机械工程材料一些习题

第一章材料的性能1．1 名词解释δb δb δsδ0.2 δ-1 a k HB HRC1．2 填空题1．材料常用的塑性指标有(延伸率)和(断面收缩率)两种，其中用(延伸率)表示塑性更接近材料的真实变形。

2．检验淬火钢成品件的硬度一般用( 洛氏)硬度，检测退火件、正火件和调质件的硬度常用(布氏)硬度，检验氮化件和渗金属件的硬度采用(维氏)硬度试验。

3．材料的工艺性能是指( 铸造)性能、(锻造)性能、(焊接)性能、(切削加工)性能和(热处理)性能。

4．工程上常用金属材料的物理性能有( 熔点)、(密度)、（导电性）、(磁性)和(热膨胀性)等。

5．表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是(冲击韧性ak )，其单位是( J/cm2 )。

1．3 简答题2．设计刚性好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜?3．常用的硬度方法有哪几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?1．4 判断1．金属的熔点及凝固点是同一温度。

( 错)2．导热性差的金属，加热和冷却时会产生内外温度差。

导致内外不同的膨胀或收缩，使金属变形或开裂。

( 对)3．材料的强度高，其硬度就高，所以刚度大。

( 错)4．所有的金属都具有磁性，能被磁铁所吸引。

( 错)5．钢的铸造性比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。

( 错)1．5 选择填空1．在有关零件图图纸上，出现了几种硬度技术条件的标注方法，正确的标注是( D )。

(a)HBS650—700 (b)HBS＝250—300Kgf/mm2(c)HRCl5—20 (d) HRC 45—702．在设计拖拉机缸盖螺钉时应选用的强度指标是( a )。

(a) δb (b) δs(c) δ0.2(d) δp3．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4．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5．表示金属密度、导热系数、导磁率的符号依次为( d )、( f )、( c )。

补充题(二)填空题1、固体中的结合键可分为种，它们是、、、。

p262、共价键比分子键具有更的结合力。

第二章金属的结构习题(一)解释名词致密度、晶格、晶胞、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、晶界、晶体的各向异性、刃型位错、空位、间隙原子。

(二)填空题1、同非金属相比，金属的主要特性是。

p262、晶体与非晶体最根本的区别是。

3、金属晶体中最主要的面缺陷是和。

4、位错分两种，它们是和，多余半原子面是位错所特有的。

5、在立方晶系中，｛120｝晶面族包括等晶面。

6、点缺陷有、和三种；面缺陷中存在大量的。

7、γ-Fe、a-Fe的一个晶胞内的原子数分别为和。

8、当原子在金属晶体中扩散时，它们在内、外表面上的扩散速度较在体内的扩散速度。

(三)是非题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、因为面心立方晶格的配位数大于体心立方晶格的配位数，所以面心立方晶格比体心立方晶格更致密。

