下载文档原格式
《工程材料及成形技术》课程习题集班级：________________姓名：________________学号：________________2013年2月——5月习题一工程材料的性能一、名词解释σs：σb：δ：ψ：E：σ-1：αk： HB： HRC：二、填空题1、材料常用的塑性指标有（δ）和（ψ）两种，其中用（ψ）表示塑性更接近材料的真实变形。
2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定（较软）材料的硬度。
3、零件的表面加工质量对其（疲劳）性能有很大影响。
4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（ J/cm2 ）。
5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形）和（断裂）的能力称为强度。
屈服强度与（抗拉强度）比值，工程上成为（屈强比）。
三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ）A．σs b．σb c．σ-12、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ）A．用热处理方法强化 b．另选合金钢 c．增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ）A．以上 b．以下 c．相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）A．HB500 b．HRC60 c．HRC18四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号） 锉刀： HRC 黄铜轴套：HB供应状态的各种非合金钢钢材： HB 硬质合金刀片：HV耐磨工件的表面硬化层： HV 调质态的机床主轴：HRC铸铁机床床身：HB 铝合金半成品 HB2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？常用σs ： σb ：原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。
但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。
3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？（1）依据弹性模量E 选材，选择E 大的材料（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。
一、填空题（每空1分，共20分）1. 机械设计时常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标。
2. 纯金属的晶格类型主要有面心立方、体心立方和密排六方三种。
3. 实际金属存在点、线和面缺陷等三种缺陷。
4．F和A分别是碳在α-Fe 、γ-Fe 中所形成的间隙固溶体。
5. 加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得奥氏体组织。
6． QT600-3中,QT表示球墨铸铁，600表示抗拉强度不小于600Mpa 。
7．金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形。
8．设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相同 ,而使切应力与流线方向相垂直。
9．电焊条由药皮和焊芯两部分组成。
10．冲裁是冲孔和落料工序的简称。
得分二、单项选择题（每小题1分，共15分）1．在铁碳合金相图中，碳在奥氏体中的最大溶解度为（ b ）。
a、0.77%b、2.11%c、0.02%d、4.0%2．低碳钢的焊接接头中，（ b ）是薄弱部分，对焊接质量有严重影响，应尽可能减小。
a、熔合区和正火区b、熔合区和过热区c、正火区和过热区d、正火区和部分相变区3．碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（ c ）。
a、可锻性b、可焊性c、铸造性能d、切削加工性4．钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而（ b ）b、增加淬透性c、减少其淬透性d、增大其淬硬性a、增大VK5. 高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其（ a ）a、强度硬度下降,塑性韧性提高b、强度硬度提高 ,塑性韧性下降c、强度韧性提高,塑性硬度下降d、强度韧性下降,塑性硬度提高6．感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素（ d ）a、淬透性b、冷却速度c、感应电流的大小d、感应电流的频率7．珠光体是一种（ b ）a、单相间隙固溶体b、两相混合物c、Fe与C的混合物d、单相置换固溶体8．灰铸铁的石墨形态是（ a ）a、片状b、团絮状c、球状d、蠕虫状9．反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂，这是由于产生了（ a ）a、加工硬化现象b、再结晶现象c、去应力退火d、扩散退火10．下列说法不正确的是（ c ）a. 调质处理 = 淬火+高温回火。
第一章金属材料与热处理1、常用的力学性能有哪些？各性能的常用指标是什么？答：刚度：弹性模量E强度：屈服强度和抗拉强度塑性：断后伸长率和断面收缩率硬度：冲击韧性：疲劳强度：2、4、金属结晶过程中采用哪些措施可以使其晶粒细化？为什么？答：过冷细化：采用提高金属的冷却速度，增大过冷度细化晶粒。
变质处理：在生产中有意向液态金属中加入多种难溶质点（变质剂），促使其非自发形核，以提高形核率，抑制晶核长大速度，从而细化晶粒。
7、9、什么是热处理？钢热处理的目的是什么？答：热处理：将金属材料或合金在固态范围内采用适当的方法进行加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需要性能的一种工艺。
热处理的目的：强化金属材料，充分发挥钢材的潜力，提高或改善工件的使用性能和加工工艺性，并且可以提高加工质量、延长工件和刀具使用寿命，节约材料，降低成本。
