
晶体：原子（或分子）在三维空间按一定的几何规律作周期性地排列的物体。（有熔点，各向异性）
非晶体：原子（或分子）在三维空间无规则排列的物体。（无熔点，各向同性）
晶格：通过原子中心划出许多空间直线，由这些直线形成的空间格架。
金属中常见的晶格：1、体立方晶格（8*1/8+1=2）2、面立方晶格（8*1/8+6*1/2）3、（12*11/6+2*1/2+1）
合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质组元：组成合金的最基本的、独立的物质，可以是纯元素或者稳定的化合物
二元合金：由两个组元构成的合金（三元合金，多元合金）
相—合金中具有同一化学成分且结构相同，并有界面与其它部分分开的均匀部分
合金中的基本相：固溶体和金属化合物
固溶体：合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相
间隙固溶体：溶质原子进入溶剂晶格各结点间的空隙中
置换固溶体：溶质原子取代溶剂晶格某些结点上的原子
固溶强化:通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象。
固溶强化是提高金属材料力学性能的重要途径之一。
溶质原子溶入形成合金→固溶体晶格畸变→阻碍位错运动→滑移变形困难→强度硬度↑但同时塑性韧性↓
弥散强化：当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高的现象。
单晶体：晶体内部晶格位向完全一致，各向异性
多晶体：由许多晶粒组成的晶体，各向同性（多晶体中各晶粒位向不同，表现出它们的平均性能——各向同性）
晶体的缺陷：点缺陷（空位和间隙原子）线缺陷（位错）面缺陷（晶界和亚晶界）
点缺陷造成局部晶格畸变，使晶体性能发生改变，如强度、硬度和电阻增加
金属材料在高强度下，具有塑性变形能力，就是因为会发生位错
三、结晶过程：原子从不规液态状态逐步过渡到原子作规则排列的晶体状态（液态到固态）△T过冷度=理论结晶温度T0—实际结晶温度Tn 结晶条件：必须存在过冷度！
纯金属的结晶过程：形核（本身形成、外来杂质）→长大（平面、树枝状）
细化晶粒的方法：总原则：形核率N大，长大速率G慢，晶粒总数目多，晶粒细小。
1.增加过冷度
2.变质处理
3.附加振动
同素异晶转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格变为另一种晶格的现象
同素异晶体：由同素异晶转变所得到的不同晶格的晶体
合金相图又称合金平衡图，表示在平衡状态下，合金的组成相和温度、成分之间关系的图解
匀晶相图:两组元在液态和固态均无限互溶时构成的合金相图
枝晶偏析：实际生产中，合金的冷却速度快，固相内部的原子扩散来不及充分进行，使得晶粒内部化学成分不均匀现象，称为晶内偏析，因为呈树枝状分布，又称枝晶偏析。
缺点：性能不均匀，降低合金的力学性能和加工工艺性能
解决方法：加热到高温，并经长时间保温，使原子充分扩散，使成分均匀化
共晶转变：液相在一定温度下，同时结晶出成分不同的两种固相的转变。
四、铁碳合金的基本相：纯铁、Fe3C。
基本组织：
单相组织：F、A、Fe3C
莱氏体Ld：（A＋Fe3C ）在共晶点上得到，塑性韧性很差，是硬而脆的组织
珠光体P：（F＋Fe3C ）在共析点上得到，具有良好的力学性能
共析转变：固体在一定温度下，同时析出成分不同的两种固相的转变。
共晶反应—莱氏体：
共析反应：—珠光体：
随着含碳量的增高，渗碳体增多，铁素体减少。含碳量增高时，钢的强度，硬度不断增加，当Wc>0.9%,强度下降，而塑性韧性一直下降。钢中碳的质量分数建议：不超过1.3%-1.4% 五、热处理：加热－保温－冷却。目的：改变材料整体或表面的组织，从而获得所需的性能热处理的分类：普通热处理：退火、正火、回火、淬火）
表面热处理：表面淬火（感应淬火、火焰淬火、激光淬火及其他表面热处理）
化学热处理（渗碳、渗氮。碳氮共渗及其他）
钢在加热时的转变（奥氏体化的过程）
钢的奥氏体化的基本过程—形核、长大。基本阶段：a、奥氏体晶核的形成和长大b、残余渗碳体的溶解c、奥氏体成分的均匀化
奥氏体晶粒度的控制：1、加热温度（温度↑，晶粒长大v↑）2、保温时间（保温t长，晶粒大）3、加热速度（v↑奥氏体形核速率大于长大速率，获得细晶粒）4、钢的化学成分
在热处理中常用的冷却方式等温冷却和连续冷却
1、珠光体转变——高温
转变（A1~550℃；
扩散型转变；层片状：
片间距越小，力学性能越
好）
2、贝氏体转变——中温
转变（550℃~Ms线；
上贝氏体B：550~350℃；
羽毛状，性能差
下贝氏体B：350~Ms线;
黑针状，综合性能好）
3、马氏体转变——低温
转变（Ms线以下发生，
“M”表示
含碳量↑，强度、硬度↑
塑性、韧性↓）
热处理：预先热处理和最终热处理
退火或正火目的：（1）调整钢件硬度，利于随后的切削加工
（2）消除残余应力
（3）均匀细化晶粒，改善组织
（4）为最终热处理作好组织上的准备
退火：加热—保温—缓冷
分类：完全退火、等温退火、均匀化退火（改变不均匀性）、球化退火和去应力退火
完全退火：亚共析钢Ac3＋30～50 ℃，保温，炉冷
目的：a、细化晶粒b、消除内应力和组织缺陷c、降低硬度，改善切削加工性能
球化退火：过共析钢Ac1＋10～20 oC，保温，缓冷
目的：a、使网状的二次渗碳体球状化，为以后的热处理作组织准备。b、降低硬度，改善切削加工性能
正火：加热－保温－空冷
应用：1、作为普通结构零件的最终热处理
2、改善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性
3、作为中碳结构钢制作的较重要零件的预先热处理
4、消除过共析钢中二次渗碳体网
5、特定情况下代替淬火、回火
淬火（获得硬、脆的马氏体，提高钢的硬度和耐磨性，提高综合力学性能）：加热－保温－介质中（水、油）冷却（发生马氏体转变）
方法：1.单液淬火法2.预冷淬火法3.双液淬火法4.分级淬火法5.等温淬火法6.局部淬火法
回火：淬火钢加热－保温－冷却（回火一定在淬火后进行）
回火目的：1、获得工件所需的组织和性能2、稳定工件尺寸3、消除或减小淬火内应力。回火后组织：1、回火马氏体（<250℃）2、回火托氏体（300～500 ℃）3、回火索氏体（500～
650℃4.回火珠光体（650 ℃～A1 ）
回火的种类:低温回火（150～250 ℃降低硬度和脆性，保持硬度、耐磨性。用途：刀具、模具、滚动轴承、渗碳件、表面淬火件）
中温回火（350～500 ℃提高韧性、弹性用途：弹簧、热锻模具）
高温回火（500～650 ℃综合力学性能强度、硬度、韧性、塑性用途：汽车、机床等的重要结构零件）
回火脆性：淬火钢在某些温度范围内回火时，钢的韧性明显下降的现象。
低温回火脆性（第一类回火脆性）：250～350 ℃，不可逆过程，要避免发生
2、高温回火脆性（第二类回火脆性）：450～600 ℃，可逆过程
防止回火脆性的措施：1、高温回火后快冷2、加入W、Mo等合金元素
淬透性：钢在淬火时能获得淬硬深度的能力，是钢材本身固有的属性。（淬透性和淬硬性是两种不同的概念）
影响淬透性的因素：最主要因素是奥氏体的化学成分和奥氏体化条件（凡是能提高过冷奥氏体稳定性的因素，减小马氏体临界冷却速度的因素，都能提高淬透性）