( )4、在立方晶系中，(123)晶面与［12-3]晶向垂直。

( )5、在立方晶系中，(111)与(1-11)是互相平行的两个晶面。

( )6、在立方晶系中，(123)晶面与(-312)晶面属同一晶面族。

( )7、在立方晶系中，原子密度最大的晶面间的距离也最大。

( )8、在金属晶体中，当存在原子浓度梯度时，原子向各个方向都具有相同的跃迁几率。

( )9、因为固态金属的扩散系数比液态金属的扩散系数小得多，所以固态下的扩散比液态下的慢得多。

( )10、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度稍高一些。

( )11、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。

( )(四)选择正确答案1、正的电阻温度系数的含义是：a．随温度升高导电性增大；b．随温度降低电阻降低；c．随温度增高电阻减小。

2、晶体中的位错属于：a．体缺陷；b．面缺陷；c．线缺陷；d．点缺陷。

机械工程材料习题集答案机械工程材料是机械设计和制造过程中不可或缺的一部分，它们决定了机械产品的性能、可靠性和成本。

以下是一些机械工程材料习题集的答案，供学生参考学习。

习题一：金属材料的分类及其特性答案：金属材料通常分为铁基合金（如钢和铸铁）、非铁金属（如铝、铜、钛合金等）。

铁基合金具有较高的强度和硬度，广泛应用于结构材料和机械零件。

非铁金属则具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，常用于电气设备和高温环境。

习题二：合金化对金属材料性能的影响答案：合金化是通过在基体金属中添加其他元素来改善材料性能的过程。

合金元素可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性。

例如，碳钢中的碳含量增加会提高其硬度，但同时会降低其韧性。

习题三：材料的疲劳特性答案：材料在反复加载和卸载的过程中，即使应力水平低于材料的屈服强度，也可能发生疲劳破坏。

疲劳特性包括疲劳极限、S-N曲线（应力-寿命曲线）等，它们描述了材料在不同应力水平下的疲劳寿命。

习题四：材料的热处理工艺答案：热处理是改变金属材料性能的一种工艺，包括退火、正火、淬火和回火等。

通过控制加热和冷却过程，可以改善材料的硬度、韧性和耐磨性。

习题五：材料的腐蚀与防护答案：材料在特定环境下可能发生化学或电化学腐蚀。

常见的腐蚀类型包括均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂等。

防护措施包括使用耐腐蚀材料、涂层保护、阴极保护等。

习题六：非金属材料的应用答案：非金属材料如塑料、橡胶、陶瓷和复合材料，在机械工程中有广泛的应用。

它们具有良好的绝缘性、低密度和特定的化学稳定性，适用于轻质结构、密封件和高温环境。

习题七：材料的断裂韧性答案：断裂韧性是材料抵抗裂纹扩展的能力，通常用KIC表示。

高断裂韧性的材料在受到冲击或应力集中时，更不容易发生断裂。

习题八：复合材料的结构和性能答案：复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的新型材料，具有各向异性的特点。

它们结合了各组分材料的优点，如高强度、高刚度和低密度，广泛应用于航空航天、汽车和体育器材等领域。

机械工程材料习题集第一章材料的性能一、是非题(1)一切材料的硬度越高，其强度也越高。

( )(2)静载荷是指大小不可变的载荷，反之则一定不是静载荷。

( ) (3)所有的金属材料均有明显的屈服现象。

( ) (4)HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数。

( )(5)生产中常用于测量退火钢、铸铁及有色金属的硬度方法为布氏硬度法。

( )(6)材料的强度高，其塑性不一定差。

( )(7)材料抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。

( )(8)只要零件的工作应力低于材料的屈服强度，材料不会发生塑性变形，更不会断裂。

( )(9)蠕变强度是材料的高温性能指标。

( )(10)断裂韧性是反应材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。

( )二、选择题(1)机械零件在正常工作情况下多数处于( )。

A．弹性变形状态 B．塑性变形状态 C．刚性状态 D．弹塑性状态(2)下列四种硬度的表示方法中，最恰当的是( )。

A．600~650 HBSB．12~15 HRC C．：170~230 HBS D．80~90 HRC(3)工程上希望材料的屈服比高些，目的在于( )。

A．方便设计 B．便于施工C．提高使用中的安全系数 D．提高材料的有效利用率 (4)ak值小的金属材料表现为( )。

A．塑性差 B．强度差 C．疲劳强度差 D．韧性差 (5) 下面( )不是洛氏硬度法的优点。

A．测量迅速简便 B．压痕小c．适应于成品零件的检测 D．硬度范围的上限比布氏、维氏硬度高(6)国家标准规定，对于钢铁材料进行疲劳强度试验时，取应力循环次数为( ) 所对应的应力作为疲劳强度。

A．10 B．10 C．10 D．10(7)涂层刀具表面硬度宜采用( )法进行测量。

A．布氏硬度(HBS) B．布氏硬度(HBW) C．维氏硬度 D．洛氏硬度三、填空题(1)材料常用的塑性指标有和，其中用 ___ 来表示塑性更接近材料的真实变形。

6789(2)在外力作用下，材料抵抗和的能力称为强度。

1 材料的性能1 、抗拉强度：材料反抗最大均匀塑性变形的能力。

2 、硬度：材料表面反抗局部微量塑性变形的能力。

3 、刚度：材料反抗弹性变形的能力。

2 材料的结构1 、晶胞：晶胞是能代表晶格中原子罗列规律的最小几何单元。

2 、致密度：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。

3 、晶体各向异性：晶体中不同晶面或者晶向上的原子密度不同，从而造成晶体不同方向上的性能不同的现象。

4 、指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。

答：固溶体仍保持溶剂的晶格类型。

而金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。

固溶体普通是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。

5、常见的金属化合物有______________、_______________和_______________ 三种类型。

(正常价化合物；电子化合物；间隙化合物和间隙相)_______________、6、金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈塑性韧性愈_______________，这种现象称为_______________强化。