第二章铸造成型技术2、合金的铸造性能是指哪些性能，铸造性能不良，可能会引起哪些铸造缺陷？答：合金的铸造性能指：合金的充型能力、合金的收缩、合金的吸气性；充型能力差的合金产生浇不到、冷隔、形状不完整等缺陷，使力学性能降低，甚至报废。
合金的收缩合金的吸气性是合金在熔炼和浇注时吸入气体的能力，气体在冷凝的过程中不能逸出，冷凝则在铸件内形成气孔缺陷，气孔的存在破坏了金属的连续性，减少了承载的有效面积，并在气孔附近引起应力集中，降低了铸件的力学性能。
6、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹？防止裂纹的主要措施有哪些？答：热裂是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温下形成的。
在金属凝固末期，固体的骨架已经形成，但树枝状晶体间仍残留少量液体，如果金属此时收缩，就可能将液膜拉裂，形成裂纹。
冷裂是在较低温度下形成的，此时金属处于弹性状态，当铸造应力超过合金的强度极限时产生冷裂纹。
防止措施：热裂——合理调整合金成分，合理设计铸件结构，采用同时凝固原则并改善型砂的退让性。
冷裂——对钢材材料合理控制含磷量，并在浇注后不要过早落砂。
一、填空题（共20空，每空1分，共计20分）1. 共析碳钢奥氏体化过程包括奥氏体核的形成、奥氏体核的长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。
2. 晶体中的缺陷，按照其几何形状特征可分为_点缺陷_、___线缺陷___和_面缺陷_三种。
3. 液态金属结晶时，冷却速度越小，则过冷度越小，结晶后晶粒越粗大。
4. 金属塑性变形主要通过滑移和孪生是两种方式进行。
5. 塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的变化。
6. 白口铸铁中碳主要是以Fe3C 的形式存在，灰口铸铁中碳主要以石墨形式存在。
7. 固溶体出现枝晶偏析后，可用扩散退火加以消除。
8. 影响碳钢焊接性能的主要因素是碳含量，所以常用碳当量来估算碳钢焊接性的好坏。
9. 普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为片状、棉絮状、球状和蠕虫状。
二、选择题（共10小题，每小题1分，共计10分）1. 钢经调质处理后获得的组织是（ C ）。
A. 回火马氏体B. 回火屈氏体C. 回火索氏体D. 贝氏体2. 在铸造模型的厚薄过渡处或锐角处做成圆角是为了（ B ）。
A. 增加模具强度B. 减小铸件内应力C. 方便模具制造D. 便于和型芯组装3. 下列合金中，铸造性能最差的是（A ）。
A. 铸钢B. 铸铁C. 铸铜D. 铸铝4. 奥氏体向珠光体转变是（ A ）。
A. 扩散型转变B. 非扩散型转变C. 半扩散型转变D. 切变转变5. 金属冷塑性变形后，强度和塑性（ C ）。
A. 都增加B. 都降低C. 强度增加，塑性降低D. 强度降低，塑性增加6. 在多工序冷拔钢丝过程中，插有中间退火工序，这是为了消除（C ）。
A. 纤维组织B. 回弹现象C. 加工硬化D. 化学成分偏析7. 固溶体的晶体结构与（ A ）。
A. 溶剂相同B. 溶质相同C. 既与溶剂相同也与溶质相同D. 与二者都不同8. 下列材料中，锻造性能最好的材料是（A ）。
A. 低碳钢B. 中碳钢C. 灰口铸铁D. 可锻铸铁9. 对于可热处理强化的铝合金，其热处理的方法是（D ）。
工程材料与技术成型基础课后习题答案第一章1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的?答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度;塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率.1-21-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材：HB硬质合金刀片：HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层：HV调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品：HB1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS800HV>45HRC>240HBS>90HRB1-7材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度。
包括铸造性，锻造性，切削加工性，热处理性。
第二章2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74;γ-Fe冷却到912°C后转变为α-Fe后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，致密度为0.68，尽管γ-Fe的晶格常数大于α-Fe的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成α-Fe体积增大的部分，故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。
2-3.答：（1）过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。
（2）冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小（3）过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。
过冷度增大，结晶驱动力越大，形核率和长大速度都大，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
2-4：答：（1）在一般情况下，晶粒越小，其强度塑性韧性也越高。
（2）因为晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷，在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。
