工程材料—1

《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。

名词解释1.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

2.均质形核：在均一的液相中，靠自身的结构起伏和能量起伏形成新相核心的过程。

3.非均质形核：是液态金属依附于杂质而生成晶核的过程。

4.冷变形:金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。

5.热变形：金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。

6.加工硬化：随着冷变形的增加，金属的强度、硬度增加；塑性、韧性下降的现象。

7.再结晶：冷变形后的金属被加热到较高的温度时，破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。

和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。

8.纤维组织：在塑性变形中，随着变形量的增加，其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长，由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。

当变形量较大时，晶粒被拉成纤维状，此时的组织称为“纤维组织”9.锻造流线：在锻造时,金属的脆性杂质被打碎 ,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布 , 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。

10.同素异构转变：某些金属，在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的过程，称为同素异构转变11.变质处理：在液态金属结晶前，人为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。

12.珠光体：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。

铁素体和渗碳体呈层片状。

13.奥氏体：奥氏体是碳在γ-Fe 中形成的间隙固溶体14.铁素体：铁素体是碳在α-Fe中形成的间隙固溶体15.固溶体：合金组元通过相互溶解形成一种成分和性能均匀且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。

16.固溶强化：溶质原子溶入到溶剂晶格中形成固溶体，并使溶剂晶格产生畸变，而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。

17.金属化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。

2.解释下列名词：1）珠光体索氏体屈氏体贝氏体马氏体；2）奥氏体过冷奥氏体3）退火正火淬火回火4）淬火临界冷却速度（Vk）淬透性淬硬性；5）再结晶重结晶6）调质处理• 3.指出A1、A3、Acm；AC1、AC3、Accm ；Ar1、Ar3、Arcm 各临界点的意义。

• 1.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 2.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 3.马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？• 4.何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。

• 1.珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 2.贝氏体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？• 3.马氏体组织有哪几种基本类型？它们在形成条件、晶体结构、组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？• 4.何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。

• 5.何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？• 6.正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？•7. 淬火的目的是什么？亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明。

•8.淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别？影响钢淬透性的因素有哪些？影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？•9.回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。

•10.指出下列组织的主要区别：•（1）索氏体与回火索氏体；•（2）屈氏体与回火屈氏体；•（3）马氏体与回火马氏体。

•11.化学热处理包括哪几个基本过程？•12.说明共析钢 C 曲线各个区,各条线的物理意义，并指出影响 C 曲线形状和位置的主要因素。

工程验收资料33353工程管理验收资料施工内容划分为工程材料、施工试验、施工记录、验收记录、资料整理几个方面。

一、工程材料1.1.1工程材料主要包括建筑材料、成品、半成品、构配件、设备等，建筑工程所使用的工程材料均应有出厂质量证明文件（包括产品合格证、质量合格证、检验报告、试验报告、产品生产许可证和质量保证书等）。

质量证明文件应反映工程材料的品种、规格、数量、性能指标等，并与实际进场材料相符。

1.1.2质量证明文件的复印件应与原件内容一致，加盖原件存放单位公章，注明原件存放处，并有经办人签字和时间。

1.1.3建筑工程采用的主要材料、半成品、成品、构配件、器具、设备应进行现场验收，有进场检验记录；涉及安全、功能的有关材料应按工程施工质量验收规范及相关规定进行复试或有见证取样送检，有相应试（检）验报告。

1.1.4涉及结构安全和使用功能的材料需要代换且改变了设计要求时，应有设计单位签署的认可文件。

1.1.5涉及安全、卫生、环保的材料应有有相应资质等级检测单位的检测报告，如压力容器、消防设备、生活供水设备、卫生洁具等。

1.1.6凡使用的新材料、新产品，应有由具备鉴定资格的单位或部门出具的鉴定证书，同时具有产品质量标准和试验要求，使用前应按其质量标准和试验要求进行试验或检验。

新材料、新产品还应提供安装、维修、使用和工艺标准等相关技术文件。

1.1.7进口材料和设备等应有商检证明(国家认证委员会公布的强制性认证[CCC]产品除外)、中文版的质量证明文件、性能检测报告以及中文版的安装、维修、使用、试验要求等技术文件。

1.1.8建筑电气产品中被列入《第一批实施强制性产品认证的产品目录》（2001年第33号公告）的，必须经过"中国国家认证认可监督管理委员会"认证，认证标志为"中国强制认证（CCC）"，并在认证有效期内，符合认证要求方可使用。