(高；好；细晶)7、原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________ 固溶体。

(间隙；臵换)_______________，8、按合金的相结构分，铁碳合金中的铁素体属于渗碳体属于_______________。

(固溶体；金属化合物)_______________化学成份、_______________9、在合金中具有结构且与其他部份隔开的均匀组成部份叫做相。

(同一 ;同一)_______________ 缺陷，位错属于10 、晶界和亚晶界属于_______________缺陷。

(面；线)__________缺陷、__________11、晶体缺陷，按几何特征可分为缺陷和__________缺陷三种类型。

(点；线；面)12、与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。

一、填空题1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（ D ）A、等温退火B、完全退火C、球化退火 C、正火2、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 )A、增大VKB、增加淬透性C、减小其淬透性 C增大其淬硬性3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（ C )A、晶粒的相对滑动B、晶格的扭折C、位错的滑移D、位错类型的改变4、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,塑性韧性下降D、强度韧性下降，塑性硬度提高5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（ A ）A、Acl+30—50CB、Ac3+30—50CC、Accm+30-50CD、T再+30-50C6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（ D ）A、调质B、淬火+低温回火C、渗碳D、渗碳后淬火+低温回火7、常见的调质钢大都属于（ B ）A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢8、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（ C ）A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火C、调质后表面淬火D、正火9、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是( C ）A、时效强化B、固溶强化C、形变强化D、热处理强化10、在Fe-Fe3C合金中,其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为（ D ）A、0。

0008%B、0.021％C、0。

77％D、2.11％11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（ B ）A、0。

02%B、0。

77％C、2。

11％D、4。

3%12、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ D )A、Q235B、45C、60Si2MnD、T1213、下列材料中不宜淬火的是（ D ）A、GCr15B、W18Cr4VC、40CrD、YT1514、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（ C ）A、L+α→βB、L→α+βC、γ→α+βD、α+β→γ15、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（ D ）A、20CrMnTiB、40CrB、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti16、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金( B ）A、铝基轴承合金B、铅基轴承合金C、铜基轴承合金D、锌基轴承合金17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（ C ）A、F+GB、F+P+GC、P+GD、Ld+G18、为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列哪种工艺（ D )A、完全退火B、球化退火C、再结晶退火D、等温退火19、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20、下列材料中耐热性最好的是（ C ）A、GCr15B、W18Cr4VC、1Cr18Ni9TiD、9SiCr21、过共析钢的退火组织是( C )A、F+Fe3CIIIB、F+PC、P+Fe3CIID、P+Fe3CIII22、下列钢经淬火后硬度最低的是（ A )A、Q235B、40CrC、GCr15D、45钢23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是（ D ）A强化基体 B、提高其韧性C、消除应力D、消除碳化物24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（ A ）A、淬火+低温回火B、渗碳+淬火+低温回火C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火25、对工件进行分级淬火的目的是（ C ）A、得到下贝氏体B、减少残余奥氏体量C、减少工件变形D、缩短生产周期26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（ D ）A、M+KB、P+FC、B下D、M+P27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（ B ）A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火28、为了提高45钢的综合机械性能,应进行（ B ）A、正火B、调质C、退火D、淬火+中温回火29等温退火相对于一般退火工艺而言，更能（ A ）A、减少工件变形B、消除应力C、细化晶粒D、缩短退火周期30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ B )A、消除残余奥氏体,使碳化物入基体B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出C、使马氏体分解，提高其韧性D、消除应力，减少工件变形31、金属产生时效强化的主要原因是（ D )A、形成了高密度位错B、晶格发生畸变C、晶格类型发生改变D、析出亚稳定第二相粒子32、钢中的二次渗碳体是指从（ B )中析出的渗碳体A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的33、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（ A ）A、珠光体B、铁素体C、渗碳体D、马氏体34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是（ A ）A、匀晶相图B、共晶相图C、包晶相图D、共析相图35、钢件出现下述哪种缺陷时，难以用热处理来消除（ B )A、晶内偏析B、纤维组织C、晶粒粗大D、网状渗碳体36、钢的下列组织中热稳定性最差的是（ C ）A、珠光体B、马氏体C、回火屈氏体D、回火索氏体37、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（ A )A、是位错马氏体B、是孪晶马氏体C、是过饱和的a固溶体D、具有高的强度38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（ C ）A、45钢B、20CrMnTiC、16MnD、W18Cr14V39、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因( A ）A、加强温度低于Ac3B、加热温度高于AC3C、保温时间过长D、冷却速度大于VK40、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（ C )A、二次渗碳体B、共析渗碳体C、一次渗碳体D、共晶渗碳体41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（ A ）A、完全退火B、再结晶退火C、正火D、去应力退火42、下列指标中,哪个是只决定了钢的成份的性能( D ）A、淬透性B、淬硬性C、淬透层深度D、临界冷却速度VK43、分级淬火的目的是为了( D ）A、得到B下B、增加马氏体的量C、减少残余奥氏体D、减少工件变形开裂44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ C ）A、完全退火B、等温退火C、球化退火D、正火45、下列诸材料中淬透性最好的是（ A ）A、20CrMnTiB、40CrC、GCr15D、Q23546.下列诸材料中热硬性最好的是（ C ）A。

