工程材料习题集

习题集部分参考答案4合金的结构与相图思考题1.何谓合金？合金中基本的相结构有哪些？答：合金是指两种或两种以上的金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。

合金中基本的相结构有固溶体、金属化合物两类。

2.相组成物和组织组成物有何区别？答：相组成物是指组成合金中化学成分、结构和性能均匀一致的部分。

组织组成物是指显微组织中具有某种形貌特征的独立部分。

两者的区别在于相组成物是不涉及金相形态的。

3.固溶体合金和共晶合金的力学性能和工艺性能有什么特点？答：固溶体晶体结构与组成它的溶剂相同，但由于溶质原子的溶入，造成了晶格畸变，阻碍了晶体滑移，结果使固溶体的强度、硬度提高，且大多固溶体还保持着良好的塑性。

而共晶合金组织为二相混合物时，合金的性能与成分呈直线关系。

当共晶组织十分细密时，硬度和强度会偏离直线关系而出现峰值。

共晶合金熔点低，流动性好，易形成集中缩孔，不易形成分散缩孔，铸造性能较好。

4.合金的结晶必须满足哪几个条件？答：合金的结晶需要满足结构、能量和化学成分三个条件（或者叫三个起伏）。

5.纯金属结晶与合金结晶有什么异同？答：相同点：形成晶核、晶核长大；能量和结构条件。

不同点：合金结晶还需要“化学成分条件”；从结晶的自由度看，纯金属结晶是一个恒温过程，而合金的结晶常常在某个温度范围内进行。

6.固溶体的主要类型有哪些?影响固溶体的结构形式和溶解度的因素有哪些？答：按溶质原子在固溶体(溶剂)晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体；按固溶度可分为有限固溶体和无限固溶体；置换固溶体按溶质原子在溶剂晶格中的分布特点可分为无序固溶体和有序固溶体。

影响固溶体的结构形式和溶解度的因素很多，目前比较公认的有①原子尺寸因素；②晶体结构因素；③电负性因素；④电子浓度因素。

7、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。

答：固溶强化是由于溶质原子的溶入，造成了晶格畸变，阻碍了晶体滑移，结果使固溶体的强度和硬度增加。

工程材料习题集绪论1．一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kgf的载荷，它的直径是多少？2．有一直径15mm的钢棒所能承受的最大载荷为11800kgf，问它的强度是多少。

3．一根2米长的黄铜棒温度升高80℃，伸长量是多少？要使该棒有同样的伸长，问需要作用多少力？（黄铜线膨胀系数为20×10－6/℃，平均弹性模量为110000MPa）4．一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定，因此不能发生收缩。

问当温度下降到9℃时，钢轨内产生的应力有多大？（钢的线膨胀系数为12×10－6/℃，弹性模量为206000MPa）5．零件设计时，选取σ0.2（σS）还是选取σb，应以什么情况为依据？6．δ与ψ这两个指标，哪个能更准确地表达材料的塑性？并说明以下符号的意义和单位：σe；σs(σ0.2)；σb；δ；ψ；σ-1；ɑk7．常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。

哪种方法合理？为什么？参考答案：1．18.9mm 2．871MPa 3．3.2mm，176MPa 4．64.3MPa第一章金属的结构与结晶1．金属中常见的晶体结构类型有哪几种?α-Fe、γ-Fe、A1、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn 各属何种晶体结构?2．单晶体与多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，而多晶体材料通常不表现出各向异性？3．简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。

4．晶体缺陷有哪些？对材料有哪些影响？对所有的材料都有影响吗？5. 分别说明以下概念：晶格；晶胞；晶格常数；致密度；配位数；晶面；晶向；单晶体；多晶体；晶粒；晶界；各向异性；同素异构。

6.在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同，该晶面与晶向间存在着什么关系？7. 何谓过冷度?为什么结晶需要过冷度?它对结晶后晶粒大小有何影响?8. 何谓同素异构转变?纯铁在常压下有哪几种同素异构体?各具有何种晶体结构?1．金属结晶的基本规律是什么？结晶过程是怎样进行的？2．过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响？3．如果其它条件相同，试比较在下列条件下，铸件晶粒的大小：（1）砂型铸造与金属铸造；（2）厚壁铸件与薄壁铸件；（3）加变质剂与不加变质剂；（4）浇注时振动与不振动。

