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工程材料作业答案作业1 材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越困难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。
2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构示意图。
（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料进行分类，简述各类材料的性能特点。
种类价键结构性能特点金属材料金属键有光泽、塑性、导电、导热、较高强度和刚度无机非金属材料离子键、共价键耐高温、高强、脆、无塑性高分子材料共价键、分子键密度小、热胀性大、耐磨耐腐、易老化复合材料取决于组成物结合键比强度和比模量搞、抗疲劳、高温减震性能好4.简述构成材料的5种化学键及其对一般性能的影响。
离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。
（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、呈现金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。
5.简述钢的3种热力学平衡相。
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体由于溶碳量小，力学性能与纯铁相似。
塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。
渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。
6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
工程材料考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 金属材料的塑性通常用（）来衡量。
A. 硬度B. 弹性C. 韧性D. 延伸率答案：D2. 钢的淬火处理是为了提高其（）。
A. 硬度B. 韧性C. 塑性D. 强度答案：A3. 非金属材料中，（）具有很好的绝缘性能。
A. 陶瓷B. 橡胶C. 玻璃D. 石墨答案：C4. 以下哪种材料是复合材料？A. 铝合金B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 纯铜答案：B5. 金属材料的疲劳破坏属于（）。
A. 塑性破坏B. 脆性破坏C. 疲劳破坏D. 腐蚀破坏答案：C6. 以下哪种材料是有机高分子材料？A. 聚乙烯B. 硅酸盐C. 不锈钢D. 钛合金答案：A7. 金属材料的抗拉强度是指材料在（）状态下的最大应力。
A. 拉伸C. 剪切D. 扭转答案：A8. 金属材料的屈服强度是指材料在（）状态下的最大应力。
A. 拉伸B. 压缩C. 屈服D. 断裂答案：C9. 以下哪种材料是陶瓷材料？A. 氧化铝B. 聚丙烯C. 镁合金答案：A10. 金属材料的硬度是指材料（）的能力。
A. 抵抗变形B. 抵抗磨损C. 抵抗压缩D. 抵抗拉伸答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 金属材料的热处理方法包括（）。
A. 退火B. 淬火C. 正火答案：ABCD12. 以下哪些是金属材料的力学性能指标？A. 硬度B. 弹性模量C. 屈服强度D. 疲劳强度答案：ACD13. 以下哪些是非金属材料的特点？A. 良好的绝缘性B. 低密度C. 良好的耐腐蚀性D. 高熔点答案：ABC14. 以下哪些是复合材料的优点？A. 高强度B. 高刚度C. 良好的耐腐蚀性D. 良好的隔热性答案：ABCD15. 以下哪些是金属材料的加工方法？A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 切削加工答案：ABCD三、判断题（每题2分，共20分）16. 金属材料的塑性越好，其韧性也越好。
（）答案：√17. 金属材料的硬度越高，其强度也越高。
工程材料基础练习题库与答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、下列组织中，硬度最高的是( )A、渗碳体B、奥氏体C、珠光体D、铁素体正确答案：A2、具有面心立方晶格的铁称为( )A、γ—FeB、δ—FeC、α—FeD、β—Fe正确答案：A3、钢的淬透性主要决定于( )。
A、冷却速度B、尺寸大小C、合金元素D、含碳量正确答案：C4、渗碳体的力学性能特点是( )A、软而韧B、硬而韧C、软而脆D、硬而脆正确答案：D5、钢经调质处理后获得的组织是A、回火屈氏体；B、回火索氏体。
C、回火马氏体正确答案：B6、铁碳合金中，共晶转变的产物称为( )。
A、奥氏体B、莱氏体C、铁素体D、珠光体正确答案：B7、T8钢的最终热处理是( )。
A、渗碳B、淬火+低温回火C、球化退火D、调质正确答案：B8、淬火钢在（300～400）℃ 回火时，可达到最高值的机械性能是( ) （中温回火）A、屈服强度B、塑性C、抗拉强度D、弹性极限正确答案：D9、为消除 T12钢中的网状碳化物, 选用的热处理为。