机械工程材料复习题一、选择题1. 金属的强度和硬度主要取决于：A. 金属的塑性B. 金属的弹性C. 金属的韧性D. 金属的硬度2. 金属材料的塑性通常通过下列哪种性能来衡量？A. 抗拉强度B. 屈服强度C. 延伸率D. 硬度3. 金属材料的韧性通常通过下列哪种性能来衡量？A. 冲击韧性B. 抗拉强度C. 屈服强度D. 延伸率4. 金属材料的弹性通常通过下列哪种性能来衡量？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 延伸率D. 硬度二、填空题1. 金属材料的_________是指材料在受到外力作用时，能够发生形变而不破坏的能力。

2. 金属材料的_________是指材料在受到外力作用后，能够恢复原状的能力。

3. 金属材料的_________是指材料在受到冲击负荷时，能够吸收的能量。

4. 金属材料的_________是指材料在受到拉伸力作用时，能够承受的最大应力。

三、简答题1. 简述金属材料的疲劳破坏机理。

2. 说明金属材料的腐蚀类型及其影响因素。

3. 描述金属材料的热处理过程及其对材料性能的影响。

四、计算题1. 给定一个金属材料的抗拉强度为500 MPa，延伸率为20%，试计算该材料在拉伸过程中能够承受的最大应力。

2. 假设一个金属材料的弹性模量为200 GPa，试计算在100 MPa的应力作用下，该材料的应变值。

五、论述题1. 论述金属材料的强化方法及其原理。

2. 讨论金属材料的焊接性能及其影响因素。

3. 分析金属材料在不同环境下的腐蚀机理及其防护措施。

六、案例分析题1. 根据所给的金属材料性能数据，分析该材料可能的应用领域。

2. 针对一个具体的工程案例，讨论如何选择合适的金属材料以满足特定的性能要求。

以上题目要求考生根据机械工程材料的相关知识，进行解答。

机械工程材料习题与答案机械工程材料是机械设计和制造过程中不可或缺的一部分，它涉及到材料的选用、性能、加工和应用等方面。

在机械工程材料的习题中，通常会包含材料的力学性能测试、材料选择、热处理、材料失效分析等内容。

以下是一些机械工程材料习题与答案的示例：习题1：某机械零件需要承受较大的拉力，设计者需要选择合适的材料。

请根据以下材料的力学性能数据，推荐一种材料，并说明理由。

- 钢A：抗拉强度为600MPa，屈服强度为400MPa，延展性为15%。

- 钢B：抗拉强度为800MPa，屈服强度为600MPa，延展性为10%。

- 铝C：抗拉强度为300MPa，屈服强度为200MPa，延展性为30%。

答案：推荐使用钢B。

虽然钢A的延展性更好，但钢B的抗拉强度和屈服强度都更高，这意味着它能够承受更大的拉力而不至于断裂。

对于承受大拉力的零件，材料的强度是首要考虑的因素。

习题2：某零件需要在高温下工作，需要考虑材料的耐热性。

请分析以下材料在高温下的稳定性，并推荐一种材料。

- 不锈钢D：在500°C下仍能保持其力学性能。

- 钛合金E：在600°C下力学性能略有下降，但在800°C下迅速下降。

- 陶瓷材料F：在1000°C下仍能保持其力学性能。

答案：推荐使用陶瓷材料F。

虽然不锈钢D和钛合金E都具有一定的耐热性，但陶瓷材料F在高温下的性能更为稳定，适合在极端高温环境下工作。

习题3：某零件需要通过热处理来提高其硬度和耐磨性。

请说明热处理的基本过程，并给出一个可能的热处理方案。

答案：热处理是一种通过控制加热和冷却过程来改变金属的物理性质的方法。

基本过程通常包括：加热（奥氏体化）、保温、冷却（淬火）和回火。

一个可能的热处理方案是：将钢材料加热到其奥氏体化温度（通常高于其相变温度），保持一段时间，然后快速冷却（淬火），最后进行回火以减少内部应力和提高韧性。

习题4：某零件在使用过程中发生断裂，需要分析其断裂原因。

作业01 力学性能 参考答案一、下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。

( 屈服强度 )2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。

( 疲劳强度 )3. 汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。

( 冲击韧度 )4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。

( 塑性 )5. 齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。

( 硬度 )二、下列现象与哪一个力学性能有关？1. 铜比低碳钢容易被锯割。

( 硬度 )2. 锯条易被折断，而铁丝不易折断。