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。

第一章工程材料基本性质一、判断题1．含水率为4%的湿砂重100g，其中水的重量为4g。

2．热容量大的材料导热性大，受外界气温影响室内温度变化比较快。

3．材料的孔隙率相同时，连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。

4．从室外取一块重为G1的粘土砖。

浸水饱和后重为G2，烘干后重为G3，则这块粘土砖的质量吸水率为ωm=（G2－G3）/G15．同一种材料，其表观密度越大，则其孔隙率越大。

6．将某种含水的材料，置于不同的环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。

7．吸水率小的材料，其孔隙率最小。

8．材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。

9．在进行材料抗压强度试验时，大试件比小试件的试验结果指标值偏小。

10．某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑11．材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。

12．材料进行强度试验时，加荷速度快的比加荷速度慢的试验结果指标值偏小。

13．材料在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。

14．某材料含大量开口孔隙，直接用排水法测定其体积，该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。

15．材料的抗渗性与材料的开口孔隙率关系不大。

16．材料的冻融破坏主要是由于材料的水结冰造成的。

17．钢材因具有良好的技术性质，因此能承受较大的弹性变形和较小的塑性变形。

18．材料含水会使堆积密度和导热性增大，强度提高，体积膨胀。

19．材料在自然状态下的体积，包括材料内部孔隙在内的体积和颗粒之间的空隙体积。

20．材料的绝对实体积是指固体物质所占体积，包括材料的内部孔隙体积。

二、填空题1．材料的吸湿性是指材料在空气中2．材料的吸水性用来表示，吸湿性用来表示。

3．材料耐水性的强弱可以用来表示；材料的耐水性越好，该数值越。

4．材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的来表示。

5．称取松散密度为1400kg/m3的干砂200g，装入广口瓶中，再把瓶中注满水，这时称重为500g。

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。

1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。

（为2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。

（为3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。

（“4、置换固溶体必是无限固溶体。

（为5、单晶体必有各向异性。

（“6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。

（为7、过热钢经去应力退火后能显著细化晶粒。

（为&表面淬火主要用于高碳钢。

（为9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。

（为10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。

（动11、铁素体是置换固溶体。

（为12、晶界是金属晶体的常见缺陷。

（“13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。

（为14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。

（“15、金属的晶粒越细小，其强度越高，其塑性越好。

（“16、比重偏析不能通过热处理来消除。

（“17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。

（为18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。

（为19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。

（必20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk°（为21、氮化件的变形远比渗碳件的小。

（“22、x x转变是非扩散性转变。

（“23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。

（为24、无限固溶体必是置换固溶体。

（“25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。

（为26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。

（“27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。

（为28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。

（为29、弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。

（为30、凡单相固溶体均能进行形变强化。

（“31、x x转变是非扩散性转变。

（为32、可锻铸铁只能通过可锻化退火而得到。

（“33、凡间隙固溶体必是有限固溶体。

（“34、珠光体的片层间距越小，其强度越高，其塑性越差。

（为35、钢的临界冷却速度Vk越大，则其淬透性越好。

（为36、过共析钢的正常淬火一般均为不完全淬火。

第 1 章材料的性能 、选择题1. 表示金属材料屈服强度的符号是（ B ） A.σ B.σs C.σb D.σ-12. 表示金属材料弹性极限的符号是（A ） A.σeB.σsC.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.HB B.HRC C.HV D.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。

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。

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。

2. 渗碳件经淬火处理后用 HB 硬度计测量表层硬度 。

3. 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。

4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。

五、简答题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）将冲击载荷改成交变载荷 将 HB 改成 HR 将疲劳强度改成冲击韧性 将冲击韧性改成断面收缩率 将载荷改成冲击载荷1. 说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σ σs:屈服强度 HRC ：洛氏硬度（压头为金刚石圆锥）σb : 抗拉强度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2. 每个面心立方晶胞中包含有（ C ）个原子3. 属于面心立方晶格的金属有（ C ）4. 属于体心立方晶格的金属有（ B ）5. 在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（ A ）s 、σ 0.2 、 HRC 、σ -1 、σ b 、δ 5、 HBS 。

