(完整word版)非合金钢复习与思考及答案

复习思考题（第一章）1、什么叫应力？什么叫应变？低碳钢拉伸应力-应变曲线可分为哪几个变形阶段？这些阶段各具有什么明显特征？材料受到外力作用时，其内部也产生抵抗力，单位横截面上的抵抗力就称为应力。

应变：在应力作用下，单位长度上的伸长量称为应变。

应力-应变曲线可以分为以下五个阶段：（1）弹性阶段。

在此阶段应力与应变成线性关系，应变随应力的增加而增大，当外力取消后，试样恢复原状。

（2）屈服阶段。

在外力作用下，试样除发生弹性变形以外，还发生部分塑性变形。

外力消除后，弹性变形消失，塑性变形保留。

（3）颈缩阶段。

试样在外力的作用下，试样发生局部变细的“缩颈”现象，变形集中在缩颈部位。

（4）断裂。

当外力达到一定值时，试样在“颈缩”处发生断裂。

2、由拉伸试验可以得到哪些力学性能指标？在工程上这些指标是怎样定义的？在拉伸试验可测得力与变形的变化，因此可以测出材料的强度指标和塑性指标。

强度指标包括：弹性极限、屈服强度、抗拉强度；弹性极限：试样不产生永久变形的最大应力。

以σe表示；屈服强度：试样产生屈服时的应力。

以σs表示；抗拉强度：断裂前的最大应力。

以σb表示；塑性指标包括：伸长率和端面收缩率伸长率：试样拉断后的标距长度与原始标距长度之差与原始标距长度的比值比。

以δ表示；断面收缩率：试样拉断后的断口处的横截面积与原始横截面积之差与原始横截面积的百分比。

以ψ表示；3、（略）4、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E愈大，则材料的塑性愈差。

这种说法是否正确？为什么？刚度是表征材料抵抗弹性变形能力的力学指标，反映了材料抵抗弹性变形能力的大小。

刚度的物理意义是指金属材料产生单位弹性的相对变形所需的应力，即材料力学中的弹性模量。

因此设计刚度好的零件应根据材料的弹性模量来选择。

说法错误。

弹性模量是表征材料抵抗弹性变形的量，而塑性是在外力的作用下产生塑性变形而不断裂的能力。

二者表达的意思不同，两者之间的联系不紧密，因此不能简单地这样说。

复习思考题参考答案第二章材料的结构2①多晶体结构；②具有晶体缺陷。

第三章材料的凝固1只有“过冷”，才会存在相变驱动力，即能量条件。

自发形核和非自发形核。

非自发形核需要的过冷度较小。

非自发形核。

2①能量条件：过冷度。

②阶段性：形核、晶核长大。

4否。

如果过冷度超过一定的限度后，晶粒可能变粗。

5相图是表不合金系中各合金在极其缓慢的冷却条件下结晶过程的简明图解。

6纯金属和共晶合金均为恒温凝固。

8微观偏析（枝晶偏析）：扩散退火；宏观偏析：大变形锻造（如高速钢之锻造）。

9游离态的石墨、化合态的渗碳体、固溶体的A和F。

石墨和渗碳体为碳在铁碳合金相图中的主要存在形式。

10非常重要！一定要会写出来（包括含碳量和温度）！略。

14①随着含碳量t ,渗碳体含量t ,所以硬度t o②当含碳量小于0.9%时，随着含碳量f,渗碳体含量f,且弥散分布，起到弥散强化的作用，所以强度升高，但含碳量超过0.9%时，二次渗碳体结成连续的网状，不再起到弥散强化的作用，而是主要表现为渗碳体的性能特点，也即脆性大、强度低，故强度第四章金属的塑性变形与再结晶1•塑性变形机理：金属原子在切应力的作用下，以位错运动方式产生滑移。

2.加工硬化：随着塑性变形量的增加，金属的强度、硬度升高、塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化，又称为冷变形强化，或形变强化。

产生加工硬化的原因略（p.68）加工硬化是强化金属材料的重要手段之一。

特别是对那些具有良好塑性目.不能以热处理强化的材料来说，尤为重要。

但是，加工硬化会给金属的进一步加工带来困难。

3.锻造可使铸态金属中的非金属夹杂物沿着变形方向伸长，形成彼此平行的宏观条纹，称为流线，又称锻造流线。

流线使金属材料的性能呈现明显的各向异性，拉伸时沿着流线伸长的方向（纵向）具有较好的力学性能，垂直于与流线方向的力学性能较差。

【在热加工时应力求使流线与零件工作时的最大应力方向一致，而与冲击应力或切应力的方向垂直】4.消除应力；定型。

第二章建筑钢材思考题与习题：一、填充1、钢材按化学成分分为碳素钢、合金钢；按脱氧程度分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢。