( 塑性 )p151-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ，试比较这四种材料硬度的高低。

答： 45HRC →HV ： 90HRB →HB ： 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-=所以，800HV ＞45HRC ＞240HBS ＞90HRB作业02a 金属结构与结晶 参考答案一、判断题（ × ）1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

（ × ）2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。

二、选择题（ b ）1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度（ b ）2. 为细化晶粒，可采用：a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型（c ）3. 晶体中的位错属于：a. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷三、填空题1. 晶体与非晶体结构上的最根本的区别是，晶体内原子排列是：（有规则、周期性的）。

2. γ-Fe的一个晶胞原子数=（4 ）。

3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方：（α-Fe、V ）；面心立方：（Al、Cu、Ni ）；密排六方：（Mg、Zn ）4. 实际金属晶体中存在：（点、线、面）三种缺陷，引起晶格（畸变）。

5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是：（形核）和（晶核长大）。

机械⼯程材料练习题⼀、填空1、⾦属的结晶过程主要由和两个基本过程。

2、⾦属结晶过程中细化晶粒主要⽅法、和。

3、物质在固态下的晶体结构随温度发⽣变化的现象称作。

4、铁在固态下有、、三种同素异构体。

5、⾦属的理论结晶温度与实际结晶温度之差称为（）；⾦属在结晶过程中，冷却速度越⼤，则过冷度越（），获得的晶粒越（），室温下的强度和硬度越（），塑性越（）。

6、⼆元合⾦的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的（）或（）的成分，杠杆的⽀点是（）的成分。

7、当固溶体合⾦结晶后出现枝晶偏析时，液相线和固相线之间距离越宽，枝晶偏析越（）。

8、共晶转变的反应式是（），包晶转变的反应式是（），共析转变的反应式是（）。

9、铁碳合⾦相结构中，属于固溶体的有（）和（）；其中是（）碳在α–Fe中形成的固溶体。

10、铁碳合⾦中，亚共析钢的成分范围为（），亚共晶⽩⼝铁的成分范围（）。

11、碳钢与铸铁的主要区别在于他们的（）不同。

12、根据Fe-Fe3C相图渗碳体五种形式分别是（）（）（）（）（）。

13、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢⽐含碳1.2%的钢硬度（），强度（）。

14、含碳量⼤于0.77%的铁碳合⾦从1148冷⾄727时，将从奥⽒体中析出（），其分布特征主要为（）。

15. 铁碳合⾦的⼒学性能随含碳量的增加，其强度和硬度（），⽽塑性和韧性（）。

但当wc>1.0%时，强度随其含碳量的增加⽽（）。

16、实际⽣产中，若要进⾏热锻或热轧，必须把钢加热到（）相区。

17、将碳质量分数分别为0.45%，0.77%，1.20%的碳钢试样A、B、C进⾏⼒学性能试验和⾦相显微组织观察，试回答下列问题：（1）它们的室温平衡组织分别是：A________,B___________,C_____________。

（2）____试样的组织中有渗碳体⽹存在。

（3）____试样铁素体量最多；（4）___试样渗碳体量最多。

（5）___试样的塑性最好。

___试样的塑性最差。

6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？答：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。

7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。

②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。

③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G 增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。