表面淬火（适宜钢种：中碳钢和中碳合金钢）：内韧外硬。应用：1、（预先热处理）高频感应加热表面淬火（低温回火）2、中频感应加热表面淬火3、工频感应加热表面淬火4、超音频感应加热表面淬火
渗碳（低碳钢、低碳合金钢）：锻造→正火→机加工→渗碳→淬火、低温回火→磨削内韧外特硬（改变了组织与成分）
渗氮（中、低碳钢）锻造、退火、粗加工、去应力退火/调质+渗氮、精磨内韧外应（耐腐蚀性好）
氧化：在氧和氧化性气体的作用下，金属表面生成氧化皮的现象。
脱碳：工件表面的碳被氧化，碳含量减少的现象。使表面硬度、耐磨性下降。
解决方法：1、采用脱氧良好的盐浴炉加热2、在可控保护气氛炉中加热3、真空炉中加热4、正确控制加热温度与保温时间
变形与开裂解决措施：1、合理的锻造与预先热处理2、合理的淬火工艺3、淬火后及时回火～超过屈服极限*变形。超过强度极限*开裂。
热处理（预备热处理和最终热处理）
（预先热处理的工序位置：1、退火、正火：安排在毛坯生产之后，切削加工之前2、调质：粗加工之后，精加工或半精加工之前
最终热处理的工序位置：整体淬火件/感应加热表面淬火件：半精加工之后
六、单晶体的塑性变形方式：滑移（由滑移面的位错运动造成）和孪生
细晶强化：通过晶粒细化，使金属材料具有综合力学性能（强度、塑性、韧性、硬度提高）---多晶体的塑型变形
加工硬化：由于塑性变形的变形度增加，使金属的强度、硬度提高，而塑性下降的现象。冷塑性变形对金属组织的影响:形成纤维组织，亚组织的细化，产生形变织构。
热变形加工、冷变形加工（再结晶温度以上/下）并不是以具体的温度区分
七、常存元素：锰，硅（有益元素；产生固溶强化）硫（有害元素；热脆）磷（有害元素；冷脆）
合金元素在钢中存在形式：1.合金铁素体2.合金碳化物3.非金属夹杂物
合金元素对淬火钢回火转变的影响：1.提高淬火钢的耐回火性2.回火时产生二次硬化现象3. 回火时产生第二类回火脆性。
八、铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金
根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁分三大类
1、白口铸铁：断口呈银白色；渗碳体形式（性能硬而脆，很难切削加工）
2、麻口铸铁：断口呈黑白相间的麻点；石墨和渗碳体（较大硬脆性）
3、灰口铸铁：断口呈暗灰色；游离石墨
（1）灰铸铁HT＋数字（最小抗拉强度值）：1.石墨呈片状（力学性能：抗拉强度、塑性和韧性均比相应基体的钢低。其它性能：（1）铸造性能良好（2）减摩性好（3）减振性强（4）切削加工性良好（5）缺口敏感性较低。特点：成本低，价格低廉，应用广泛。应用：机床床身、齿轮箱、皮带轮等）
（2）球墨铸铁QT＋数字（最小抗拉强度值）＋数字（伸长率值）：石墨呈球状（性能：1、力学性能：与灰口铸铁相比强度、塑性、韧性高2、其他性能：近似于灰铸铁，但易产生缩松。特点：一）特点（与钢相比）（1）加热稳定较高，淬火冷却速度较慢（2）高温时间要长（3）加热速度要缓慢（4）通过控制加热温度和保温时间，调整奥氏体中含碳量。应用：发动机曲轴、机床主轴、轻负荷齿轮等。）
（3）蠕墨铸铁RuT＋数字（最小抗拉强度值）：石墨介于片状与球状之间（性能：力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，铸造性能、减振性、导热性以及切削加工性都优于球墨铸铁，接近于灰铸铁）
（4）可锻铸铁（不能锻造）KTH或KTZ＋数字（最小抗拉强度值）＋数字（伸长率值）
：石墨呈团絮状。性能：力学性能优于灰铸铁，并接近球墨铸铁。用途：后桥外壳、低压阀门、曲轴等。）
九、铝合金分类：变形铝合金、铸造铝合金
固溶淬火（固溶热处理）：当合金加热到固溶线以上，保温后在水中快冷，其强度、硬度并没有明显升高，而塑性却得到改善的热处理。
时效强化（沉淀硬化）：固溶淬火后，铝合金的强度和硬度随时间而发生显著提高的现象
室温下进行的时效称为自然时效，加热条件下进行的时效称为人工时效。人工时效的强化效果不如自然时效效果好，但时间短。
变形铝合金：分为防绣铝、硬铝、超硬铝与锻铝等
铸造铝合金特点：铸造性能好，可进行各种成型铸造。合金系：最广泛~铝－硅系（铝硅明）、铝－铜系、铝－镁系、铝－锌系。
铜合金分类1、按化学成分：分为黄铜、青铜及白铜三大类，黄铜（普通黄铜（H70单相黄
铜、H68双相黄铜）、特殊黄铜）和青铜（Cu-Sn合金）应用较广。
十一、失效是指零件在使用过程中，由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而失去原设计的效能（1.零件完全不能工作；2.零件能工作，但不能完成指定的功能；3.零件有严重损伤而不能再继续安全使用。）
零件的失效形式：断裂失效、磨损失效、变形失效
选材的一般原则：1.使用性能2.工艺性3.经济型
1、机床齿轮选材：a、钢种：中碳钢（45钢）、中碳合金钢（40Cr钢）
b、热处理：1.预备热处理：正火（消除应力，细化组织），对于性能要求高的齿轮，进行调质处理（S回），获得良好的综合力学性能2.最终热处理：高频淬火＋低温回火→M回（提高耐磨性和疲劳抗力）
c、工艺路线：下料→锻造→正火→粗加工→调质处理→精加工→齿部高频淬火＋低温回火→磨削
2.汽车、拖拉机齿轮选材：a、钢种：低合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi（然后进行渗碳或渗氮共渗处理）
b、热处理：1.预备热处理：正火：消除应力，均匀细化组织，P+F 2.最终热处理：渗碳＋淬火＋低温回火（消除应力，降低脆性），心部组织为M回，材料的淬透性好；表层组织为M回＋残余奥氏体
c、工艺路线：下料→锻造→正火→机加工→渗碳＋淬火＋低温回火→喷丸（去除氧化皮）→磨削
3.机床主轴选材：a、钢种：中碳钢（45钢）、合金渗碳钢（40Cr钢、载荷较大）
b、热处理：1.预备热处理：正火（对毛坯正火，消除应力，细化组织）、整体调质→S回（得到较高的综合力学性能） 2.最终热处理：局部表面淬火＋低温回火→M回（满足局部高硬度和耐磨性要求）
c、工艺路线：下料→锻造→正火→粗加工→调质（得到较好的综合力学性能）→局部表面淬火＋低温回火→磨削加工→零件
较大冲击载荷和疲劳载荷用合金渗碳钢20Cr 或20CrMnTi制造
一、解释下列名词 1．淬透性与淬硬性; 2．相与组织; 3．组织应力与热应力； 4．过热与过烧； 5. 回火脆性与回火稳定性 6. 马氏体与回火马氏体 7. 实际晶粒度与本质晶粒度 8.化学热处理与表面热处理 淬透性：钢在淬火时获得的淬硬层深度称为钢的淬透性，其高低用规定条件 下的淬硬层深度来表示 淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度，即硬化能力 相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的 均匀组成部分称为相 组织：显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小 和分布的组合。 组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体（γ或A）向马氏体（M）转 变时间不一致而产生的应力 热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力 过热：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象 过烧：由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象回火脆性：在某些温度范围内回火时，会出现冲击韧性下降的现象，称为回 火脆性