1.2.1 工程材料进场报验1.工程材料进场后，施工单位应进行检查（外观、数量及质量证明文件等），自检合格后填写工程材料进场报验表，报请监理单位验收。

大一工程材料考试知识点工程材料是工程领域中非常重要的一门学科，它涉及到各种建筑、桥梁、道路、水利等工程中所使用的材料及其性能。

对于大一学生来说，掌握工程材料的基本知识点，不仅对于学习和理解后续专业课程有很大的帮助，而且也为将来从事相关工作打下了基础。

本文将介绍一些大一工程材料考试的重点知识点，希望能够对大家有所帮助。

一、材料的分类工程材料可以按照不同的性质和用途进行分类。

一般而言，它们可以分为金属材料、无机非金属材料和有机非金属材料三类。

其中，金属材料具有良好的导电、导热和机械性能，包括钢、铁、铝等常见的金属。

无机非金属材料主要由无机化合物组成，可以分为陶瓷材料、玻璃材料、胶凝材料等。

而有机非金属材料则是由碳和其他元素组成，包括塑料、橡胶等。

二、材料的结构与性能材料的结构与性能密切相关。

在考试中，常常会考察材料的晶体结构和非晶体结构。

晶体结构是指材料中的原子或分子按照一定的规则排列形成的有序结构，而非晶体结构则是指材料中的原子或分子没有明确的长程有序排列。

晶体结构和非晶体结构的不同会影响材料的性能，如硬度、韧性、导热性等。

三、力学性能在工程实践中，我们经常需要考虑材料的力学性能，包括强度、刚度、韧性等。

强度是指材料在受力时能够承受的最大应力，通常通过拉伸试验来测试。

刚度是指材料在受力时的变形程度，可以通过弹性模量来表示。

而韧性则是指材料在受力时能够吸收变形能量的能力。

四、热学性能热学性能是指材料在受热或受冷时的行为。

考试中，我们需要了解材料的热膨胀性、导热性和热传导性等性能。

热膨胀性是指材料在受热或受冷时体积的变化情况。

而导热性和热传导性则分别用来描述材料传热的能力和方式。

五、耐久性在实际工程中，材料的耐久性是一个重要考量因素。

考试中，我们需要了解材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐疲劳性等。

耐腐蚀性指材料在受到化学物质或其他环境因素侵蚀时的稳定性。

而耐磨性则是指材料抵抗磨损和刮擦的能力。

耐疲劳性则是指材料在受到循环加载时的抗损伤能力。

习题一材料的结构与性能（二）填空题1．金属晶体中最主要的面缺陷是___晶界____。

2．γ-Fe、α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为__4_、___2_。

（三）选择题1．晶体中的位错属于____ c ___。

a．体缺陷b．面缺陷c．线缺陷d．点缺陷2．两组元组成固溶体，则固溶体的结构____ a ___。

a．与溶剂相同b．与溶剂、溶质都不相同c．与溶质相同d．是两组元各自结构的混合3．间隙固溶体与间隙化合物的___ d ______。

a．结构相同，性能不同b．结构不同，性能相同c．结构相同，性能也相同d．结构和性能都不相同（四）是非题1．金属多晶体是由许多结晶方向相同的多晶体组成。

×2．形成间隙固溶体的两个元素可形成无限固溶体。

×3．间隙相不是一种固溶体，而是一种金属间化合物。

√三、金属材料的性能（二）填空题1．材料常用的塑性指标有____断后伸长率(δ)___和_断面收缩率(ψ)______两种，2．检测淬火钢成品件的硬度一般用__HRC_____硬度，检测退火件、正火件和调质件的硬度常用__HRB_____硬度。