10．如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：1）金属型铸造与砂型铸造金属型铸造晶粒细2）高温浇注与低温浇注低温浇注晶粒细3）浇注时采用振动与不采用振动采用振动晶粒细4）厚大铸件的表面部分与中心部分表面部分晶粒细11．铸件的加工余量过大，会使加工后的铸件强度发生什么变化？为什么？提示：铸件铸造时往往是铸件外表面即加工部位结晶速度快，结晶速度越快结晶组织晶粒越细密力学性能（包括强度)越好。

如加工余量过大，就把铸件外部细密组织去掉了，当然强度会下降。

另外，长时间加工时在铸件表面产生的高温也会影响铸件强度。

12. 在面心立方晶格中原子排列最密的晶面是(111)，原子排列最密的晶向是[110]；体心立方晶格中原子排列最密的晶面是(110)；原子排列最密的晶向是[111]，试画出。

（参见教材P18和P53）3．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？答：在结构上：固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而金属间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。

在性能上：形成固溶体和金属间化合物都能强化合金，但固溶体的强度、硬度比金属间化合物低，塑性、韧性比金属间化合物好，也就是固溶体有更好的综合机械性能。

机械工程材料试题习题及答案第1章材料的性能一、选择题1.表示金属材料屈服强度的符号是（ B） A.σ B.σs C.σbD.σ-12.表示金属材料弹性极限的符号是（ A） A.σe B.σs C.σbD.σ-13.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B）A.HBB.HRCC.HVD.HS4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A ） A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性二、填空1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。

3.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）三个阶段。

4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（无数次应力循环）作用而（不发生断裂时）的最大应力值。

三、是非题1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。

是2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。

是3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

四、改正题1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

将冲击载荷改成交变载荷2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。

将HB改成HR3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。

将疲劳强度改成冲击韧性4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

将冲击韧性改成断面收缩率5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。

将载荷改成冲击载荷五、简答题1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σs、σ0.2、HRC、σ-1、σb、δ5、HBS。

σs: 屈服强度σ0.2：条件屈服强度HRC：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σ-1: 疲劳极限σb: 抗拉强度σ5：l0=5d0时的伸长率（l0=5.65s01/2）HBS:布氏硬度（压头为钢球）第2章材料的结构一、选择题1. 每个体心立方晶胞中包含有（B）个原子 A.1 B.2 C.3 D.42. 每个面心立方晶胞中包含有（C）个原子 A.1 B.2 C.3 D.43. 属于面心立方晶格的金属有（C） A.α-Fe,铜B.α-Fe,钒 C.γ-Fe,铜 D.γ-Fe,钒4. 属于体心立方晶格的金属有（B） A.α-Fe,铝B.α-Fe,铬 C.γ-Fe,铝 D.γ-Fe,铬5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（A） A. 间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔6. 在立方晶系中,指数相同的晶面和晶向(B)A.相互平行B.相互垂直C.相互重叠D.毫无关联7. 在面心立方晶格中,原子密度最大的晶面是(C)A.(100)B.(110)C.(111)D.(122)二、是非题1. 金属或合金中,凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。

目录1.1材料的使用性能 (2)2.1 纯金属的晶体结构与结晶 (2)2.2 合金的相结构与结晶 (4)3.1 钢的热处理原理 (9)3.2 钢的整体热处理 (11)3.3 钢的表面热处理/热处理工艺设计 (14)4.1 钢铁中的元素及其作用 (15)4.2 工业用钢 (17)4.3 工程铸铁 (20)8 选材及热处理 (22)1.1材料的使用性能一、填空题1.金属材料的性能包括使用性能和，前者包括力学性能和等。