2、钢材的塑性通常用拉伸试验时的伸长率或断面收缩率表示。

3、δ5表示标距长度为5倍钢筋直径的伸长率，δ10表示标距长度为10倍钢筋直径的伸长率，δ100表示标距长度为100mm的伸长率。

4、钢材试件的标距长度是16cm，受力面积是200mm2,达到屈服点时的拉力是45kN，拉断时的拉力是75kN，拉断后的标距长度是18.9cm，则钢材的屈服强度是 225MPa ，极限抗拉强度是 375MPa ，伸长率是 18.1% 。

5、0.2表示：钢筋残余应变为0.2%时所对应的应力值。

6、在我国北方地区选用钢材时，必须对钢材的冲击韧性性能进行检验，确保选用的钢材的脆性临界温度比环境温度低。

7、钢材中主要的有害杂质元素有 P 、 S 、 N 、 O 、 H 。

8、钢材的冷加工方法主要有冷拉、冷轧、冷拔、冷扭、冷冲。

9、钢材牌号Q235-A-b，Q235表示屈服强度不低于235MPa ，A表示质量等级为A级，b表示半镇静钢。

10、钢材牌号40Si2Mn，40表示含碳量0.4% ，Si2表示 Si含量在1.5-2.5%之间，Mn表示 Mn含量在1.5%以下。

11、钢材牌号HRB400，HRB表示热轧带肋钢筋，400表示屈服强度≥400Mpa ；CRB800中CRB表示冷轧带肋钢筋，800表示抗拉强度≥800Mpa 。

12、普通碳素钢的牌号越大，含碳量增加，强度提高，塑性下降，韧性下降，可焊性降低。

13、型钢I20a中，I表示工字钢，20表示型钢高度为20cm ，a表示型号为a型（腹板厚度为a类）。

14、型钢L45×60×8表示不等肢角钢，肢长分别为45、60mm，肢厚8mm 。

15、钢材的腐蚀分为化学腐蚀、电化学腐蚀两种。

二、是非判断题（对的打∨，错的打×）1、材料的屈强比越大，反应结构的安全性高，但钢材的有效利用率低。

⾦属材料学复习思考题及答案安徽⼯业⼤学材料学院⾦属材料学复习题⼀、必考题1、⾦属材料学的研究思路是什么？试举例说明。

答：使⽤条件→性能要求→组织结构→化学成分↑⽣产⼯艺举例略⼆、名词解释1、合⾦元素：添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从⽽得到⼀定的物理、化学或机械性能的含量在⼀定范围内的化学元素。

（常⽤M来表⽰）2、微合⾦元素：有些合⾦元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合⾦元素。

3、奥⽒体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩⼤γ相区的合⾦元素4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩⼩γ相区的合⾦元素。

5、原位析出：回⽕时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合⾦渗碳体在原位转变为特殊碳化物。

6、离位析出：回⽕时直接从过饱和α相中析出特殊碳化物，同时伴随有渗碳体的溶解。

7、⼆次硬化：在含有Mo、W、V等较强碳化物形成元素含量较⾼的⾼合⾦钢淬⽕后回⽕，硬度不是随回⽕温度的升⾼⽽单调降低，⽽是在500－600℃回⽕时的硬度反⽽⾼于在较低温度下回⽕硬度的现象。

8、⼆次淬⽕：在强碳化物形成元素含量较⾼的合⾦钢中淬⽕后残余奥⽒体⼗分稳定，甚⾄加热到500-600℃回⽕时仍不转变，⽽是在回⽕冷却时部分转变成马⽒体，使钢的硬度提⾼的现象。