《工程材料》习题集参考答案一．判断题×√1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。

（×）2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。

（×）3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。

（√）4、置换固溶体必是无限固溶体。

（×）5、单晶体必有各向异性。

（√）6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。

（×）7、过热钢经去应力退火后能显著细化晶粒。

（×）8、表面淬火主要用于高碳钢。

（×）9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。

（×）10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。

（√）11、铁素体是置换固溶体。

（×）12、晶界是金属晶体的常见缺陷。

（√）13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。

（×）14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。

（√）15、金属的晶粒越细小，其强度越高，其塑性越好。

（√）16、比重偏析不能通过热处理来消除。

（√）17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。

（×）18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。

（×）19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。

（√）20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。

（×）21、氮化件的变形远比渗碳件的小。

（√）22、马氏体转变是非扩散性转变。

（√）23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。

（×）24、无限固溶体必是置换固溶体。

（√）25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。

（×）26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。

（√）27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。

（×）28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。

（×）29、弹簧钢的最终热处理应是淬火+低温回火。

（×）30、凡单相固溶体均能进行形变强化。

型一：选择题1.抗压强度比抗拉强度大得多的材料是［ D ］A.塑性材料B.韧性材料C.弹性材料D.弹塑性材料2.只包括闭口孔在内的密度是［ C ］A.堆积密度B.体积密度C.视密度D.表观密度3.过火砖特点是［］A.强度高，耐久性好，色浅，声哑B.强度低，耐久性差，色深，声哑C.强度低，耐久性差，色浅，声响D.强度高，耐久性好，色深，声响4.天然二水石膏压蒸条件（0.13MPa，124℃）下生成［ A ］A.建筑石膏B.死烧石膏C.高强石膏D.地板石膏5.掺混合材6％～15％的硅酸盐水泥是［ B ］A.硅酸盐水泥B.普通水泥C.复合水泥D.专用水泥6.混凝土拌合物坍落度过低，改善方法可采用［ B ］A.增大砂率B.水灰比不变，增加水泥浆C.增大水灰比D.增加用水量7.试配混凝土时，掺加引气剂时，调整砂率应采用的措施是［ B ］A.增加砂率B.砂率不变，加入砂石C.砂率不变，减少砂石D.适当减少砂率8.砂浆的稠度采用的计量方法为［ C ］A.坍落度法B.维伯稠度法C.沉入度法D.分层度法9.碳素结构钢的牌号表示［ D ］A.抗拉强度B.塑性C.韧性D.屈服强度10.碳钢的主要强度组分是［ B ］A.铁素体B.渗碳体11.承受冲击振动荷载的结构应选用［ B ］A.塑性材料B.韧性材料C.弹性材料D.弹塑性材料12.材料密度的大小取决于［］A.孔隙率B.