3．材料的工艺性能是指_铸造性能______、_锻压性能______、_焊接性能______、_切削加工性能______、_热处理工艺性能______。

（三）选择题1．在作疲劳试验时，试样承受的载荷为__ c ____。

a．静载荷b．冲击载荷c．交变载荷2．洛氏硬度C标尺使用的压头是___ b ___。

a．淬硬钢球b．金刚石圆锥体c．硬质合金球（四）是非题1．材料的强度高，其硬度就高，所以刚度大。

×2．碳的质量分数越高，焊接性能越差。

√3．钢的铸造性能比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。

×第二章金属材料的组织与性能的控制二、填空题1．结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的。

这两个过程是__形核___ 和__长大___ 。

2．当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是_促使非自发形核(细化晶粒)____ 。

建材基本理论土木工程材料的分类土木工程材料的种类繁多，为了研究、使用和叙述上的方便，通常根据材料的组成、功能和用途分别加以分类。

（一）、按土木工程材料的使用性能分类通常分为承重结构材料、非承重结构材料及功能材料三大类。

1．承重结构材料。

主要指梁、板、柱、基础、墙体和其他受力构件所用的土木工程材料。

最常用的有钢材、混凝土、砖、砌块、墙板、楼板、屋面板和石材等。

2．非承重结构材料。

主要包括框架结构的填充墙、内隔墙和其他围护材料等等。

3．功能材料。

主要有防水材料、防火材料、装饰材料、保温材料、吸声（隔声）材料、采光材料、防腐材料等等。

（二）、按土木工程材料的使用部位分类按土木工程材料的使用部位通常分为结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、饰面材料和基础材料等等。

（三）、按土木工程材料的化学组成分类根据土木工程材料的化学组成，通常可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。

这三大类中又分别包含多种材料类别，见下表：建筑材料标准组成作为有关生产、设计应用、管理和研究等部门应共同遵循的依据，对于绝大多数常用的土木工程材料，均由专门的机构制订并颁布了相应的“技术标准”，对其质量、规格和验收方法等作了详尽而明确的规定。

在我国，技术标准分为四级：国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准。

国家标准是由国家标准局发布的全国性的指导技术文件，其代号为GB；部颁标准也是全国性的指导技术文件，但它由各行业主管部门（或总局）发布，其代号按各部门名称而定。

如建材标准代号为JC，建工标准代号为JG，与建材相关的部颁标准还有交通标准（JT）、石油标准（SY）、化工标准（HG）、水电标准（SD）、冶金标准（YJ）等等；地方标准（DB）是地方主管部门发布的地方性指导技术文件；企业标准则仅适用于本企业，其代号为QB；凡没有制定国家标准、部颁标准的产品，均应制订相应的企业标准。

随着我国对外开放，常常还涉及到一些与土木工程材料关系密切的国际或外国标准，其中主要有国际标准（ISO）、美国材料试验协会标准（ASTM）、日本工业标准（JIS）、德国工业标准（DIN）、英国标准（BS）、法国标准（NF）等。

工程材料作业（1）答案1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度？锉刀：HRC，黄铜轴套：HB、HRB供应状态的各种非合金钢材：HB、HRB硬质合金刀片：HV、耐磨工件的表面硬化层：HV（HRA）、调质态的机床主轴：HB、HRB、（HRC）2、已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数a，并计算1mm3Cu中的原子数。

Cu是f.c.c，r=√2/4a，r=2.56A/2=1.28A；a=4r/√2=2/√2×2.56=3.62A依据1个晶胞（a3：3.623，单位A）中有4个Cu原子，1mm3的原子数？a3：4=1mm3：x，注意单位换算，x=4/a3，x=4/3.623=8.4×10193、已知金属Ａ（熔点６００℃）与金属Ｂ（熔点５００℃）在液态无限互溶；在固态３００℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为３０％，室温时为１０％，但Ｂ不溶于Ａ；在３００℃时，含４０％Ｂ的液态合金发生共晶反应。

求：①作出Ａ－Ｂ合金相图：请用尺子等工具，标出横纵座标系，相图各区域名称，规范作图②写出共晶反应式。

３００℃L４０％B＝（α３０％A＋Ａ）③分析２０％Ａ，４５％Ａ，８０％Ａ等合金的结晶过程，用结晶表达式表达。

２０％Ａ：L→L+α→α→α+A４５％Ａ：L→L+α→α+（α３０％A＋Ａ）→α+（α３０％A＋Ａ）+A８０％Ａ：L→L+A→A+（α３０％A＋Ａ）４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％B）←→α（１５％Ｂ）＋β（９５％Ｂ）（１）计算含５０％Ｂ的合金完全凝固时①初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数。

属于亚共晶组织Wα初晶%=（75-50）/（75-15）=5/12=0.42×100%=42%W共晶%=100%-42%=58%②α相和β相的重量百分数。

Wα%=（95-50）/（95-15）=9/16=0.56×100%=56%Wβ%=100%-56%=44%③共晶体中的α相和β相的重量百分数。

工程材料习题参考答案第一章.习题参考答案1-1、名词解释1、σb抗拉强度---金属材料在拉断前的最大应力，它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。