9、液析碳化物：钢液在凝固时产⽣严重枝晶偏析，使局部地区达到共晶成分。

当共晶液量很少时，产⽣离异共晶，粗⼤的共晶碳化物从共晶组织中离异出来，经轧制后被拉成条带状。

由于是由液态共晶反应形成的，故称液析碳化物。

10、⽹状碳化物：过共析钢在热轧（锻）后缓慢冷却过程中，⼆次碳化物沿奥⽒体晶界析出呈⽹状分布，称为⽹状碳化物。

11、⽔韧处理：将⾼锰钢加热到⾼温奥⽒体区，使碳化物充分溶⼊奥⽒体中，并在此温度迅速⽔冷，得到韧性好的单相奥⽒体组织的⼯艺⽅式。

金属工艺学电子教案（9）【课题编号】9—4.1【课题名称】非合金钢（碳钢）【教材版本】郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006【教学目标与要求】一、知识目标了解常存杂质元素对碳钢性能的影响，熟悉碳钢的分类、牌号、性能及用途。

二、能力目标根据碳钢的牌号，能分析它的成分、性能特点和大致用途。

三、素质目标熟悉碳钢的分类，能根据碳钢的牌号，知道它的性能和用途。

四、教学要求熟练掌握碳钢的分类，常用碳钢的牌号、性能和应用，并具有一定的分析和运用能力。

【教学重点】常用碳钢的牌号、性能和应用。

【难点分析】根据碳钢的牌号能分析它的成分、性能特点和大致应用范围。

【分析学生】1．具有学习本章内容的知识基础。

2．具有学习本章内容的能力基础。

3．碳钢是工业生产中用途最广、用量最大的工程材料，本章应用性很强，在学习方法上要引导学生联系实际应用，把握好碳钢牌号—化学成分—组织—性能—应用之间关系。

做到根据碳钢牌号，知道它的大致应用；根据应用、性能，正确选用碳钢牌号。

【教学设计思路】教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。

【教学资源】1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，20052．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】2学时（90分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。

【教学过程】一、复习旧课（15分钟）1．简述含碳量增加对碳钢组织和力学性能的影响；2．讲评实验报告批改情况；3．提问：题3-8。

二、导入新课碳钢是指Wc≤2.11%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。

碳钢成分简单，冶炼容易，价格低廉，有较好的力学性能和工艺性能，在钢材总产量中占绝大部分，是工业生产中用途最广、用量最大的工程材料。

三、新课教学（70分钟）1．常存杂质元素对碳钢性能的影响（15分钟）教师讲授常存杂质元素硅、锰、硫、磷对碳性钢性能的影响，演示网络课程chapter4内容说明。

第十章常用非金属材料习题参考答案一、解释下列名词1、金属陶瓷：由金属和陶瓷组成的复合材料.2、硬质合金:将某些难熔的碳化物粉末(如WC、TiC等）和粘结剂(如Co、Ni等)混合，加压成型,再烧结而制成的金属陶瓷。

3、单体与链节：能聚合成高聚物的低分子化合物称为单体；而链节指的是大分子链中的重复结构单元。

链节可由一种单体所组成，亦可由两种或两种以上的单体所组成。

二、填空题1、非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料和复合材料。

2、玻璃钢是玻璃纤维和热固性塑料组成的复合材料。

3、聚合物的力学性能指标中，比强度比金属材料的好。

4、橡胶是优良的减振材料和耐磨、阻尼材料，因为它具有突出的高弹性。

5、陶瓷材料的抗拉强度较低，而抗压强度较高。

6、聚合物的三种力学状态是玻璃态、高弹态和粘流态，它们相应是塑料、橡胶和胶粘剂的使用状态。

7、YT30是钨钴类硬质合金，其成分由 WC 、Ti 和Co组成，可用于制作高速切削刀具 .8、复合材料按基体材料分类可分为聚合物基、无机非多心基和金属基复合材料等.9、复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同物质组合起来而得到的一种多相固体材料.10、复合材料的性能特点为比强度、比模量高，抗疲劳性能好，减振性能好，耐热性能好，减摩耐磨和自润滑性能好，破损安全性好等.11、C/C复合材料是指用碳纤维或石墨纤维或是它们的织物作为碳基体骨架，埋入碳基质中增强基质所制的复合材料。