（3）在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种：①提高结晶时的冷却速度增加过冷度②进行变质处理处理：在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂，从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。
工程材料与成型技术练习题库（附参考答案）一、单选题（共52题，每题1分，共52分）1.可热处理强化的变形铝合金淬火后在室温放置--段时间,则其力学性能会发生的变化是_A、强度、硬度和塑性都有明显下降B、强度、硬度和塑性都有明显提高C、硬度和强度明显提高,但塑性下降D、强度和硬度显著下降,塑性提高正确答案：C2.ZChSnSb8-—4是( )。
A、铸造铝合金B、铸造黄铜C、铸造青铜D、滑动轴承合金正确答案：D3.共晶转变的产物是 ( )A、莱氏体B、珠光体C、渗碳体D、奥氏体正确答案：A4.灰铸铁中,石墨越多、越粗大、分布越不均匀,则其抗拉强的和塑性( )A、越高B、先高后低C、先低后高D、越低正确答案：D5.焊接时通过焊渣对被焊区域进行保护以防止空气有害影响的焊接方法是( ).A、电渣焊B、电弧焊C、氩弧焊D、埋弧焊正确答案：A6.对于低碳钢和低强度级普通低合金钢焊接结构,焊接接头的破坏常常出现在( )。
A、热影响区B、母材C、再结晶区D、焊缝正确答案：A7.热处理工艺过程由( )三个阶段组成。
A、退火, ,淬火, 回火B、加热、保温、冷却C、正火、淬火、低温回火正确答案：B8.下列焊接方法属于压力焊的是( )。
A、CO2焊C、电阻焊D、手工电弧焊正确答案：C9.含炭量为0.40%的碳素钢牌号可能是( )A、40钢B、T4钢C、4钢D、T40正确答案：D10.对焊缝金属进行保护的方式为气-渣联合保护的焊接方法是( )。
A、摩擦焊B、埋弧焊C、电阻焊D、钎焊正确答案：B11.碳素工具钢在使用前( )A、要进行热处理B、不需要热处理C、有的需要有的不需要热处理D、以上都不对正确答案：C12.下列焊接方法中﹐属于熔化焊的是( )。
A、钎焊B、电阻焊D、摩擦焊正确答案：C13.球化退火用于( )锻轧件。
A、亚共析钢B、合金钢C、过共析钢正确答案：C14.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用 ( )。
《工程材料及成形技术》课程习题集班级：________________姓名：________________学号：________________2013年2月——5月习题一工程材料的性能一、名词解释σs：σb：δ：ψ：E：σ-1：αk：HB：HRC：二、填空题1、材料常用的塑性指标有（δ）和（ψ）两种，其中用（ψ）表示塑性更接近材料的真实变形。
2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定（较软）材料的硬度。
3、零件的表面加工质量对其（疲劳）性能有很大影响。
4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（J/cm2 ）。
5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形）和（断裂）的能力称为强度。
屈服强度与（抗拉强度）比值，工程上成为（屈强比）。
三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ）A．σs b．σb c．σ-12、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ）A．用热处理方法强化b．另选合金钢c．增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ）A．以上b．以下c．相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）A．HB500 b．HRC60 c．HRC18四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号） 锉刀： HRC 黄铜轴套：HB供应状态的各种非合金钢钢材： HB 硬质合金刀片：HV耐磨工件的表面硬化层： HV 调质态的机床主轴：HRC铸铁机床床身：HB 铝合金半成品 HB2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？常用σs ： σb ：原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。
但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。
3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？（1）依据弹性模量E 选材，选择E 大的材料（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案第一章：1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？答：机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用（单负荷或复合负荷的作用）。
力学负荷可使零件产生变形或断裂；热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降；环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。
1-3 σs、σ0.2和σb含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？答：σs－P s∕F0,屈服强度，用于塑性材料。
σ0.2－P0.2∕F0,产生0.2％残余塑性变形时的条件屈服强度，用于无明显屈服现象的材料。
σb－P b∕F0,抗拉强度，材料抵抗均匀塑性变形的最大应力值。
比强度－材料的强度与其密度之比。
比刚度－材料的弹性模量与其密度之比。
思考１－１、１－２.2-3 晶体的缺陷有哪些？可导致哪些强化？答：晶体的缺陷有：⑴点缺陷——空位、间隙原子和置换原子，是导致固溶强化的主要原因。
⑵线缺陷——位错，是导致加工硬化的主要原因。
⑶面缺陷——晶界，是细晶强化的主要原因。
2-5 控制液体结晶时晶粒大小的方法有哪些？答：见P101.3.4.2液态金属结晶时的细晶方法。