2、σs屈服强度----表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，表示材料抵抗微量塑性变形的能力。

3、σ0.2屈服强度----试样产生0.2%残余应变时的应力值为该材料的条件屈服。

4、δ伸长率----塑性的大小用伸长率δ表示。

5、HBS布氏硬度---以300Kg的压力F将直径D的淬火钢球压入金属材料的表层，经过规定的保持载荷时间后，卸除载荷，即得到一直径为d 的压痕。

6、HRC洛氏硬度---是以120o 的金刚石圆锥体压头加上一定的压力压入被测材料，根据压痕的深度来度量材料的软硬，压痕愈深，硬度愈低。

7、σ﹣1（对称弯曲疲劳强度）---表示当应力循环对称时，光滑试样对称弯曲疲劳强度。

8、K1C （断裂韧性）---应力强度因子的临界值。

1-2、试分别讨论布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度适用及不适用于什么场合？1、布氏硬度 适用于退火和正火态的黑色金属和有色金属工件，不适用于太薄、太硬（﹥450HB）的材料。

2、洛氏硬度 适用于检测较薄工件或表面较薄的硬化层的硬度，适用于淬火态的碳素钢和合金钢工件不适用于表面处理和化学热处理的工件。

3、维氏硬度 适用于零件表面薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，不适用于退火和正火及整体淬火工件。

第二章.习题参考答案2-1、名词解释1、 晶体---指原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体。

2、 2、非晶体---组成物质的原子是无规律、无次序地堆聚在一起的物体。

3、单晶体---结晶方位完全一致的晶体。

4、多晶体---由多晶粒组成的晶体结构。

5、晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。

2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞，并分别计算起原子半径、配位数和致密度？1、空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之构成一个空间格子。

工程材料力学性能1金属在单向静拉伸下的力学性能金属在单向静拉伸下的力学性能本章介绍金属在拉伸状态下的力学行为，包括弹性形变、塑性形变和断裂。

重点介绍表征这些力学行为的性能指标、测试方法，以及力学行为的物理机理。

第一节拉伸力―拉伸力―伸长曲线和应力―伸长曲线和应力―应变曲线一、试件形状拉伸实验一般采用光滑的圆柱或板状（横截面为长方形）试件，试件尺寸在国家标准中有明确的规定。

以圆柱试件为例，其结构如下图所示：图1.1 圆柱拉伸试件结构图、过渡部分R、夹持部分H。

光滑试件由三个部分组成：工作部分L0（标距）二、拉伸实验由拉伸实验机拉伸试件，由附加仪器记录拉伸力F及其对应的试件标距间的绝对伸长量8L。

以F为纵坐标，8L为横坐标，做出的F―8L曲线称为拉伸力-伸长曲线，也称为拉伸图（曲线）。

三、拉伸曲线和应力拉伸曲线和应力―和应力―应变曲线1、拉伸曲线下图为退火低碳钢的拉伸曲线o8L（mm）F（N）工程材料力学性能拉伸过程中金属的变形可分为四个阶段：弹性变形（oe段）、不均匀屈服塑性变形（AC段，塑性屈服）、均匀塑性变形（CB段）、不均匀集中塑性变形（BK段，即“缩颈”现象）。

需要指出的是，塑性阶段仍然伴随弹性变形，只是此时外观上表现出不可逆的塑性变形。

2、应力―应变曲线如果以试件原始横截面AO去除拉伸力F得到应力σ，即σ= F，以原始标A0距LO去除绝对伸长8L得到应变ε，即ε=L，则拉伸曲线可以转换成应力―应L0变曲线，如下图所示。

由于原始横截面和标距为常数，所以应力―应变曲线在形状上与拉伸力―伸长曲线相似。

oσ（MPa）σe：弹性极限σs：屈服强度不同材料的应力-应变曲线差别很大，有些材料只有弹性变形阶段，如陶瓷和淬火高碳钢；有些材料没有不均匀的塑性屈服阶段，如有色金属。

工程材料力学性能第二节弹性变形一、弹性变形及其实质金属弹性变形是一种可逆的变形，是金属内原子之间引力、斥力以及外力三者之间平衡的结果。