12、硬质合金是将某些难熔的碳化物粉末和金属粘结剂（如Co、Ni等）混合,加压成型，再烧结而制成的金属陶瓷。

三、选择题1、非金属材料包括( B ）。

A．高分子材料+陶瓷材料 B. 高分子材料+陶瓷材料+复合材料C。

复合材料+高分子材料 D。

复合材料+陶瓷材料2、高分子材料主要有( A )。

A。

橡胶、塑料、合成纤维 B。

陶瓷、塑料、无机玻璃C。

陶瓷、合成纤维、无机玻璃 D. 橡胶、塑料、无机玻璃、合成纤维、陶瓷3、工程非金属材料在船舶领域的应用有（ D )。

第一篇钢铁材料第1章钢的合金化概念1-1 什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？1-2 钢的分类方法很多，通常有哪些分类？1-3 合金元素在钢中的分布或存在的形式有哪几种？1-4 按化学成分如何区别低、中、高碳钢？低、中、高合金钢？1-5 为什么说钢中的S、P杂质元素在一般情况下总是有害的？1-6 通常钢中的P、S控制钢的质量，按质量等级碳素钢、合金钢的钢材质量可分为哪些等级？1-7 钢中常见的合金元素有：C、N、Mn、Ni、Cu、Co、Hf、Zr、Ti、Ta、Nb、V、W、Mo、Cr、Al、Si等，回答下列问题：（1）上述元素哪些是奥氏体形成元素？哪些是铁素体形成元素？（2）哪些元素能与α－Fe形成无限固溶体？哪些元素能与γ－Fe形成无限固溶体？为什么Mn、Ni、Co能与γ－Fe形成无限固溶体？（3）上述元素哪些是碳化物形成元素？哪些是非碳化物形成元素？如何鉴别它们与碳的亲和力大小或强弱？请按由强至弱将他们排列。

（4）分析上述元素对Fe－C相图临界点A1、A3及S点影响。

1-8 钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类？各有什么特点？1-9 合金钢中常见的碳化物由哪几种类型？并按其稳定性强弱排序。

1-10 简述合金钢中碳化物形成规律。

1-11 合金元素对Fe-Fe3C相图中的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-12 试述40CrV钢在退火态、淬火态及淬火一回火态下合金元素的分布状况。

1-13 合金元素中碳化物形成元素，非碳化物形成元素以及Si元素是如何影响钢中碳在奥氏体中扩散的？1-14 通过合金化使钢强化的基本方法有哪些？1-15 加热时合金元素对钢奥氏体晶粒长大有什么影响？并简要说明影响原因。

1-16 简要说明合金元素对过冷奥氏体等温分解C曲线的影响？1-17 为什么W18Cr4V钢中会出现莱氏体？1-18 简述合金元素对珠光体转变速度，转变温度及转变产物中碳化物类型的影响。

1-19 简述合金元素对马氏体分解的影响。

1.切线模量理论切线模量理论认为在非弹性应力状态，应当取应力-应变曲线上相应应力点的切线斜率Et（称为切线模量）代替线切线模量E。

2.二阶分析p12结构在荷载作用下必然有变形，考虑变形影响的内力分析称为二阶分析。

（忽略变形影响的内力分析称为一阶分析。

）3.概率极限状态设计法p13在结构设计中，以概率理论为基础的极限状态设计方法，简称概率极限状态设计法4.不稳定分岔屈曲p82分岔屈曲后，结构只能在比临界荷载低的荷载下才能维持平衡位形称为不稳定分岔屈曲。

5.应力集中p34在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折、密集、出现高峰应力的现象称为应力集中6.延性破坏（塑性破坏） p35超过屈服点fy即有明显塑性变形产生的构件。

当达到抗拉强度fu时将在很大变形的情况下断裂，这是材料的塑性破坏，也称为延性破坏6.疲劳断裂P35疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。

7.兰脆现象p33兰脆现象指温度在250℃左右的区间内，fu有局部性提高，fy也有所回升，同时塑性有所降低，材料有转脆倾向8.冲击韧性p27冲击韧性衡量钢材抗脆断的性能。

实际结构中脆性断裂总是发生在缺口高峰应力的地方，在缺口高峰应力的地方常呈三向受拉的应力状态。

因此，最有代表性的是钢材的缺口冲击韧性，简称冲击韧性或冲击功9.正常使用极限状态p11对于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

11、伸长率p26伸长率是断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比。

取圆形试件直径d的5倍或10倍为标定长度，其相应的伸长率用δ5或δ10表示，伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力。