⑴增加过冷度；⑵加入形核剂（变质处理）；⑶机械方法（搅拌、振动等）。
2-8 在铁-碳合金中主要的相是哪几个？可能产生的平衡组织有哪几种？它们的性能有什么特点？答：在铁-碳合金中固态下主要的相有奥氏体、铁素体和渗碳体。
可能产生的室温平衡组织有铁素体加少量的三次渗碳体（工业纯铁），强度低塑性好；铁素体加珠光体（亚共析钢），珠光体（共析钢），珠光体加二次渗碳体（过共析钢），综合性能好；莱氏体加珠光体加二次渗碳体（亚共晶白口铸铁），莱氏体（共晶白口铸铁），莱氏体加一次渗碳体（过共晶白口铸铁），硬度高脆性大。
思考题1. 铁-碳合金相图反映了平衡状态下铁-碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系，试回答：⑴随碳质量百分数的增加，铁-碳合金的硬度、塑性是增加还是减小？为什么？⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？⑶钢有塑性而白口铁几乎无塑性，为什么？⑷哪个区域的铁-碳合金熔点最低？哪个区域塑性最好？﹡⑸哪个成分结晶间隔最小？哪个成分结晶间隔最大？答：⑴随碳质量百分数的增加，硬度增加、塑性减小。
工程材料及成形技术根底课后习题参考答案第一章金属的晶体构造与结晶1．解释以下名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规那么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：原子排列的不规那么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：原子排列不规那么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部分滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界限即为位错线。
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似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，那么称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体构造称为“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，原子呈规那么排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒外表所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意参加某些难熔固态颗粒，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：在浇注前所参加的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体构造有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各属何种晶体构造？答：常见金属晶体构造：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；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的严密程度。
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案第一章：1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？答：机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用（单负荷或复合负荷的作用）。
力学负荷可使零件产生变形或断裂；热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降；环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。
1-3 σs、σ0.2和σb含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？答：σs－P s∕F0,屈服强度，用于塑性材料。
σ0.2－P0.2∕F0,产生0.2％残余塑性变形时的条件屈服强度，用于无明显屈服现象的材料。
σb－P b∕F0,抗拉强度，材料抵抗均匀塑性变形的最大应力值。
比强度－材料的强度与其密度之比。
比刚度－材料的弹性模量与其密度之比。
思考１－１、１－２.2-3 晶体的缺陷有哪些？可导致哪些强化？答：晶体的缺陷有：⑴点缺陷——空位、间隙原子和置换原子，是导致固溶强化的主要原因。
⑵线缺陷——位错，是导致加工硬化的主要原因。
⑶面缺陷——晶界，是细晶强化的主要原因。
2-5 控制液体结晶时晶粒大小的方法有哪些？答：见P101.3.4.2液态金属结晶时的细晶方法。
⑴增加过冷度；⑵加入形核剂（变质处理）；⑶机械方法（搅拌、振动等）。
2-8 在铁-碳合金中主要的相是哪几个？可能产生的平衡组织有哪几种？它们的性能有什么特点？答：在铁-碳合金中固态下主要的相有奥氏体、铁素体和渗碳体。
可能产生的室温平衡组织有铁素体加少量的三次渗碳体（工业纯铁），强度低塑性好；铁素体加珠光体（亚共析钢），珠光体（共析钢），珠光体加二次渗碳体（过共析钢），综合性能好；莱氏体加珠光体加二次渗碳体（亚共晶白口铸铁），莱氏体（共晶白口铸铁），莱氏体加一次渗碳体（过共晶白口铸铁），硬度高脆性大。
思考题1. 铁-碳合金相图反映了平衡状态下铁-碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系，试回答：⑴随碳质量百分数的增加，铁-碳合金的硬度、塑性是增加还是减小？为什么？⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？⑶钢有塑性而白口铁几乎无塑性，为什么？⑷哪个区域的铁-碳合金熔点最低？哪个区域塑性最好？﹡⑸哪个成分结晶间隔最小？哪个成分结晶间隔最大？答：⑴随碳质量百分数的增加，硬度增加、塑性减小。