A、回火B、调质处理C、球化退火D、正火正确答案：C10、亚共析钢室温下的平衡组织都是由( )组成。
A、先析铁素体和珠光体B、铁素体和奥氏体C、渗碳体和铁素体正确答案：A11、固溶体的晶体结构与相同。
A、溶质B、溶剂C、不同于溶剂和溶质的其它晶型D、a、b、c 都有可能正确答案：B12、亚共析钢的含碳量越高，其平衡组织中的珠光体量( )A、不变B、越少C、无规律D、越多正确答案：D13、碳在奥氏体中的最大溶解度为（）A、0.0218%B、4.3%C、2.11%D、0.77%正确答案：C14、共晶反应是指（）A、固相→固相1+固相2B、从一个液相内析出另一个固相C、从一个固相内析出另一个固相D、液相→固相1+固相2正确答案：D15、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是( )。
A、片状的B、蠕虫状的C、球状的D、团絮状的正确答案：D16、精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行( )。
工程材料考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属材料的塑性变形主要通过哪种方式进行？A. 滑移B. 孪生C. 扩散D. 相变答案：A2. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高塑性B. 高韧性C. 高硬度D. 高延展性答案：C4. 以下哪种合金具有最好的耐腐蚀性能？A. 铝合金B. 不锈钢C. 黄铜D. 铅锡合金答案：B5. 玻璃材料通常属于哪种材料类别？A. 金属材料B. 无机非金属材料C. 有机高分子材料D. 复合材料答案：B6. 以下哪种材料的热导率最高？A. 铜B. 铝C. 钢D. 塑料答案：A7. 金属材料的疲劳破坏是由于什么原因引起的？A. 腐蚀B. 过载C. 反复加载D. 温度变化答案：C8. 以下哪种材料的电绝缘性能最好？A. 橡胶B. 陶瓷C. 铁D. 银答案：A9. 复合材料通常由哪些材料组成？A. 金属材料和无机非金属材料B. 金属材料和有机高分子材料C. 有机高分子材料和无机非金属材料D. 所有上述材料答案：D10. 以下哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 不锈钢C. 碳纤维增强塑料D. 玻璃纤维增强塑料答案：C二、填空题（每空2分，共20分）11. 金属材料的强度是指材料在________时能承受的最大压力。
答案：拉伸12. 材料的硬度是指材料________的能力。
答案：抵抗硬物压入表面13. 金属材料的弹性模量是指材料在________时的应力与应变比值。
答案：弹性变形14. 材料的疲劳寿命与加载________成正比。
答案：次数15. 材料的冲击韧性是指材料在________下吸收能量的能力。
答案：冲击载荷16. 金属材料的热处理通常包括________、正火、回火等过程。
答案：退火17. 材料的蠕变是指材料在________作用下发生的缓慢变形。
答案：恒定应力18. 材料的断裂韧性是指材料在________条件下抵抗裂纹扩展的能力。
工程材料试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属材料的塑性变形主要发生在哪个晶体结构中？A. 体心立方晶体B. 面心立方晶体C. 六角密堆积晶体D. 简单立方晶体2. 以下哪个不是金属材料的强化机制？A. 固溶强化B. 细晶强化C. 形变强化D. 热处理强化3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高塑性B. 高韧性C. 高硬度D. 高弹性4. 聚合物材料的分子链结构通常分为哪几种类型？A. 线性结构和支链结构B. 线性结构和网状结构C. 支链结构和网状结构D. 线性结构和环状结构5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 金属基复合材料C. 陶瓷基复合材料D. 纯金属6. 金属材料的疲劳强度通常与什么因素有关？A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的塑性D. 材料的弹性模量7. 材料的热处理通常包括哪些过程？A. 淬火和回火B. 淬火和正火C. 正火和退火D. 退火和回火8. 以下哪种腐蚀类型属于化学腐蚀？A. 点蚀B. 应力腐蚀C. 氢腐蚀D. 氧气腐蚀9. 材料的断裂韧性通常与什么有关？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的塑性10. 材料的疲劳寿命与什么因素有关？A. 应力幅B. 应力集中C. 材料的疲劳极限D. 所有上述因素答案：1. B2. D3. C4. A5. D6. B7. A8. C9. C10. D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述金属材料的热处理过程及其目的。
2. 解释什么是材料的疲劳现象，并说明如何提高材料的疲劳寿命。
3. 描述聚合物材料的热塑性和热固性的区别。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 已知某金属材料的屈服强度为300 MPa，弹性模量为200 GPa，求该材料在拉伸过程中的弹性阶段的应力-应变关系。