12、塑性破坏p35同613、可靠度结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。

（即结构可靠度是结构可靠性的度量。

简答题1.冷加工对于钢材性能的影响？P32（不确定）答：在常温下加工叫冷加工。

冷拉、冷弯、冲切、机械剪切等冷加工使钢材而产生很大的塑性变形，产生塑性变形后的钢材在重新加荷时将提高屈服，同时降低塑性和韧性。

《钢结构》综合复习资料一、单项选择题1. 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。

(A)脆性破坏 (B)塑性破坏 (C)强度破坏 (D)失稳破坏2. 当钢材具有较好的塑性时，焊接残余应力。

a、降低结构的静力强度。

b、提高结构的静力强度。

c、不影响结构的静力强度。

d、与外力引起的应力同号，将降低结构的静力强度。

3. 进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按。

(A)标准荷载计算 (B)设计荷载计算(C)考虑动力系数的标准荷载计算(D)考虑动力系数的设计荷载计算4. 当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性。

(A)升高 (B)下降 (C)不变 (D)升高不多5. 轴压铰接柱脚设计中，靴梁高度由所需的竖焊缝长度确定。

a、轴心压力b、弯矩c、剪力d、弯矩，剪力和轴力6. 钢材的设计强度是根据确定的。

(A)比例极限 (B)弹性极限 (C)屈服点 (D)极限强度7. 有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，采用E43焊条。

(A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须8. 下列论述中不正确的是项。

(A)强度和塑性都是钢材的重要指标 (B)钢材的强度指标比塑性指标更重要(C)工程上塑性指标主要用伸长率表示 (D)同种钢号中，薄板强度高于厚板强度9. 工字型组合截面受弯构件局部稳定验算时，翼缘与腹板宽厚比限值是根据导出的。

a 、整局cr cr ＜σσb 、整局cr cr σσ≥c 、y cr f ≤局σd 、y cr f ≥局σ10. 钢材的三项主要力学性能为： 。

(A)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯(C)抗拉强度、伸长率、冷弯 (D)屈服强度、伸长率、冷弯11.确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是（ ）A.等厚度原则B.等稳定原则C.等强度原则D.等刚度原则12.钢结构设计规范规定容许长细比可以大于150的受压构件为（ ）A.实腹柱B.格构柱的缀条C.桁架弦杆D.屋架支撑杆件13.经济梁高he,指的是（ ）A.用钢量最小时梁的截面高度B.挠度等于规范限值时梁的截面高度C.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度14.跨度l 为30m 的梯形屋架的起拱高度应为（ ）A.l/1000B.l/500C.l/100D.l/2015.普通钢屋架上弦杆在桁架平面内的计算长度系数为（ ）A.0.8B.0.9C.1.0D.2.016.压弯构件工字形截面腹板的局部稳定与腹板边缘的应力梯度max minmax 0σσ-σ=α有关，腹板稳定承载力最大时的α0值是（ ）A.0.0B.1.0C.1.6D.2.017.普通螺栓抗剪工作时，要求被连接构件的总厚度≤螺栓直径的5倍，是防止（ ）A.螺栓杆弯曲破坏B.螺栓杆剪切破坏C.构件端部冲剪破坏D.板件挤压破坏18.在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（ ）A.40hfB.60hfC.80hfD.120hf19.发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为（）A.双轴对称工字形截面B.单角钢截面C.H型钢截面D.箱形截面20.梁整体失稳的方式为（）A.弯曲失稳B.剪切失稳C.扭转失稳D.弯扭失稳21.屋架上弦承受有较大节间荷载时，上弦杆合理的截面形式是（）A.两等边角钢组成的T形截面B.两等边角钢组成的十字形截面C.两不等边角钢长边相连的T形截面D.两不等边角钢短边相连的T形截面22.在屋面重力荷载作用下，腹板垂直于屋面坡向设置的实腹式檩条为（）A.双向变弯构件B.双向压弯构件C.单向受弯构件D.单向压弯构件二、填空题1. 钢材代号Q235的含义为。

金属材料学复习思考题及答案料版第一章钢的合金化原理1．名词解释1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。

(常用M来表示) 2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。

3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。

如：V，Nb, Ti 等。

5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr：ε-Fe x C→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C66）离位析出:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC 和强度提高（二次硬化效应）。

如 V，Nb, Ti等都属于此类型。

2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al；奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu能在α-Fe中形成无限固溶体：V、Cr；能在γ-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶.b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。

如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。

（2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。

1.钢结构对钢材性能有哪些要求答：较高的强度，较好的变形能力，良好的工艺性能。

2.钢材的塑性破坏和脆性破坏有何区别答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉轻度fu后才发生。