《工程材料及成形技术》课程习题集班级：________________姓名：________________学号：________________2013年2月——5月习题一工程材料的性能一、名词解释σs：σb：δ：ψ：E：σ-1：αk： HB： HRC：二、填空题1、材料常用的塑性指标有（δ）和（ψ）两种，其中用（ψ）表示塑性更接近材料的真实变形。
2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定（较软）材料的硬度。
3、零件的表面加工质量对其（疲劳）性能有很大影响。
4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（ J/cm2 ）。
5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形）和（断裂）的能力称为强度。
屈服强度与（抗拉强度）比值，工程上成为（屈强比）。
三、选择题1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ）A．σs b．σb c．σ-12、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ）A．用热处理方法强化 b．另选合金钢 c．增加截面积3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ）A．以上 b．以下 c．相等4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）A．HB500 b．HRC60 c．HRC18四、简答题1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号） 锉刀： HRC 黄铜轴套：HB供应状态的各种非合金钢钢材： HB 硬质合金刀片：HV耐磨工件的表面硬化层： HV 调质态的机床主轴：HRC铸铁机床床身：HB 铝合金半成品 HB2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？常用σs ： σb ：原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。
但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。
3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？（1）依据弹性模量E 选材，选择E 大的材料（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。
一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。
交作业时间： εσe E =0A P e =σ0L L ∆=ε00EA PL L =∆习题二金属的晶体结构一、名词解释单晶体的各向异性：位错：ρ：细晶强化：二、填空题1、晶体与非晶体的根本区别是（晶体具有固定熔点，原子排列有规律，各向异性）。
2、晶体缺陷有（点缺陷：空位/间隙原子）（线缺陷：位错）和（面缺陷：晶界）。
3、位错分为两种，一种是（刃型位错），另一种是（螺型位错），多于半个原子面是（刃型位错）位错所特有的。
4、γ-Fe，α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为（4）和（2）。
三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”）1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。
（×）2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。
（×）3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。
（√）4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。
（√）5、位错就是原子排列有规则的错排现象。
（√）四、作图题画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数。
交作业时间：习题三金属的结晶一、名词解释自发形核：细晶强化：变质处理：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（核长大）。
2、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（结晶）而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为（同素异构转变）。
3、过冷度是指（实际结晶温度与理论结晶温度的差值），其表示符号为（△T=Tm-Tn）。
4、过冷是结晶的（必要）条件。
5、典型铸锭结构的三个晶区分别为（表面细晶区）（中间柱状晶区）和（中心等轴晶区）。
三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”1、凡是由液态凝固成固体的过程都是结晶过程。
（×）2、金属由液态转变为固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。
（√）3、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度增大。
但当过冷度很大时，晶核长度速度很快减小。
（√）4、过冷度的大小主要取决于冷却速度和金属的本性。
（√）四、选择题1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（b）A．越高 b.越低 c.越接近理论结晶温度2、铸造条件下，冷却速度越大，则（a）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3、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（ b）a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代替金属型五、简答题1、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒大小（a）金属型浇注与砂型浇注：金属型浇注晶粒细小，金属型导热性好，增加了冷速（b）变质处理与不变质处理：变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。