材料组成和微观结构C.材料种类D.材料密实度13.欠火砖特点是［］A.强度高的，耐久性好，色浅，声哑B.强度低，耐久性好，色浅，声脆C.强度高，耐久性差，色浅，声脆D.强度低，耐久性差，色浅，声哑14.石灰的硬化包括［ D ］A.收缩硬化B.化学硬化和物理硬化C.结晶硬化D.干燥硬化和碳化硬化15.硅酸盐水泥的特性之一是［D ］A.强度高，但发展慢B.耐腐蚀性强C.耐热性强D.抗冻性强16.混凝土拌合物的粘聚性较差，改善方法可采用［ B ］A.增大砂率B.减少砂率C.增大水灰比D.增加用水量17.试配混凝土时，发现混凝土的流动性较大，应采用的措施是［B ］A.增加砂率B.砂率不变，加入砂石C.降低W/CD.W/C不变，加入水泥浆18.下列不是矿渣硅酸盐水泥特点的是［ B ］A.早强低B.水化热高C.耐热性好D.干缩性较大19.碳素结构钢的划分牌号的依据是［ D ］A.抗拉强度B.塑性C.韧性D.屈服强度20.钢材中，碳元素含量增加，可明显增加其［ A］A.脆性和硬度B.塑性21.下列不能引起水泥安定性不良的是［ D ］A.游离氧化钙B.游离氧化镁C.石膏D.三氧化硫22.下列表示材料耐水性的参量是［ B ］A.吸水率B.软化系数C.含水率D.饱和系数23.欠火砖的特征为［］A.颜色较深B.击之声音响亮C.强度低D.耐久性好24.石油沥青中含蜡量增加会导致［］A.低温稳定性增加B.低温不易开裂C.粘附性增加D.高温稳定性增加25.GRC是一种［］A.水泥B.混凝土C.塑料D.钢材26.保温材料构造上的特点是［ A ］A.孔隙率小，孔大且封闭B.孔隙率小，孔小且开口C.孔隙率大，孔小且开口D.孔隙率大，且封闭27.下列是热塑性塑料特点的是［ C ］A.坚硬B.熔点高C.受热软化冷却凝固不发生化学变化D.密度大28.提高混凝土强度的措施有［ D ］A.采用较大水灰比B.采用卵石C.增加用水量D.掺加外加剂29.下列不是混凝土特点的是［ A ］A.质量稳定B.自重大C.易开裂D.脆性30.碳钢中碳元素对钢材的影响是［ A ］A.强度提高B.硬度降低C.冷脆性降低D.可焊性增加31.欠火砖的特点是［］A.颜色较深B.强度高C.耐久性差D.击之声音响亮32.材料的耐水性用下列哪者表示［ C ］C.软化系数D.密实度33.下列是晶体特点的是［ D ］A.无一定的几何外形B.无固定的熔点C.具有化学稳定性D.各向同性34.二水石膏在107～170℃下生产出来的是［ B ］A.а型半水石膏B.β型半水石膏C.地板石膏D.死烧石膏35.硅酸盐类水泥熟料矿物水化热低，水化反应慢的是［ A ］A.C2SB. C3SC.C3AD. C4AF36.下列哪项不合格的水泥是废品［ B ］A.细度B.安定性C.终凝时间D.烧失量37.影响混凝土强度的主要因素是［ C ］A.水泥强度B.骨料种类C.W/CD.砂率38.混凝土在长期载荷作用下，随时间而增长的非弹性变形是［ C ］A.弹性变形B.热胀冷缩C.徐变D.其他39.碳素结构钢的牌号由Q、屈服点数值、质量等级、和组成［ C ］A.含碳量B.含硫量C.脱氧方法D.可焊性40.钢材随时间的延长，强度硬度提高，而塑性韧性下降，称为［ D］A.冷脆性B.抗大气腐蚀性C.时效敏感性D.时效41.下列不是晶体特点的是［ C ］A.一定的几何外形B.固定的熔点C.具有化学稳定性D.各向同性42.材料的测试强度随下列哪种因素的增加而增大［ C ］C.试件表面粗糙度D.密实度43.粘土砖的抗风化性能必须测定的两个指标是［ A ］A.吸水率和饱和系数B.冻融循环次数和饱和系数C.抗压强度和吸水率D.抗压强度和饱和系数44.下列不是建筑石膏的特点的是［ C ］A.凝结硬化快B.耐火性好C.可加工性好D.抗渗性差45.提高硅酸盐类水泥熟料中的C2S，降低C3S和C3A 可获得［ C ］A.高强水泥B.快硬水泥C.中热水泥D.道路水泥46.下列不是描述材料稠度的参量是［ D ］A.维勃稠度B.坍落度C.沉入度D.分层度47.试配混凝土时，混凝土的均匀稳定性不良，应采用的措施是［ B ］A.W/C不变，加入水泥浆B.砂率不变，加入砂石C.降低W/CD.增加砂率48.硅酸盐水泥生产中加入石膏起到的作用是［ C］A.早强作用B.膨胀作用C.缓凝作用D.改善和易性49.碳钢强度低的组分是［ A ］A.铁素体B.渗碳体C.珠光体D.奥氏体50.钢材中，硫元素含量增加，可增加其［ A ］A.热脆性B.抗大气腐蚀性C.可焊性D.韧性题型二：填空题1.材料的孔隙率减少时，材料的密度不变。