破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。

在塑性破坏前，构件发生较人的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。

另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而捉高了结构的承载能力。

脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢才的屈服点fy，断裂从应力集中处开始。

冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。

破坏前没有任何预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大。

3.刚才有哪几项主要性能，分别可用什么指标来衡量答：屈服点fy.抗拉强度fy,伸长率6, 冷弯性能，冲击韧性4.影响钢材性能的主要性能有哪些答：化学成分的影响。

冶炼、浇注、轧制过程及热处理的影响。

钢材的硬化。

温度的影响。

应力集中的影响。

重复荷载作用的影响。

5.简述化学元素对钢材性能有哪些影响答;碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。

硫和磷降低钢材的塑性。

韧性。

可焊性和疲劳强度。

氧使钢热脆，氮使钢冷脆。

硅和镒是脱氧剂，使钢材的强度提高。

帆和钛是提高钢的强度和抗腐蚀性又不显若降低钢的塑性。

铜能捉高钢的强度和抗腐蚀性能，但对可焊性不利。

6.什么是冷作硬化和时效駛化答：钢材受荷超过弹性范围以后，若重复地卸载加载，将使钢材弹性极限提高，塑性降低，这种现象称为钢材的应变硬化或冷作硬化。

轧制钢材放置•段时间后，强度提高，塑性降低，称为时效破化。

7简述温度对钢材的主要性能有哪些影响答：温度升高，钢材强度降低，应变增人，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。

（0763）《钢结构基本原理》复习思考题答案一、名词解释1、钢结构答：由钢板、热轧型钢、冷加工成型的薄壁型钢以及钢索制成的工程结构。

2、钢材的脆性破坏答：脆性破坏是指钢材受荷后，在塑性变形很小或根本没有塑性变形的情况下产生突然的迅速断裂。

3、梁答：承受横向荷载的实腹式受弯构件 4、桁架答：承受横向荷载的格构式受弯构件 5、支承加劲肋答：承受固定集中荷载或者支座反力的横向加劲肋。

6、压弯构件弯矩作用平面外的失稳。

答：压弯构件弯矩作用在构件截面的弱轴平面内，使构件绕强轴受弯，构件失稳时只发生在弯矩作用平面内的弯曲变形，称为弯矩作用平面内丧失稳定性。

7、压弯构件弯矩作用平面内的失稳。

答：压弯构件弯矩作用在构件截面的弱轴平面内，使构件绕强轴受弯，当荷载增加到一定大小时，若构件突然发生弯矩作用平面外的弯曲和扭转变形而丧失了承载能力，这种现象称为构件在弯矩作用平面外丧失稳定性。

8、承受轴心拉力或压力与弯矩共同作用的构件。

二、填空题1、标准值；2、除以；3、冷弯性能；4、塑性应变能力；5、极限抗拉强度，碳；6、焊缝连接、螺栓连接，铆钉连接； 7、正面角焊缝 、侧面角焊缝 、斜面角焊缝；8、1，2； 9、1，3； 10、较大焊件厚度； 11、min 2.1t ，max5.1t ； 12、 {}mm h f 40,8max ； 13、强度； 14、i l /0； 15、稳定； 16、、稳定；17、横向加劲肋； 18、扭转屈曲； 19、残余应力，残余应力； 20、计及扭转效应； 21、换算长细比； 22、好； 23、双向受弯；24、横向加劲肋；25、抗弯强度； 26、强度 、弯矩平面内的整体稳定性、单肢稳定性 、 刚度；27、换算长细比；28、弯扭。

29、3y ，4y '； 三、选择题1-5 A ACBC 6-10 DCDCA 11-15 ABBCA 16-20 DDCCC 21-25 BDCDA 26-30 CACCA 31-35 ABBBB 36-40 AADDB 41-45 ACADD 46-50 BCBDA 51-55 DCDDB 56-60 BACCD四、简答题1、答：优点：⑴钢结构强度高，强重比大、塑性好、韧性好；⑵材质均匀，几乎完全符合我们学过的力学假定； ⑶制作简便，施工工期短。

金属材料学思考题答案2绪论、第一章、第二章1．钢中的碳化物按点阵结构分为哪两大类，各有什么特点？答：分为简单点阵结构和复杂点阵结构，前者熔点高、硬度高、稳定性好，后者硬度低、熔点低、稳定性差。