回火稳定性：又叫耐回火性，即淬火钢在回炎过程中抵抗硬度下降的能力。 马氏体：碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。 回火马氏体：在回火时，从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏 体基础上的组织称为回火马氏体。 本质晶粒度：钢在加热时奥氏体晶粒的长大倾向称为本质晶粒度实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度，它直接影响钢 的性能。 化学热处理：将工件臵于待定介质中加热保温，使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。 表面淬火：：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下，利用快速加热 将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 二、判断题 1. （ ）合金的基本相包括固溶体、金属化合物和这两者的机械混合物。 错。根据结构特点不同，可将合金中相公为固溶体和金属化合物两类。 2. （ ）实际金属是由许多位向不同的小晶粒组成的。 对。 3. （ ）为调整硬度，便于机械加工，低碳钢，中碳钢和低碳合金钢在锻造 后都应采用正火处理。
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。（√）
1、什么是黄铜？ Cu-Zn合金为黄铜 2、固溶体的力学性能特点是什么？ 固溶体的强度和硬度都要比溶剂元素高，但塑性和韧性变化不大。这种由于溶质原子进入溶剂中使得金属材料的强度和硬度上升的现象称为固溶强化。 3、钢的本质晶粒度是指什么？ 本质晶粒度实际上是钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向。他只表示钢在一定范围内奥氏体晶粒长大的倾向性，亦即过热敏感性，并不代表奥氏体具体的晶粒大小。 4、灰铸铁的2个石墨化阶段完全进行得到的基体组织是什么？ 铁素体 5、制造手术刀常用什么材料？ 低合金刃具钢Cr06（3Cr13） 6、机械零件在正常工作条件下多数处于什么状态？ 弹塑性变形状态 7、在工业生产条件下金属结晶时，过冷度增大，则N、G将发生什么变化？ 在一定过冷度范围内，生核率N和生长率G是随过冷度的提高而增大，过冷度愈大，则N/G比值愈大 8、金属在冷变形过程后进行热加工，要进行一次退火，目的是什么？ 目的是使金属发生再结晶，消除加工硬化。 9、实际晶体的线缺陷是什么？ 晶格中的位错，所谓线缺陷可视为晶格中一部分晶体相对另一部分的局部滑移而造成的结果。 10、除钴外，大多数合金元素溶入奥氏体后，C曲线和过冷奥氏体将发生什么变化？ 除Co外，大多数溶于奥氏体的合金元素都使过冷奥氏体的稳定性增大，使C 曲线向右移，增大合金钢的淬透性。 11、含碳量相同的碳钢与合金钢在同一温度下回火，哪个钢更硬? 合金钢的硬度要比碳钢高 12、轴承合金钢组织应为什么？ 极细的回火马氏体和分布均匀的细粒状碳化物及少量残余奥氏 13、20号钢正常淬火后得到的马氏体组织形态是哪一种？ 板条状马氏体和针状马氏体的混合组织，板条状马氏体居多 14、20号钢正常淬火后得到的组织是什么？ 马氏体组织 15、T12钢正常淬火+低温回火后得到的硬度大约是多少？ 64HRC 16、45号钢为了得到回火索氏体应进行何种热处理？ 高温回火 17、碳素钢的质量高低决定于什么？ S、P的含量 18、为了减少GCr15钢制成的精密轴承在日后使用和存放过程中的变形，采用何种终处理方法？ 淬火后进行一次冷处理（-60～-80℃），以减少残余奥氏体的含量，然后再
第一章 2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线：①45钢，②铝青铜，③35钢，④硬铝，⑤纯铜。试问： （1）当外加应力为300MPa时，各材料处于什么状态？ （2）有一用35钢制作的杆，使用中发现弹性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少弹性变形？ （3）有一用35钢制作的杆，使用中发现塑性变形较大，如改用45钢制作该杆，能否减少塑性变形？ 答：（1）①45钢：弹性变形②铝青铜：塑性变形③35钢：屈服状态④硬铝：塑性变形⑤纯铜：断裂。 （2）不能，弹性变形与弹性模量E有关，由E=σ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大，所以不能减少弹性变形。 （3）能，当35钢处于塑性变形阶段时，45钢可能处在弹性或塑性变形之间，且无论处于何种阶段，45钢变形长度明显低于35钢，所以能减少塑性变形。 4．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ σb 、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW 答：σb抗拉强度，是试样保持最大均匀塑性的极限应力。 σs屈服强度，表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。 σ0.2条件屈服强度，作为屈服强度的指标。 σ-1疲劳强度，材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。 δ伸长率，材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。 HRC洛氏硬度，表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。 HBS布氏硬度，表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。 HBW布氏硬度，表示用硬质合金为压头测定的硬度值。 7.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；