一、土木工程材料的基本性质一、填空题 (请把答案填在题目的横线上，共20空)1.材料的密度是指在绝对密实状态下，单位体积的质量。

2.一般情况下，若材料孔隙率越大，则其表观密度越小，强度越低。

3.材料的空隙率是指散粒材料在堆积体积中，固体颗粒之间的空隙体积占堆积体积所占的比例。

4.随含水率的增加，材料的密度不变，导热系数增加。

5.同一组成材料，其孔隙率大，则强度低、保温好、表观密度小。

6.材料的孔隙水饱和系数是指材料的吸水饱和的孔隙体积与材料的孔隙体积之比，其值越大，则抗冻性越差。

7.材料的耐久性是指材料在物理、化学、生物等因素作用下，能经久不变质不破坏，而尚能保持原有的性能。

8.材料的耐水性是指材料在长期水的（吸水饱和）作用下不破坏，强度也不明显下降的性质。

9.材料的耐水性以软化系数表示，其数值越大，则材料的耐水性越好。

10.材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不明显下降的性质。

11.若提高材料的抗冻性，应增加闭口孔隙，减少开口孔隙。

12.材料的抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗渗透的能力。

13.憎水材料与亲水材料相比，更适宜做防水材料。

二、单项选择题：(请把选择的答案填在题目题干的横线上，共10空) 1. 材料密度ρ、表观密度0ρ、堆积密度0ρ'存在下列关系A 。

A) ρ＞0ρ＞0ρ' B) 0ρ'＞ρ＞0ρ C) ρ＞0ρ'＞0ρ2. 表观密度是指材料在 B 状态下，单位体积的质量。

A ）绝对密实B ）自然C ）堆积D ）饱和面干3. 粉状或散粒状材料的堆积密度是以材料的重量除以材料 A体积求得的。

A) 堆积态状下的 B) 绝对密实的C) 放入水中排开水的 D) 自然状态下的4. 对相同品种，不同表观密度的材料进行比较时，一般表观密度小者 A 。

A) 强度较低 B) 强度提高 C) 比较密实 D) 空隙率较小5. 同种材料，在孔隙率增大时，以下 C 增强。

习题集部分参考答案2金属的晶体结构思考题1.晶体和非晶体的主要区别是什么？答：晶体和非晶体的区别在于内部原子的排列方式。

晶体内部的原子（或分子）在三维空间按一定规律作周期性排列，而非晶体内部的原子（或分子）则是杂乱分布的，至多有些局部的短程规律排列。

因为排列方式的不同，性能上也有所差异。

晶体有固定的熔点，非晶体没有，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性。

2.何为各向异性？答：各向异性是指晶体的某些物理性能和力学性能在不同方向上具有不同的数值。

3.为什么单晶体呈各向异性，而多晶体通常呈各向同性？答：单晶体是原子排列方位完全一致的一个晶粒，由于在不同晶向上原子密度不同，原子间的结合力不同，因而导致在单晶体中的各个方向上性能差异。

对于多晶体中的任意一个晶粒来看，基本满足单晶体的特征，呈现各向异性，但是在多晶体系统中，单一晶粒的各向异性已经被周围其他位向的晶粒所“干扰”或“抵消”，整个多晶系统呈现其各向同性。

4.什么叫晶体缺陷？晶体中可能有哪些晶体缺陷？他们的存在有何实际意义？答：晶体缺陷是指金属晶体中原子排列的不完整性。

常见的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷三类，它们都会造成材料的晶格畸变。

点缺陷是指呈点状分布的缺陷，包含有空位、间隙原子和置换原子等，它对材料中的原子扩散、固态相变，以及材料的物理性能（电阻、体积、密度）等都会产生重大影响。

过饱和的点缺陷还可以提高材料的强度。

线缺陷是各种类型的位错。

对材料的变形、扩散以及相变起着非常大的作用。

特别它很好地解释了塑性变形的微观机理，使我们了解到滑移是借助于位错的运动来实现的。

当位错密度不高的情况下，位错支持了滑移，材料的塑性很好，但是当位错密度达到了较高的水平时，位错间的相互作用会造成位错的彼此“纠缠”，使滑移运动受阻，这时表现出材料的塑性变形的抗力提高，材料的强度提高。

金属晶体中面缺陷主要有晶界、亚晶界、孪晶界和相界等。

比如：晶界处原子的平均能量比晶内高，在高温时，晶粒容易长大。

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。

土木工程材料习题集（名词解释问答）第一章材料的基本性质二、名词解释1、密度2、表观密度3、堆积密度4、孔隙率5、密实度6、空隙率7、吸湿性8、吸水性9、耐水性10、软化系数11、抗渗性12、抗冻性13、强度14、比强度15、弹性16、塑性17、脆性18、韧性19、硬度20、耐磨性21、亲水性材料22、憎水性材料23、气干状态24、饱和面干状态25、润湿状态26、热容量27、导热性28、比热29、耐热性30、耐燃性五、问答题1、简述孔隙及孔隙特征对材料强度、表观密度、吸水性、抗渗性、抗冻性的影响。