2．何为回火稳定性、回火脆性、热硬性？合金元素对回火转变有哪些影响？答：回火稳定性：淬火钢对回火过程中发生的各种软化倾向（如马氏体的分解、残余奥氏体的分解、碳化物的析出与铁素体的再结晶）的抵抗能力回火脆性：在200-350℃之间和450-650℃之间回火，冲击吸收能量不但没有升高反而显著下降的现象热硬性：钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能合金元素对回火转变的影响：①Ni、Mn影响很小，②碳化物形成元素阻止马氏体分解，提高回火稳定性，产生二次硬化，抑制C和合金元素扩散。

③Si比较特殊：小于300℃时强烈延缓马氏体分解，3．合金元素对Fe-Fe3C相图S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？答：凡是扩大奥氏体相区的元素均使S、E点向左下方移动，如Mn、Ni等；凡是封闭奥氏体相区的元素均使S、E点向左上方移动，如Cr、Si、Mo等？E点左移：出现莱氏体组织的含碳量降低，这样钢中碳的质量分数不足2％时就可以出现共晶莱氏体。

S点左移：钢中含碳量小于0.77％时，就会变为过共析钢而析出二次渗碳体。

4．根据合金元素在钢中的作用，从淬透性、回火稳定性、奥氏体晶粒长大倾向、韧性和回火脆性等方面比较下列钢号的性能:40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。

1）淬透性：40CrNiMo 〉40CrMn 〉 40CrNi 〉 40Cr2）回火稳定性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉 40CrMn 〉 40Cr3）奥氏体晶粒长大倾向：40CrMn 〉 40Cr 〉 40CrNi 〉 40CrNiMo4）韧性：40CrNiMo 〉40CrNi 〉40Cr〉40CrMn (Mn少量时细化组织)5）回火脆性： 40CrMn 〉40CrNi> 40Cr 〉40CrNiMo5.怎样理解“合金钢与碳钢的强度性能差异，主要不在于合金元素本身的强化作用，而在于合金元素对钢相变过程的影响。

第十章 思考与练习1. 何谓焊接执循环，焊接热循环的主要特征参数有哪些？2. 焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响？怎样利用热循环和其它工艺措施改善HAZ的组织性能？3. 简要说明易淬火钢和不易淬火钢HAZ粗晶区的组织特点和对性能的影响？4. 焊接条件下组织转变与热处理条件下组织转变有何不同？5. 在相同条件下焊接45钢和40Cr钢，哪一种钢的近缝区淬硬倾向大？为什么？6. 焊接热影响区的脆化类型有几种？如何防止？7. 何谓热影区的热应变时效脆化？在焊接工艺上如何防止？8. 中碳调质钢焊接热影响区软化机制？应如何改善和控制？9. 如何提高热影响区的韧性？韧化的途经有那些？10. 某厂制造大型压力容器，钢材为14MnMoVN钢，壁厚36mm，采用手弧焊：1) 计算碳当量及HAZ最大硬度H max(t8/5=4s)2) 根据H max来判断是否应预热3)如何把H max降至以下350HV以下？第十一章 思考与练习1.何谓枝晶偏析、晶界偏析、正偏析、负偏析、正常偏析、逆偏析和重力偏析？2.偏析是如何形成的？影响偏析的因素有哪些？.生产中如何防止偏析的形成？3.焊缝的偏析有哪些类型？为什么说熔合区是焊接接头的薄弱部位？4.分析偏析对金属质量的影响。

5.简述析出性气孔的特征、形成机理及主要防止措施。

6.焊缝中的气孔有哪几种类型？有何特征？7.试述夹杂物的形成机理、影响因素及主要防止措施8.何谓体收缩、线收缩、液态收缩、凝固收缩、固态收缩和收缩率？9.分析缩孔的形成过程，说明缩孔与缩松的形成条件及形成原因的异同点。

10.分析灰铸铁和球墨铸铁产生缩孔、缩松的倾向性及影响因素。

11.简述顺序凝固原则和同时凝固原则各自的优缺点和适用范围。

12.焊件和铸件的热应力是如何形成的?应采取哪些措施予以控制?13.如何控制焊件和铸件的变形?14.简述凝固裂纹的形成机理及防止措施。

15.何谓液化裂纹？出现在焊接接头的哪个区域？为什么？16.试述冷裂纹的种类及其特征。

非合金钢章节测试试卷带答案金属材料与热处理小测一、判断题（每题4分，共10题，满分40分）1. 碳钢按碳含量不同分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三类，中碳钢是含碳量0.25%～0.77%的钢。