土木工程材料课后习题 第一章 2、当某种材料得孔隙率增大时,表17内其她性质如何变化？(用符号表示:↑增大、↓下降、不变、？不定) 材料长期在水得作用下不被破坏,强度也不显著降低得性质称耐水性 用软化系数来表示K R=f b/f g 工程中将K R>0、85得材料瞧做就是耐水材料,可以用在水中或潮湿环境中得重要结构;用于受潮较轻或次要结构时,材料得K R值也不得低于0、75 4、材料发生渗水与冻融破坏得主要原因就是什么？如何提高材料得抗渗性与抗冻性？材料得孔隙率大,孔径大、开口并连通得空隙多、强度低就是发生渗水与冻融破坏得主要原因。 工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、减少裂缝或进行憎水处理等方法提高材料得抗渗性。 工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、提高材料得强度等方法提高材料得抗冻性。 5、什么就是材料得导热性？用什么表示？一般如何利用孔隙提高材料得保温性能？导热性就是指材料传导热量得能力。用导热系数来表示。 减少开口孔隙率,提高闭口孔隙率比例。 7、什么就是材料得耐久性？通常用哪些性质来反映？ 材料得耐久性就是指其在长期得使用过程中,能抵抗环境得破坏作用,并保持原有性质不变、不破坏得一项综合性质。 通常用抗渗性、抗冻性、抗老化与抗碳化等性质。 8、某工地有砂50t,密度为2、65g/cm3,堆积密度为1450kg/m3;石子100t,密度为2、70g/cm3,堆积密度为1500kg/m3、试计算砂石得空隙率,若堆积高度为1、2m,各需要多大面积存放？ 砂:绝对密实体积V1=50*1000/2650=18、87m3 自然状态下得体积V2=50*1000/1450=34、48m3 砂得空隙率为P1=(34、4818、87)/34、48=45、28% 存放面积为S1=3*34、48/1、2=86、2m2 石:绝对密实体积V3=100*1000/2700=37、04m3 自然状态下得体积V4=100*1000/1500=66、67m3 砂得空隙率为P2=(66、6737、04)/66、67=44、44% 存放面积为S2=3*66、67/1、2=166、675m2 第二章 3、花岗石与大理石各有何特性及用途？ 花岗石特性:(1)、密度大。(2)、结构致密,抗压强度高。(3)、孔隙率小,吸水率低。(4)、材质坚硬。(5)、装饰性好。(6)、耐久性好。 用途:用于高级建筑结构材料与装饰材料
实施六大工程创办特色学校 宝塔区第四中学创办于1958年，已经走过了了54年艰难、曲折而又辉煌的办学历程，从一个普通县（区）属中学，发展成为拥有两个校区，134个教学班，500多名教师，在校生近9000人的省级标准化高中和省级重点中学。近年来，在各级党委、政府及教育主管部门的正确领导和支持下，经过全体师生的共同努力，学校管理规范科学，教学质量稳步提升。2010年学校新一届领导班子成立之后，在深入调研的基础上，科学分析四中发展现状，提出了“创办特色学校”发展战略，为实施“创办特色学校”战略，推动学校科学发展，我们主要实施了六大工程。 工程一：校园文化工程---促进学校内涵发展 先进的校园文化是学校发展的灵魂，是师生共同追求的一种群体价值观。 2010年秋季，四中新一届领导班子成立以来，提出了“注重特色、丰富内涵、打造品牌、科学发展”的办学思想和“育人为本、改革创新、提高质量、创办名校”的办学理念，把创办特色学校作为学校发展战略目标。 为物化这一办学思想，我们加强了校园环境建设，对老校区进行了改造，建设了校内花园，在新老校区建设中突出了人
文性和园林化。在新校区校园广场竖立了“同心”主题雕塑，激发学生团结、奋进、自强不息，形成了具有四中特色的校园环境文化。 为物化这一办学思想，我们加强了学校教学楼楼层励志文化建设，各教学楼楼层墙面上、拐角处、横梁上，张贴了精选的大量的励志哲言、名人名言、感动中国人物的颁奖词、推荐词、获奖感言、世界名校、中国名校及考入中国各个名校的四中学生照片，形成了具有四中鲜明特色的校园励志文化。 为物化这一办学思想，我们加强了学生行为规范教育、养成教育和文明礼仪教育，开展“人人动手、爱我家园”环境卫生综合整治活动，开展禁烟控烟、创建无烟校园活动。通过这些德育实践活动，使师生行为成为四中精神和办学思想的承载者，形成了具有四中鲜明特色的校园行为文化。 长期以来，形成了生机盎然、整洁优美、宁静有序、健康和谐的校园环境，使学生心有所依、目有所染、行有所范，2011年，学校再次被命名为“陕西省文明校园”。 工程二：队伍建设工程---促进学校持续发展 四中在教师队伍建设上坚持以人为本，按照创办特色学校的战略要求加强了两支队伍建设。 在领导班子队伍建设上，我们主要做到以下六个方面： 一是建立了领导班子理论学习制度，不断提高班子成员的政策理论水平、思想道德水平和科学管理水平。二是严格落实
第一章金属材料的力学性能 一、判断 1.对同一机器中受力不同的零件，材料强度高的一般不会变形，材料强度低的一般先产生变形。×； 2.对没有明显屈服现象的材料，其屈服强度可用条件屈服强度表示。√； 3.对同一金属材料，短试样的伸长率大于试样的伸长率。√； 4.布氏强度试验具有测定数据准确、稳定性高等优点，所以主要用于各种成品件的硬度测定。×； 5.洛氏实验时，一般测试三次读数的算术平均值作为硬度值。√； 二、选择 1.拉伸实验测定材料的A B; 2.有一淬火钢成品零件，需进行硬度测定，应采用D; 三、问答题 1.说明拉伸曲线的绘制原理，画出低碳钢的拉伸曲线图，并标出开始出现屈服时的我载荷荷断裂前承受的最大载荷载曲线中的相应位置？答：试验时，将标准试样装夹在拉伸试验机上，缓慢地进行拉伸，使试样承受轴向拉力，直至拉断为止。试验机自动记录装置可将 整个拉伸过程中的拉伸力和伸长量描绘在以拉伸力 F 为纵坐标，伸长量l 为横坐标的图上，即得到力一 伸长量曲线，如图示。 2.比较说明布氏硬度实验和洛氏硬度实眼的优缺点 及其应用？答：布氏硬度：优点：压痕大，能反映 出较大范围内被测试金属的平均硬度，结果准确； 缺点：因压痕大，不宜测试成品或薄片金属的硬度。洛氏硬度：优点：操作迅速简便，由于压痕小，故可在工件表面或较薄的金属上进行试验；同时，采用不同标尺，可测出从极软到极硬材料的硬度。缺点：因压痕较小，对组织比较粗大且不均匀的材料，测得的硬度不够准确。 四、应用题 一批用同一钢号制成的规格相同的紧固螺栓，用于A\B两种机器中，使用中A机器中的出现了明显的塑性变形，B机器中产生了裂纹试从实际承受的应力值说明出现上述问题的原因，并提出解决该问题的两种方案？答：A机器中螺栓出现了塑性变形的原因是实际受到的应力接近屈服极限即σ≧σs；B机器中出现裂纹的原因是实际受到的应力接近强度极限即σ≧σb； 解决该问题的两种方案 (1)更换强度更高的螺栓材料； （2）增大螺栓的截面直径。 第二章金属及合金晶体结构与结晶 一.判断题 1.在通常情况下，处于固态的金属都是晶体。√； 2.实际金属一般都是单晶体，由 于在不同方向上原子排列密度不同，所以存在“各向异性”。×； 3.在同一金属中各晶粒原子排列向虽然不同，但其大小事相同的×；4.因实际金属材料是多晶体，
作业1 一、名词解释 固溶强化、过冷度、变质处理、铁素体、奥氏体、同素异构转变 二、填空题 1、材料常用得塑性指标有—伸长率______ —_与——断面收缩率_______ 两种，其中 断面收缩率______ _ 表示塑性更接近材料 得真实变形。 2、检验淬火钢成品件得硬度一般用__洛氏硬度______ 硬度，检测渗氮件与渗金属件得硬度采用——维氏硬度—硬度。 3、实际金属中存在有—点______ _、__ 线——与____________ 面—3类缺陷。位
错就是___________ 线缺陷，晶界就是_ —面_______ 缺陷。金属得晶粒度越小，晶 界总面积就越_________ 大—_，金属得强度 也越—高―—. 4、铁得同素异构体转变为. 5、金属在结晶过程中，冷却速度越大，则过冷度越大，晶粒越_大，强度与硬度越强____,塑性越—差 _ ___ 。 6、纯铁在912C发生a—F e^Y-F e 转变，其体积将——增大_____ 。 7、在实际生产中，若要进行热锻或热轧时，必须把钢加热到奥氏体—相区。