2.材料主要的工艺性能主要有、、、、等。

2.1 纯金属的晶体结构与结晶一、填空题1.常见金属的晶格类型有体心立方晶格、、三种。

铜为，锌为，α-Fe为。

2.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有个原子，致密度为。

3.根据几何形态特征，可将晶体缺陷分为、和面缺陷三类。

其中间隙原子属于，位错属于，晶界属于。

4. 是结晶的必要条件。

金属实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象，称为；冷却速度越快，金属的实际结晶温度。

5.纯金属结晶的过程是一个和的过程。

6.实际金属结晶时，其形核方式有和两种，其中，又称为变质处理。

7.生产中常用的细化晶粒的方法有、以及附加振动等。

二、是非题[ ]1.晶体是指原子呈规则排列的固态，例如，纯铁、玻璃等。

[ ]2.日常所见的金属都是单晶体。

[ ]3.金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。

[ ]4.实际金属中存在着点、线、面缺陷，从而使得金属的强度和硬度均下降。

[ ]5.在室温下，金属的晶粒越细，则其强度越高，塑性越低。

[ ]6.液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。

三、选择题1.增加冷却速度，可使金属结晶的过冷度。

A.提高B.降低C.不变D.不确定2.实际生产中，金属冷却时。

A．理论结晶温度总是低于实际结晶温度B．理论结晶温度总是高于实际结晶温度C．理论结晶温度总是等于实际结晶温度D．理论结晶温度与实际结晶温度无关四、简答题1.实际金属晶体中存在哪些缺陷，对性能有什么影响？2、什么是过冷度？影响过冷度的主要因素是什么？3.分析纯金属冷却曲线中出现“过冷现象”和“平台”的原因？4.何为细晶强化，影响晶粒尺寸的因素是什么，如何控制晶粒尺寸？2.2 合金的相结构与结晶一、填空1、合金是指由两种或两种以上化学元素组成的具有特性的物质；铁碳合金的组元是和。

作业01 力学性能 参考答案一、下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。

( 屈服强度 )2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。

( 疲劳强度 )3. 汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。

( 冲击韧度 )4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。

( 塑性 )5. 齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。

( 硬度 )二、下列现象与哪一个力学性能有关？1. 铜比低碳钢容易被锯割。

( 硬度 )2. 锯条易被折断，而铁丝不易折断。

( 塑性 )p151-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ，试比较这四种材料硬度的高低。

答：45HRC →HV ：90HRB →HB ： 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-=所以，800HV ＞45HRC ＞240HBS ＞90HRB 作业02a 金属结构与结晶 参考答案一、判断题（ × ）1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

（ × ）2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。

二、选择题（ b ）1. 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度（ b ）2. 为细化晶粒，可采用：a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型（ c ）3. 晶体中的位错属于：a. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷三、填空题1. 晶体与非晶体结构上的最根本的区别是，晶体内原子排列是：（有规则、周期性的）。

2. γ-Fe的一个晶胞原子数=（4 ）。

3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方：（α-Fe、V ）；面心立方：（Al、Cu、Ni ）；密排六方：（Mg、Zn ）4. 实际金属晶体中存在：（点、线、面）三种缺陷，引起晶格（畸变）。

5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是：（形核）和（晶核长大）。

《机械工程材料》练习题一、填空题1.机械零件在工作条件下可能受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用三种负荷的作用。

2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。

3.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（断裂）的能力。

4.刚度是指材料在外力作用下抵抗弹性变形的能力。

5.强度度是指材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。

6.常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。

7.材料按化学成分分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料四大类。

8.金属材料的加工工艺性能包括铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性和热处理工艺。

9.常见的晶体结构有体心立方、面心立方和密排六方三种。

10.晶体缺陷按其几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。

11.固溶体的晶体结构与溶剂晶体结构相同。

12.当合金溶液凝固后，由于组元间的相互作用不同，可形成固溶体、金属化合物和机械混合物三种形式。

13.铁从高温液态向室温冷却时发生的变化：。

14.珠光体是（铁素体）和（渗碳体）混合在一起形成的机械混合物。

15. 碳溶解在（α-Fe）中所形成的（固溶体）称为铁素体。

16. 在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（4.3% ），共析点的含碳量为（ 0.77% ）。

17.低温莱氏体是（珠光体）和（共晶渗碳体）组成的机械混合物。

18.金属结晶的过程包括形核和长大两个过程。

19.晶核的形成包括自发形核和非自发形核两种形式。

20.晶核的长大包括枝晶长大和平面长大两种形式。

21.金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成，由外向内分别是表面细等轴晶区、柱状晶区和中心等轴晶区。

22..铸锭的缺陷包括缩孔、缩松、气孔、非金属夹杂物、成分偏析、。

23.焊缝的组织是单一柱状晶。

24.焊接接头是由焊缝和热影响区构成。

25.冷变形后金属在加热中，随温度的升高或加热时间的延长，其组织和性能一般经历回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。