( )2. 牌号Q235-A.F表示:σb≥235 MPa质量等级为A级，脱氧方法为镇静钢的碳素结构钢。

( )3. 牌号40钢表示含碳量为0.40%、质量等级优质的优质碳素结构钢。

( )4. 牌号ZC200～400，表示σS≥200 MPa σb≥400 MPa的铸钢。

( )5. 某工厂用65钢制造一批弹簧，做最后几个弹簧时，发现65钢用完了，就用45钢代替，也可以使用。

( )6. 镇静钢可以是任何钢种，沸腾钢只能是低碳钢。

( )7. 硅锰硫磷是钢中的有益元素，必不可少。

( )8. 电炉炼钢比普通转炉钢纯净度高。

( )9. 炼钢时，加入脱氧剂是为了生成脱氧物质进入炉渣而与钢液分离。

( )10. 铸造碳钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求不高的机械零件。

( )二、选择题（每题4分，共5题，满分20分）1. 碳素工具钢的牌号用“碳”的汉语拼音字首“T”加数字表示，数字表示钢的平均含碳量的A. 百分数: b. 千分数: C. 万分数2. 在下列材料中，制造冷冲压件宜选( )钢制造。

A. 05F;B. 45;C. 65Mn;D. T12A3. 在下列材料中，锉刀宜选( )钢制造。

A. T8;B. T10A;C. T12;D. Q2354. 用于制造刀具、量具和模具的钢，一般选用( )碳钢。

A. 低碳钢;B. 中碳钢;C. 高碳钢5. 制造机床变速齿轮，常用下列材料中的( )制造。

A. Q235B;B. 10钢;C. 45钢;D. T7钢三、简答题（每题10分，共4题，满分40分）1、非合金钢按含碳量怎样分类？低碳钢含碳量≤0.25%中碳钢含碳量0.25%～0.6%高碳钢含碳量≥0.60%2、炼钢用的脱氧剂是什么？锰、硅、铝3、碳素结构钢的用途？主要用于制造建筑结构件、工程结构件和各种机械零件。

金属材料复习思考题及参考答案（计算分析部分）（仅供参考）1.根据GB700-88《碳素结构钢》的规定，牌号为Q235钢的力学性能应达到：σs≥235MPa，σb≥375Mpa，δ5≥26％，ψ≥55％。

现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样(试样的标距等于5倍直径)进行拉伸试验，测得的试验数据是F s=20kN，F b=32kN，断后标距长l1=65mm，d1=6.3mm，试问这批钢材合格否？2.某金属材料拉伸试样，其l 0=100mm，d0=10mm，拉伸时测得F s=18KN，F b=28KN，拉断后对接起来测得l 1=124mm，d1=6.4mm，求该材料的σs、σb、δ、ψ。

3.计算体心立方晶格的致密度。

4.计算面心立方晶格的致密度。

5.计算密排六方晶格的致密度。

6.某退火态碳素钢钢号不清，经金相检察其显微组织是F+P，其中P所占比例约为20%，试判定该碳素钢含碳量。

7.依据Pb-Sn合金相图，若F点的合金成分是W Sn=2%，G点的合金成分是W Sn=99%。

问在下列温度t时，W Sn=20%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？⑴ t=300℃；⑵刚冷到183℃；共晶转变尚未开始；⑶在183℃；共晶转变正在进行中；⑷共晶转变刚完成，温度仍在183℃时；⑸冷却到室温（20℃）时。

8.依据Pb-Sn合金相图，若F点的合金成分是W Sn=2%，G点的合金成分是W Sn=99%。

问在下列温度t时，W Sn=80%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？⑴ t=300℃；⑵刚冷到183℃；共晶转变尚未开始；⑶在183℃；共晶转变正在进行中；⑷共晶转变刚完成，温度仍在183℃时；⑸冷却到室温（20℃）时。

9.计算珠光体中铁素体和渗碳体的相对量。

10.计算莱氏体中奥氏体和渗碳体的相对量。

11.20钢在共析反应后⑴计算相组成物F和Fe3C的相对量；⑵计算组织组成物F和P的相对量。