8在缓慢冷却条件下，含碳0、8%得钢比含碳 1、2 %得钢硬度低，强度 _ 低_ _。 三、选择题 1 、材料断裂之前所能承受得最高应力就是（A ）。 A o ab B o as C. a0 2 D . ap 2、材料得刚度可以通过下列哪种方法提高（B ）o A 、热处理 B 、合金化 C 、增加横截面积 3、材料得使用温度（A ）o A、应在其韧脆转变温度以上 B、应在其韧脆转变温度以下
C、应与其韧脆转变温度相等 D、与其韧脆转变温度无关 4、在作疲劳试验时，试样承受得载荷为——C___ . ? A。静载荷 B.冲击载荷 C .交变载荷 5、两种元素组成金属化合物，则其晶体结 构( C )。 A。与溶剂得相同B。与溶质得相同 C .与溶剂、溶质得都不相同 D.就是两种元素各自结构得混合体 6、固溶体得结构与( A )相同。? A。溶质 B .溶剂 C。结构与任一组元都不相同
工程材料及成形技术作业题库 一. 名词解释 1.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 2.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。 3.同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 4.晶体的各向异性：金属各方向的具有不同性能的现象。 5.枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀的现象。 6.本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向。 7.淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 8.淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。 9.临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。 10.热硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。 11.时效强化：经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。 12.形变强化：由于塑性变形而引起强度提高的现象。 13.调质处理：淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。 14.变质处理：在浇注是向金属液中加入变质剂，使其形核速度升高长大速度减低，从而实现细化晶粒的处理工艺。 15.顺序凝固原则：铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。 16.孕育铸铁：经过孕育处理的铸铁。 二. 判断正误并加以改正 1.细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性.（×） 2.结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大. （×） 3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。（√） 4. 单晶体必有各向异性. （√） 5. 普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的. （×） 6. 过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒. （×） 7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（√） 8. 马氏体的晶体结构和铁素体的相同. （×） 9. 面心立方金属的塑性比体心立方金属的好. （√） 10. 铁素体是置换固溶体. （×） 11. 晶界是金属晶体的常见缺陷. （√） 12. 渗碳体是钢中常见的固溶体相. （×） 13. 金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行.（√） 14. 金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象. （√） 15. 上贝氏体的韧性比下贝氏体的好 . （×） 16. 对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网. （×） 17. 对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度. （√） 18. 淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk. （×） 19. 高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性. （×） 20. 无限固溶体必是置换固溶体. （√） 21. 金属的晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差. （×） 22. 所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度. （√）
工程材料试题及答案 工程材料试题及答案 在现实的学习、工作中，我们都不可避免地要接触到试题，试题是考核某种技能水平的标准。什么类型的试题才能有效帮助到我们呢？以下是小编为大家收集的工程材料试题及答案，欢迎阅读与收藏。 1、金属材料的使用性能包括物理性能、（）和（）。答案：化学性能力学性能 2、金属材料的工艺性能包括锻造、（）、（）等。答案：铸造焊接 3、变化很慢的载荷称为（）载荷。答案：静 4、在短时间内以高速度作用于零件上的载荷称为（）载荷。答案：冲击 5、大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为（）载荷。答案：交变 6、变形一般分为（）变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为（）变形。答案：弹性塑性 7、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗（）或（）的能力。答案：塑性断裂 8、强度常用的衡量指标有（）和（）。答案：屈服点抗拉强度 9、如果零件工作时所受的应力低于材料的（）和（），则不会产生过量的塑性变形。答案：屈服点σs 210、有一钢试样其横截面积为100mm，已知钢试样的σs＝314MPa，σb＝530MPa 。拉伸试时，当受到拉力为（）时，试样出现屈服现象，当受到拉力为（）时，试样出现缩颈. 答案：31400 53000 11、断裂前金属材料产生塑性变形的能力称为塑性。金属材料的（）和（）的数值越大，表示材料的塑性越好。答案：断后伸长率断面收缩率 12、一拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10 mm拉断后试样的标距长度为79 mm，缩颈处的最小直径为4.9 mm,此材料的伸长率为（）,断面必缩率为（）。答案：58% 73% 13、填出下列力学性能指标的符号：符号：抗拉强度（），洛氏硬度C标尺（）。答案：σb HRC 14、符号：断面收缩率（），冲击韧度（）。答案：φ Ak 15、500HBW5/750表示用直径为5mm, 材料为硬质合金球形压头，在7350 N压力下，保持（）s,测得的硬度值是（）。答案：10—15 500 16、金属材料抵抗（）载荷作用而（）能力，称为冲击韧性。答案：冲击不破坏 17、原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体，原子呈有序、有规则排列的物体称为（）。一般固态金属都属于（）。答案：晶体晶体 18、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为（）。通过两个或两个以上原子中心的连