2. 假设有一金属棒，其直径为20 mm，长度为1 m，材料的屈服强度为200 MPa，若要使其产生塑性变形，需要施加多大的力？四、论述题（共30分）1. 论述复合材料在现代工程中的应用及其优势。
工程材料试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属材料的硬度通常通过哪种方法来衡量？A. 拉伸试验B. 冲击试验C. 布氏硬度试验D. 洛氏硬度试验2. 下列哪种材料属于高分子材料？A. 铝合金B. 碳纤维C. 聚氯乙烯D. 玻璃纤维3. 材料的疲劳是指在何种条件下发生的断裂？A. 单次大负荷B. 反复小负荷C. 高温环境D. 腐蚀环境4. 铸铁与钢的主要区别在于它们的碳含量，那么铸铁的碳含量通常是多少？A. 0.03%-0.30%B. 0.30%-2.11%C. 2.11%-4.30%D. 4.30%以上5. 哪种材料具有优异的高温性能和抗氧化性？A. 铝合金B. 钛合金C. 镁合金D. 铜合金6. 材料的屈服强度是指材料在何种状态下所能承受的最大应力？A. 弹性变形B. 塑性变形C. 断裂D. 蠕变7. 下列哪种材料具有最好的导电性能？A. 铜B. 铝C. 钛D. 不锈钢8. 材料的韧性是指其在受到冲击或突然载荷时抵抗断裂的能力，以下哪种材料通常被认为是韧性材料？A. 灰口铸铁B. 玻璃C. 高碳钢D. 橡胶9. 陶瓷材料的主要特点是？A. 高强度B. 良好的塑性C. 良好的导电性D. 耐高温10. 复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的，它们的主要优点是什么？A. 减轻重量B. 提高强度C. 提高韧性D. 以上都是二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量是指材料在受到______时的刚度。
2. 金属材料的导热性能通常通过______来衡量。
3. 材料的抗拉强度是指材料在拉伸过程中能够承受的最大______。
4. 材料的蠕变是指在______和高温条件下发生的缓慢持久变形。
5. 钛合金因其______和______而被广泛应用于航空航天领域。
6. 玻璃的主要成分是______，它是一种无定形无机非金属材料。
7. 聚合物的分子量对其______和______有显著影响。
工程材料思考题参考答案第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，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？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；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紧密程度。
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。
工程材料考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属材料的强度通常是指材料的：A. 抗拉强度B. 抗压强度C. 抗弯强度D. 抗剪强度答案：A2. 以下哪种材料属于非金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C3. 金属材料的塑性变形是指：A. 材料在受力后发生永久性形变B. 材料在受力后发生弹性形变C. 材料在受力后发生断裂D. 材料在受力后发生疲劳答案：A4. 材料的疲劳寿命与以下哪个因素无关？A. 载荷大小B. 载荷频率C. 材料的微观结构D. 材料的密度答案：D5. 陶瓷材料的主要特性是：A. 高塑性B. 高韧性C. 高硬度D. 高延展性答案：C6. 金属材料的热处理通常不包括以下哪种工艺？A. 淬火B. 回火C. 正火D. 焊接答案：D7. 以下哪种材料具有较好的耐腐蚀性？A. 碳钢B. 不锈钢C. 铸铁D. 铝合金答案：B8. 材料的疲劳强度通常与以下哪个因素有关？A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的密度D. 材料的弹性模量答案：B9. 金属材料的弹性模量是指：A. 材料在受力时的弹性变形能力B. 材料在受力后的塑性变形能力C. 材料在受力时的形变恢复能力D. 材料在受力后的断裂能力答案：A10. 以下哪种材料的导热性能最好？A. 木材B. 塑料C. 铜D. 橡胶答案：C二、填空题（每空2分，共20分）1. 金属材料的_________是指材料在受力时抵抗变形的能力。
答案：弹性模量2. 金属材料的_________是指材料在受力后发生永久性形变的能力。
答案：塑性3. 材料的_________是指材料在反复受力后发生断裂的现象。
答案：疲劳4. 金属材料的_________是指材料在高温下抵抗氧化的能力。
答案：抗氧化性5. 金属材料的_________是指材料在受力后发生断裂的能力。
答案：韧性6. 金属材料的_________是指材料在受力后恢复原状的能力。
答案：弹性7. 金属材料的_________是指材料在受力后抵抗塑性变形的能力。