2、对于开口微孔材料，当其孔隙率增大时，材料的密度、吸水性、抗冻性、导热性、强度分别怎样变化？3、何为材料的耐久性？包括哪些内容？4、脆性材料与韧性材料有何区别？在使用时应注意哪些问题？第二章气硬性胶凝材料二、名词解释1、胶凝材料2、水硬性胶凝材料3、过火石灰4、欠火石灰五、问答题1、石灰具有哪些特点及用途？2、生石灰在熟化时为什么需要陈伏两周以上？为什么在陈伏时需在熟石灰表面保留一层水？3、石膏制品主要有哪些?4、建筑石膏的特性及应用。

5、水玻璃的特性及用途。

第三章水泥二、名词解释1、安定性2、活性混合材料3、非活性混合材料4、水泥石腐蚀五、问答题1、高铝水泥的特性及应用。

2、硅酸盐水泥的主要特性。

水泥的不合格品及废品是如何规定的？3、为什么生产硅酸盐水泥时掺入的适量石膏不会引起水泥的体积安定性不良，而硅酸盐水泥石处在硫酸盐溶液中时则会造成腐蚀？4、现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下表，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？5、矿渣水泥与硅酸盐水泥相比有何差异?6、在什么条件下拌制混凝土选用水泥时要注意水化热的影响？为什么？7、影响常用水泥性能的因素有哪些？8、何谓活性混合材料和非活性混合材料？它们加入硅酸盐水泥中各起什么作用？硅酸盐水泥常掺入哪几种活性混合材料？9、为什么矿渣水泥耐硫酸盐和软水腐蚀性能好，而普通硅酸盐水泥则较差？10、试分析引起水泥石腐蚀的内因是什么？如何防止？第四章混凝土二、名词解释1、混凝土外加剂2、混凝土拌合物和易性3、混凝土碱—骨料反应4、混凝土徐变5、砂率6、混凝土抗压强度标准值7、混凝土强度保证率五、问答题1、改善混凝土拌合物和易性的措施有哪些？2、试述混凝土徐变的利弊。

工程材料习题集一．名词解释题间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。

再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。

淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。

枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。

时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。

同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。

临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。

热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。

二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。

共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。

比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。

置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。

变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。

晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。

固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。

形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。

残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。

调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。

淬硬性：钢淬火时的硬化能力。

过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。

本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。

C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。

CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。

马氏体：含碳过饱和的α固溶体。

热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。

热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。

回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。

可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。

过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。

土木工程材料习题集(填空选择判断)第一章材料的基本性质一、填空1、当材料的体积密度与密度相同时，说明该材料________。

2、材料的耐水性用_______表示。

3、对于开口微孔材料，当其孔隙率增大时，材料的密度_______(变大/变小/不变)。

4、软化系数大于____材料认为是耐水的。

5、对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的吸水性_______(增强/减弱/不变)。

6、评价材料是否轻质高强的指标为_____。

7、对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料抗冻性 _____ (升高/降低/不变)。

8、脆性材料最宜承受____ (拉/压)力。

9、材料的亲水性与憎水性用______来表示。

10、当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸愈小，保温性能愈____(好/差)。

11、材料的吸湿性用_______来表示。

12、材料的弹性模量反映材料的________的能力。

13、含水率为1%的湿砂202克，其中含水为克。

14、材料的强度的确定视材料的种类的不同面而不同，对于韧性材料是以_________作为指标的。

15、选择建筑物围护结构的材料时，应选用导热系数较____(大/小)的材料，保证良好的室内气候环境。

16、材料的强度的确定视材料的种类的不同面而不同，对于脆性材料是以作为强度的。

17、保温隔热材料应选择导热系数____(大/小)的材料。

18、一般来说，材料含水时比其于燥时的强度 ______(高/低)。

19、比强度是衡量材料_________的指标。

20、材料的开口孔隙率越大，则材料的吸声性越____(好/差)。

三、判断1、对于任何一种材料，其密度都大于其体积密度。

（）2、将某种含孔材料分别置于不同的环境中，所测得密度值中以干燥状态下的密度值最小。

（）3、材料的含水率越高，其表观密度越大。

（）4、具有粗大或封闭孔隙的材料，其吸水率小，而具有细小或连通孔隙的材料吸水率大。

（）5、材料的孔隙率越大，吸水率越高。

习题集部分参考答案吴超华老师提供1工程材料的分类与性能思考题1.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。