2、试分析说明铁素体钢、奥氏体钢、莱氏体钢的形成原因。 答： ①某些合金元素的加入会是奥氏体区缩小，特别是Cr、Si含量高时将限制奥氏体区，甚至完全消失，使得室温下只有单相铁素体组织存在。如高Cr含量的铬不锈钢。 ②某些合金元素的加入会使奥氏体相区扩大，特别是Ni、Mn。当钢中加入大量这类元素时，甚至可使A1、A2、Acm线将至室温一下，从而获得在室温下只有单相奥氏体存在的所谓奥氏体钢。如高Mn含量的耐磨钢。 ③大部分合金元素可使Fe-Fe3C相图中E点左移，因此，含碳量相同的碳钢和合金钢具有不同的显微组织。某些高碳合金钢中就会出现莱氏体组织，称为莱氏体钢。如高速钢。 3、试根据合金元素与碳的相互作用进行分类，并指出： （1）哪些元素是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？ Ti、V、Cr、Mo、W、Mn、Zr、Nb; Co、Ni、Cu、B、Al、Si （2）哪些元素为弱碳化合物形成元素？性能特点如何？ Mn 除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，几乎都溶于铁素土和奥氏体中 （3）哪些元素为强碳化物形成元素？性能特点如何？ 答：Ti、V、Zr、Nb； 和碳有极强的亲和力，只要有足够的碳，在适当的条件下，节能形成他们自己特殊的碳化物，仅在缺少碳的情况下，才以原子状态溶于固溶体中。 （4）何为合金渗碳体，与渗碳体相比，其性能如何？ 合金元素溶于渗碳体中即为合金渗碳体。铁原子可以被其他金属原子所置换，形成以间隙化合物为基体的固溶体，一般把它们称为合金渗碳体。 5、合金元素提高钢挥霍稳定性的原因是什么？常用以提高回火稳定性的回火稳定性的合金元素有哪些？ 答 是指钢对回火时发生软化过程的抵抗能力。由于合金元素强碳化物形成元素能使铁、碳原子扩散速度减慢，使淬火钢回火加热时马氏体不易分解，析出的碳化物也不易聚集长大，保持一种较细小、分散的组织状态，。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，从而使钢的硬度随回火温度的升高而下降的程度减弱，即提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。 6、分析碳及合金元素在低合金高强度钢中的作用，提高低合金高强度钢韧性的途径是什么？ 答：（1）碳的质量分数一般低于0.2%，以保证良好的焊接性、冷成型性和低温韧性；（2）合金元素以Mn为主（国外以Cr、Ni为主），锰的质量分数最高可达1.8%，并辅以少量的V、Ti、Mo、Nb、B等元素。合金元素主要作用是强化铁素体，细化铁素体晶粒，使钢的强度与韧性都得到改善；
工程材料 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 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？
1-5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。（1）检查锉刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片； （1）检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。 （3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。（5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 2-4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性？ 单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的；多晶体是由很多个小的单晶体所组成的，每个晶粒的原子位向是不同的。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。 2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。 理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响，使这些原子排列受到干扰和破坏，内部总是存在大量缺陷。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。 2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。 间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。 3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。若该合金以及慢速度冷却至室温，求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。
第2章 1.合金元素在金属中的存在形式有哪几种？它们各自有什么特点？ 答：①固溶体。固溶体保持着溶剂的晶格类型，但由于溶质原子的溶入，将会使固溶体的晶格常数发生变化而形成晶格畸变，增加了变形抗力，因而导致材料强度、硬度提高。 ②金属化合物。金属化合物的晶格类型和性能不同于组成它的任一组元，一般熔 点高，硬而脆，生产中很少直接使用单相金属化合物的合金。但当金属化合物呈细小颗粒状均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高。 2. 什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 答：固溶强化是通过溶入溶质元素，使固溶体强度和硬度提高的现象。 原因：溶入固溶体中的原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使塑性变形更加困难，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。 3.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（3分） ①金属模浇注（＜）砂模浇注 ②铸成薄件（＜）铸成厚件 ③浇注时采用震动（＜）不采用震动 例1：铁素体；碳在a-Fe中的固溶体 再结晶；冷变形组织在加热时重新彻底改组的过程 枝晶偏析；在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象。 例2.何谓碳钢中的铁素体、渗碳体、珠光体？他们的力学性能各有何特点？ 铁素体——碳在α-Fe中的间隙固溶体，软而韧。 渗碳体——碳与铁形成的间隙化合物，硬而脆。 珠光体——铁素体与渗碳体形成的层片状交替排列的机械混合物，良好的综合力学性能。 例3. 在金属结晶过程中，细化晶粒的方法及其原理？ ①提高冷却速度增大过冷度可使晶粒细化。冷却速度越大，过冷度越大。所 以，控制金属结晶时的冷却速度就可以控制过冷度，从而控制晶粒的大小。 ②变质处理（孕育处理）就是在浇注前，向液体中加入某种物质（称变