（c）铸成薄铸件与铸成厚铸件：薄铸件晶粒细小，薄铸件冷却速度快（d）浇注时采用震动和不采用震动。
采用振动的晶粒细小，破碎的晶粒增加了晶核。
2、试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”原因。
平台原因：结晶时释放的结晶潜热补偿了金属向外界的散热，达到平衡。
交作业时间：习题四合金结构和二元合金相图一、名词解释相：组织：固溶体：金属化合物：枝晶偏析：固溶强化：二、填空题1、合金的相结构有（固溶体）和（金属化合物）两大类，其中前者具有较高的（塑性）性能，适宜做（基本相），后者具有较高的（硬度），适宜做（强化相）。
2、能提高金属材料强度和硬度的同时，又不显著降低其塑性和韧性的强化方法称为（固溶强化）。
3、固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度（高）。
4、固溶体出现枝晶偏析后，可采用（扩散退火）加以消除。
5、共晶反应表达式为（L（固定成分的液体）=（恒温）（α固定成分+β固定成分）同时析出两种固体）共晶反应的特点是：（恒温，析出相为液相，析出物为两种固相且同时析出，称为共晶体，有独特的形貌。
液相，固相均有固定的成分）6、具有匀晶型相图的单相固溶体合金（塑性）性能好。
7、固溶体的晶体结构取决于（溶剂），金属化合物的晶体结构（与组成它的任何组元都不相同，是一种新相）。
三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”）1、在共晶相图中，从液体中析出的βⅠ相与从α相中析出的βⅡ相，具有相同的晶体结构。
（√）2、一个合金的室温组织为αⅠ+βⅡ+（α+β），它是由三相组成。
（×）3、杠杆定律只适合于两相区。
（√）4、凡组织组成物都是以单相状态存在于合金中。
（×）5、在合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶体结构，但具有不同的组织形态。
（√）四、选择题1、固溶体的晶体结构与（a）a.溶剂相同b. 溶质相同c.与其他晶型相同2、固溶体的性能特点是（C）a. 塑韧性高，强度，硬度低b. 塑韧性低，强度，硬度高c.综合性能好3、金属化合物相的性能特点是（C）a. 熔点高，硬度低b.硬度高，熔点低c.熔点高，硬度高4、在发生共晶反应时，三相的成分（b）a.相同b.确定c.不确定5、在固溶体合金结晶过程中，产生枝晶偏析的原因是由于（d）a. 液固相线间距很小，冷却缓慢b. 液固相线间距很小，冷却速度大c. 液固相线间距很大，冷却缓慢d. 液固相线间距很大，冷却速度大6、二元合金中，铸造性能最好的合金是（b）a. 固溶体合金b. 共晶合金c.共析合金d.包晶合金五、计算和作图题1、一个二元共晶反应如下：L（75%B）—α（15% B）+β（95% B）（1）含50%B的合金凝固后，求：（a）初晶α与共晶体（α+β）的质量百分数（b）α相与β相的质量百分数（2）若共晶反应后，β初晶和（α+β）共晶各占一半，求该合金的成分。
L（75%B）—α（15% B）+β（95% B）（1）含50%B的合金凝固后，属于亚共晶的成分范围求（a）初晶α与共晶体（α+β）的质量百分数WαⅠ% = （75-50）/（75-15）% = 25/60% = 42%W（α+β）% = （100-42）% = 58%（b）α相与β相的质量百分数Wα% = （95-50）/（95-15）% = 45/80% = 56%Wβ% = （100-56）% = 44%（2）若共晶反应后，β初晶和（α+β）共晶各占一半，求该合金的成分。
该合金属于过共晶，设合金成分为X，Wβ/ W（α+β）% = 1 = （95-X）/（X-75）%2X （%）= 170 X% = 85%2、已知A组元（熔点600℃）与B组元（熔点500℃）在液态无限互溶，在300℃时，含40%B的液态合金发生共晶反应。
在固态时，A在B中最大溶解度为30%，室温时为10%，但B在固态和室温时均不溶于A，试作出该A-B合金相图，并分析含20%A，45%A，80%A合金的结晶过程。
共晶反应式：L40%B=（300℃）（A+α30%A）（a）20%A 匀晶+二次析出L—— L+αⅠ——αⅠ——αⅠ+AⅡ（b）45%A，过共晶，匀晶，共晶，二次析出L—— L+αⅠ——αⅠ+（A+α）——αⅠ+AⅡ+（A+α）（c）80A% ，亚共晶，匀晶，共晶L—— L+A——A+（A+α）——A+（A+α）交作业时间：习题五铁碳相图一、名词解释同素异晶转变珠光体莱氏体二、填空题1、珠光体的本质是（ F和Fe3C的呈片层状的机械混合物）。
2、Fe3C的本质是（Fe和C组成的一种复杂间隙相化合物）。
3、铁素体F的晶体结构为（BCC），奥氏体A的晶体结构为（ FCC）。
4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织是（P），其组成相为（F+Fe3C）。
5、在铁碳合金室温平衡组织中，含Fe3CⅡ最多的合金成分为（2.11%C ），含Le最多的合金成分为（4.3%），含Fe3CⅢ最多的合金成分为（0.0218%）。
6、含碳量大于0.77%的铁碳合金从1148℃冷却至727℃时，将从奥氏体中析出（ Fe3CⅡ），其分布特征为（网状）。
7、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢比含碳1.2%的钢硬度（低），强度（高）。
8、在实际生产中，若将钢热锻或热轧时，必须把钢加热到（单相A）状态。
三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”）1、20钢比T12钢的含碳量要高。
（×）2、Fe3CⅠ和Fe3CⅡ的形态与晶体结构都不相同。
（×）3、在退火状态，45钢比20钢的硬度和强度都高。
（√）4、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为 4.3%的铁碳合金才发生共晶反应。
（×）。
5、在铁碳合金中，只有过共析钢的平衡组织中才有二次渗碳体存在。
（×）四、选择题1、奥氏体是（a）a.碳在γ-Fe中的间隙固溶体b. 碳在α-Fe中的间隙固溶体c.碳在α-Fe铁中的有限固溶体。