答：σe: 弹性极限，试样发生最大弹性变形时对应的应力值。

σs: 屈服强度（屈服点），试样拉伸中载荷达到S点后，发生屈服现象，S点对应的应力值称为屈服强度。

σ0.2: 试验产生0.2%的残余塑性变形时对应的屈服强度σb: 抗拉强度，试样在断裂前所能承受的最大应力。

σ-1: 疲劳强度，材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。

δ: 伸长率，试样拉断后的标距伸长量与原始标距之比。

φ: 收缩率，试样拉断处横截面积的收缩量与原始横截面积之比。

α冲击韧性，材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

KV：HRC: 洛氏硬度，在洛氏硬度计上，将顶角为1200的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的淬硬钢球压头在一定载荷F的作用下压入被测材料的表面，然后根据压痕的深度来测量所得的硬度值。

HV: 维氏硬度，将顶角为1360的正四棱锥金刚石压头以一定的载荷压入试样表面并保持一定的时间后卸除试验力，所使用的载荷与试样表面上形成的压痕的面积之比。

HBS: 布氏硬度，用一直径为D的标准钢球,以一定压力P将球在被测金属表面上经T 秒后，撤去压力，由于塑性变形,在材料表面形成一个凹印，用这个凹印的球形面积去除压力P，由所得值表示材料硬度。

2.低碳钢试验在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程？答：先是弹性变形阶段（Oe段）；然后是屈服阶段（es段）；再是强化阶段（sb段）；最后是缩颈阶段（bk段）。

如图1所示。

3.3. 通常把工程材料分为哪几类？各举二个例子。

答：工程材料一般分为金属材料、非金属材料和复合材料。

金属材料如汽车发动机的缸体、连杆、活塞和气门等。

非金属材料如各种塑料（公交车上的塑料座椅、汽车驾驶台的塑料面板和各种塑料玩具等）、橡胶（汽车轮胎、密封条等）、陶瓷（花瓶、唐三彩、瓷碗等）。

复合材料如碳纤维、玻璃钢和风力机叶片等。

工程材料习题集一一、名词解释淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、Ｃ曲线二、填空1．本质晶粒度是根据标准实验方法，在（）℃保温（）小时后测定的奥氏体晶粒大小。

2．共析钢加热到均匀的奥氏体化状态后缓慢冷却，稍低于温度将形成（），为（）与（）的机械混合物，其典型形态为（）或（）。

3．中马氏体是碳在α—Fe中的过饱和（），具有（）点阵。

4．于过冷奥氏体等温转变图通常呈（），所以又称（），亦称为（）。

5．把钢加热到临界点Ac1；或Ac3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，用以得到介稳状态的马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺方法称为（）。

6．中温回火主要用于处理（）。

因火后得到（）。

7．根据渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为（）、（）和（）三种。

8．在钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理工艺称为（），其中低温（）的硬度提高不多，故又称为（）。

三、选择填空1．根据Ｆe一C相图，温度在A1以下时,碳钢的平衡组织为（）或（）加（）或（）加（）。

(a)珠光体(b)渗碳体（c）铁素体（d）马氏体2．如果珠光体的形成温度较低，在光学显微镜下，很难辨别其铁素体片与渗碳体片的形态，由电子显微镜测定其片层间距，大约在800~1500Ǻ之间，这种细片状珠光体。

工业上叫做（）。

（a）超细珠光体 (b)索氏体（c）屈氏体（d）马氏体3．实际生产中退火的种类很多，按其物理本质的不同可分为（）、（）和（）三大类。

（a）重结晶、再结晶、去应力退火（b）扩散、球化法应力退火（c）再结晶、完全、去应力退火（d）去氢、扩散、重结晶退火4．对于亚共折钢，适宜的淬火加热温度一般为（），淬火后的组织为均匀的马氏体。

(a)Ac1+30~50℃ (b) Acm+30~50℃ (c) Ac3+30~50℃ (d) A0+30~50℃5．当残余奥氏体比较稳定．在较高温度回大加热保温时来发生分解：而在随后冷却时转变为马氏体。

这种在回火冷却时残余奥氏体转变为马氏体的现象称为（）。