《工程材料》 判断题 1、珠光体是铁素体与渗碳体的机械混合物A 1. A.√ 2. B.× 2、可锻铸铁中，石墨是团絮状的，有较高强度和一定塑韧性，所以可以锻造。B 1. A.√ 2. B.× 3、正火是将钢加热到临界温度以上一定范围保温一定时间，然后空冷的热处理工艺。 A 1. A.√ 2. B.× 4、上贝氏体是由过饱和的铁素体和渗碳体组成。A 1. A.√ 2. B.× 5、把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做面缺陷。B 1. A.√ 2. B.× 6、实际金属中位错密度越大、晶界和亚晶界越多，其强度越高。A
1. A.√ 2. B.× 7、金属材料在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫强度。A 1. A.√ 2. B.× 8、选材的一般原则包括满足零件使用性能、工艺性、经济性、环保和资源合理利用。A 1. A.√ 2. B.× 9、贝氏体是过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物。A 1. A.√ 2. B.× 10、奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。B 1. A.√ 2. B.× 11、钢的淬火后进行高温回火的工艺称为调质，其组织为回火索氏体。A 1. A.√ 2. B.×
12、零件失效形式包括变形失效、磨损失效、断裂失效。A 1. A.√ 2. B.× 13、表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。B 1. A.√ 2. B.× 14、调质钢经淬火和高温回火后的组织是回火马氏体。B 1. A.√ 2. B.× 15、在一般情况下，金属结晶后晶粒越细小，则其强度越好，而塑性和韧性越差。B 1. A.√ 2. B.× 16、在铁碳合金中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达0.77%。B 1. A.√ 2. B.× 17、衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。B 1. A.√
2020 智慧树，知到《工程材料》章节 测试完整答案 绪论单元测试 1、判断题：材料的显微组织包括组成材料的各种相的组成与结构，相的大小、形态和分布。 选项： A: 错 B: 对 答案: 【对】 2、多选题： 工程材料可分为( ) 选项： A: 无机非金属材 料 B: 金属材料 C: 高分子材料 D: 复合材料 答案: 【无机非金属材料;金属材料;高分子材料;复合材料】3 、多选题： 学习工程材料课程的目的( ) 选项： A: 掌控工程材料性能
B: 浪费时间 C: 探索工程材料奥妙 D: 助力高端装备制造 答案: 【掌控工程材料性能 ;探索工程材料奥妙 ; 助力高端装备制 造】 第一章 单元测试 1 、单选题： 材料受力时抵抗弹性变形的能力，称为 ( ) 选项： A: 塑性 B: 抗拉强度 C: 弹性模量 D: 屈服强 度 答案 : 【弹性模量】 2 、单选题： 下列符号表示洛氏硬度单位的是 ( ) 选项： A:HRC B:HS C:HSW D:HBW 答案 : 【HRC 】 3 、多选题： 在 ( ) 情况下，材料所受外加应力低于屈服强度也会发生断
裂。 选项： A: 平面应变 B: 疲劳 C: 高温 D: 室温 答案: 【平面应变;疲劳; 高温】 4、判断题： 腐蚀是一个电化学过程，腐蚀过程中有电流产生 选项： A: 对 B: 错 答案: 【对】 5、多选题：下列性能属于材料工艺性能的是( ) 选项：A: 抗拉强度 B: 铸造性 C: 焊接性 D: 切削加工性 答案: 【铸造性;焊接性; 切削加工性】 6、判断题： 铸铁的铸造性能比铸钢好。 选项：
一、名词解释： 1.红硬性：是指钢在受热条件下，仍能保持足够高的硬度和切削能力，这种性能称为钢的 红硬性。 2.二次硬化现象：一些淬火钢在500—600°C回火时，从马氏体中析出弥散的碳化物，是 钢的硬度大大提高的现象。 3.回火稳定性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。 4.蓝脆现象：低碳钢在300—400°C的温度范围内出现反常的抗拉强度σb升高，屈服强 度δk降低的现象。 5.比强度：强度与密度之比。比模量：弹性模量与密度之比。 6.回火脆性：是指在某些温度范围内回火会出现冲击韧性下降的现象。 7.淬透性：是指钢淬火时获得的淬硬层深度。淬硬性：是指钢淬火后所能达到的最高硬度， 即硬化能力。 8.水韧处理：是指将普碳钢在950°C加热后水冷和在400°C回火处理。 9.孕育处理：在浇注前往铁水中加入少量强烈促进石墨化的物质进行处理。 10.球化处理：在浇注前往铁水中加入一定量球化剂，以促使石墨结晶时长成为球状的工艺。 11.热强性：指耐热钢在高温和载荷作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。 二、简答： 1. 构件用钢力学性能的三大特点。：1）屈服现象2）冷脆现象3）时效现象 2. S、P等有害元素在钢中以何种形式存在？1）溶入铁素体、马氏体、奥氏体中，以固溶体的溶质形式形式存在。2）形成强化相。3）形成非金属夹杂物4）以游离态或自由态存在。 3. 钢的强化机制有那几种？1）固溶强化2）晶界强化3）第二相粒子的弥散强化4）位错强化 4. 奥氏体层错能对钢的力学性能有何影响？答：层错能越低越有利于位错扩展和形成层错，使横滑移困难，导致钢的加工硬化趋势增大。层错能影响钢的加工变形以及耐蚀、耐磨性能等。 5. 如何改善钢的塑韧性？答：1）减少钢中第二相粒子的数量。2）提高基体组织的塑性3）提高组织的均匀性。4）细化晶粒5）控制碳含量 6. 合金元素对钢的想变有哪些影响？答：改变了奥氏体相区的大小。2）改变了钢的共析温度。3）所有合金元素均使共析点位置左移。4）影响着铁和碳原子的扩散，从而影响奥氏体化的过程。5）除Al、Co以外的合金元素使C曲线右移。 7. 工程应用中对构件用钢有哪些性能要求？答：1）力学性能要求：弹性模量E大，刚度较好，σs、σb较高，而δk、ψk较好，缺口敏感性及冷脆倾向性较小。2）具有一定的耐大气腐蚀和耐海水腐蚀性能。3）具有良好的冷变形性能和焊接性能。 8. 普低钢的化学成分有哪些特点？答：1）低碳、低合金元素，基本上不加Cr、Ni 2）主加合金元素为Mn，辅加合金元素为Al、Ti、V、Nb等 3）加入铜和磷改善耐大气腐蚀性能 4）加入稀土元素脱硫去气，以净化钢材。 9. 机器零件用钢的种类，并各举一例钢号。答：调质钢（40Cr ，热处理：淬火+高温回火，组织：回火索氏体）、弹簧钢（65Mn ，热处理：淬火+中温回火，组织：回火屈氏体）、渗碳钢（20Cr ，热处理：渗碳+淬火+低温回火，组织：回火马氏体）、轴承钢（GCr9 ，热处理：淬火+低温回火，组织：回火马氏体） 10. 调质钢的组织特点有哪些？性能要求如何？答：组织特点：强化相为弥散均匀分布的粒状碳化物，组织均匀性好，作为基体组织的铁素体晶粒细小。性能要求：高的屈服强度和疲劳极限，良好的冲击韧性和塑性，轴的表面和局部有一定的耐磨性。 11. 机器零件用钢的力学性能要求？答：1）高的疲劳强度。2）有高的屈服强度、抗拉强