机械工程材料练习题
机械工程材料是机械工程领域中不可或缺的重要组成部分。

它
主要涉及材料的性能、选择、设计和制造等方面。

为了更好地掌握
机械工程材料的相关知识，下面提供一些练习题，供大家参考和练习。

1. 机械工程材料的分类主要有哪些方面？请简要说明各个分类
的特点。

2. 什么是材料的拉伸性能？请描述拉伸性能的主要参数及其含义。

3. 材料的硬度是什么意思？硬度测试的常用方法有哪些？
4. 描述一下料件的应力和应变之间的关系及其应力-应变曲线的
特点。

5. 解释一下材料的韧性和脆性。

请举例说明。

6. 金属材料的腐蚀是什么原因引起的？有哪些常见的腐蚀形式？
7. 什么是疲劳寿命？请描述疲劳载荷和疲劳强度的概念。

8. 材料的热胀冷缩是什么现象？请简要说明影响热胀冷缩的因素。

9. 简述一下焊接、铸造和锻造这三种主要材料加工方法的特点和适用范围。

10. 机械工程中常用的非金属材料有哪些？请简要介绍它们的特点和应用领域。

11. 什么是复合材料？它的组成和优点是什么？
12. 描述一下机械材料选择的主要考虑因素，并给出你认为最重要的原则。

13. 材料的表面处理是什么意思？常见的表面处理方法有哪些？
14. 什么是机械材料的疲劳断裂？请简要说明疲劳断裂的特点和预防措施。

15. 简述一下热处理对金属材料性能的影响。

常用的热处理方法有哪些？
这些练习题涵盖了机械工程材料的常见知识点和相关概念，通过练习和思考这些问题，可以更好地掌握机械工程材料学的基础知识。

希望这些练习题对大家的学习和提高有所帮助！。

机械工程材料习题题目一一辆汽车发动机的活塞材料为铝合金，其密度为2.7 g/cm³。

已知该活塞的质量为600 g，求活塞的体积。

解答根据密度定义，密度等于物体的质量除以物体的体积。

已知活塞的质量为600 g，密度为2.7 g/cm³，设活塞的体积为V，则可以得到以下方程：2.7 g/cm³ = 600 g / V将单位进行转换，将2.7 g/cm³转换为kg/m³得到2700 kg/m³，将600 g转换为kg得到0.6 kg，将cm³转换为m³，得到V m³：2700 kg/m³ = 0.6 kg / V m³通过移项和化简，可以得到：V m³ = 0.6 kg / 2700 kg/m³V m³ = 0.000222 m³所以，活塞的体积为0.000222 m³。

题目二某车间生产的钢管，长度为2.5 m，直径为0.4 m，求该钢管的体积。

解答钢管可以看作是一个圆柱体，其体积公式为V = π * r² * h，其中π为圆周率，r为半径，h为高度。

已知该钢管的长度为2.5 m，直径为0.4 m，可以计算出半径r为直径的一半，即0.2 m。

将已知的值代入体积公式中，可以计算出钢管的体积V：V = π * (0.2 m)² * 2.5 m根据圆周率π的近似值3.14，可以计算出：V = 3.14 * 0.04 m² * 2.5 mV = 0.314 m² * 2.5 mV = 0.785 m³所以，该钢管的体积为0.785 m³。

题目三某机械零件的质量为10 kg，比重为7.5，求该零件的体积。

解答比重是物体的密度与水的密度之比。

已知该零件的质量为10 kg，比重为7.5，可以计算出该零件的密度。

机械工程材料习题复习思考题11．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。

σe 、σs 、σ0.2、σb 、δ5、δ、ψ、a kv 、σ-1、σ6001×10-5、σ700 2/1×105、σ500 1×103、K Ic 、HRC 、HV 、HBS 、E 。

2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程?3．某金属材料的拉伸试样l 0=100mm ，d 0=10mm 。

拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F 0.2=6.5×103N ；F b =8．5×103N 。

拉断后标距长为l l =120mm ，断口处最小直径为d l =6.4mm ，试求该材料的σ0.2、σb 。

4．钢的刚度为20.7×104MPa ，铝的刚度为6.9×104MPa 。

问直径为2.5mm ，长12cm 的钢丝在承受450N 的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl )是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl )也不变的情况下，铝丝的直径应是多少?5．某钢棒需承受14000N 的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa 。

问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm 、E=210000MPa ，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少?6．试比较布氏、洛氏、维氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。

下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。

7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题?8．指出下列硬度值表示方法上的错误。

12HRC ～15HRC 、800HBS 、58HRC ～62HRC 、550N ／mm 2HBW 、70HRC ～75HRC 、200N ／mm 2HBS 。

9．根据GB700—88《碳素结构钢》的规定牌号为Q235的钢σb ≥235MPa 、δ5≥26％。