第1章 材料的基本性质 1、烧结普通砖的尺寸为240mm×115mm×53mm ，已知其孔隙率为37%，干燥质量为 2487g ，浸水饱和后质量为 2984g 。求该砖的密度、干表观密度、 吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。 解：砖自然状态下的体积：3 300.2400.1150.053 1.462810m V -=??=? 干表观密度：3030 2.4871700kg/m 1.462810m V ρ-===? 由孔隙率0001700100%1100%1100%37%V V P V ρρρ-????=?=-?=-?= ? ????? 得砖的密度：ρ＝2698 kg/m 3 吸水率：29842487100%100%20%2487 m m W m =?=?=干吸吸干－－ 开口孔隙率： 3029842487()/100%/1.462810100%34%1000m m P V ρ-??-??=?=??=???????? 干吸开水－ 闭口孔隙率：37%34%%P P P ==开闭--＝3 2、已知碎石的表观密度为cm 3，堆积密度为cm 3，求 松散状态的碎石，需要多少松散体积的砂子填充碎石的空隙 若已知砂子的堆积密度为 /cm 3，求砂子的重量为多少 解：0000002.5 1.5100%1100%1100%43%2.5 2.65V V V P V ρρ??''-??'=?=-?=-?= ? ?'???? －＝ V 0＝ 所以，填充碎石空隙所需砂子的体积为：300 2.5 1.425 1.075m V V '-=-= 或30 2.543% 1.075 m V P '?=?= 沙子的重量：××103＝ 3．某地红砂岩，已按规定将其磨细，过筛。烘干后称取50g ，用李氏瓶测得其体积为。另有卵石经过清洗烘干后称取1000g ，将其浸水饱和后用布擦干。又用广口瓶盛满水，连盖称得其质量为790g ，然后将卵石装入，再连盖称得其质量为1409g ，水温为25℃，求红砂岩及卵石的密度或视密度，并注明哪个是密度或视密度。
工程材料习题 ＜习题一＞ 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。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，所以测岀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，材料在缺口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岀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。此外，不同温度下的冲击试验可以测定材料的冷脆转变温度。同时，冲击韧性对某些零件（如装甲板等）抵抗少数几次大能量冲击的设计有一定的参考意义。 7、产生疲劳断裂的原因一般认为是由于在零件应力集中的部位或材料本身强度较低的部位，如原有裂纹、软点、脱碳、夹杂、刀痕等缺陷，在交变应力的作用下产生了疲劳裂纹，随着应力循环周次的增加，疲劳 裂纹不断扩展，使零件承受载荷的有效面积不断减小，当减小到不能承受外加载荷的作用时，零件即发生突然断裂。 可以通过以下途径来提高其疲劳抗力。改善零件的结构形状以避免应力集中；提高零件表面加工光洁度； 尽可能减少各种热处理缺陷（如脱碳、氧化、淬火裂纹等）；采用表面强化处理，如化学热处理、表面淬火、 表面喷丸和表面滚压等强化处理，使零件表面产生残余压应力，从而能显著提高零件的疲劳抗力。 8断裂韧性表示材料抵抗裂纹扩展的能力。 断裂韧性的实用意义在于：只要测岀材料的断裂韧性，用无损探伤法确定零件中实际存在的缺陷尺寸， 就可以判断零件在工作过程中有无脆性开裂的危险；测得断裂韧性和半裂纹长度后，就可以确定材料的实际 承载能力。所以，断裂韧性为设计、无损伤探伤提供了定量的依据。 ＜习题二＞ 1、略 2、金属键，大量自由电子，良好导电导热性，又因金属键的饱和性无方向性，结构高度对, 故有良好 的延展性。 离子键，正负离子的较强电吸引，导致高硬度，高熔点，高脆性，因无自由电子，固态导电性差。 共价键，通过共用电子对实现搭桥联系，键能高，高硬度，高熔点，高介电性。分子键，因其结合键能低，低熔点，低强度，高柔顺性。 3、有体心立方，面心立方，密排六方三种，其排列特点见表2-1 a -Fe，3 -Fe，Cr，V 属体心，
工程材料题库 常用的铸铁是有灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁和蠕墨铸铁。 随着金属冷变形程度的增加，材料的强度和硬度升高，塑性和韧性下降。 珠光体是由渗碳体和铁素体组成的机械混合物。 热处理工艺过程由加热保温和冷却三个阶段组成。 共析钢中奥氏体形成的四个阶段是：（奥氏体晶核的形成），(奥氏体晶核的长大) 残余FeC溶解，奥氏体均匀化。 常见钢的退火种类有：完全退火、（等温退火）和（球化退火） 马氏体的显微组织形态主要有（板条）状、（片(针)）状两种。其中（板条）状M的韧性较好。 材料在一定的淬火剂中能被淬透的（深度）越大，表示淬透性越好。 低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）个阶段。 常用测定硬度的方法有（布氏硬度）、（洛氏硬度）和（维氏硬度）。 在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧性指标随之（提高）。 常用刀具材料包括（高速钢）、(硬质合金) 、金刚石、立方氮化硼和陶瓷刀具。 根据结晶时的形核和长大规律，工业采用的细化晶粒方法包括（增大过冷度）、（变质处理）、搅动和振动。 金属结晶的基本过程晶核的形成、晶核的长大。 素形成热脆，磷元素形成冷脆。 金属和有色金属两类。 最简单、最基本的位错有刃型位错和螺型位错。 铁素体：二次渗碳体：珠光体：退火：奥氏体：调质：固溶体：硬度：固溶强 化： .冲击韧性：疲劳强度：淬火： 什么是力学性能？载荷有几种、分别对应哪些力学性能？ 答;材料在一定外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。 载荷。 载荷分为静载荷力学性能动载荷力学性能 静载荷力学性能可分为屈服强度、抗拉强度、刚度、塑性、硬度 动载荷力学性能可分为冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性 为什么要控制金属凝固后的晶粒度？控制晶粒度的方法有哪些？ 答：通过控制金属凝固后的晶粒度可以改变金属的性能 工业采用的细化晶粒方法包括（增大过冷度）、（变质处理）、搅动和振动。 何谓金属的同素异构转变？并以纯铁举例和说明其在热处理中的作用。