机械工程材料(于永泗齐民)总复习

机械工程材料（于永泗齐民）课后习题答案（二）作者：WUST5-3、判断下列说法正误，并说明原因。

1.马氏体是硬而脆的相。

错，马氏体是硬的相,渗碳体才是脆的相；2.过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。

错，马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关;3.钢中的合金元素含碳量越高,其淬火后的硬度也越高。

错,合金元素对淬透性的影响大,但对硬度影响小;4.本质细晶粒钢的晶粒总是比本质粗晶粒钢的晶粒细。

错,晶粒的大小与加热温度和保温时间有关.本质细晶粒钢只是加热时长大的趋向比本质粗晶粒钢小,但不代表本身比本质粗晶粒钢的晶粒细;5.同种钢材在同样的加热条件下,总是水冷的比油冷的淬透性好,小件的比大件的淬透性好。

错，钢的淬透性取决于其临界冷却速度,与工件尺寸和冷却介质无关。

5-4、生产中常把加热到淬火温度的钳工扁铲的刃部蘸入水中急冷后,出水停留一会,再整体投入水中冷却,两次水冷的作用及水冷后的组织。

刃部入水急冷淬火,得马氏体,出水停留一段时间为回火得回火马氏体,再整体入水,抑制继续回火,保留回火组织。

5-5、用20钢进行表面淬火和用45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？20钢不适合表面淬火,含碳量低会降低硬度和耐磨性；45钢不适合渗碳处理,碳含量足够,渗碳使低碳钢工件表面获得较高碳浓度。

5-6、钢经表面淬火或渗碳后,表层的残余应力是拉应力还是压应力？原因？压应力,因表面低温,收缩后心部的高温区产生塑性变形,冷却后内部部分弹性变形恢复。

5-7、一批45钢零件进行热处理时，不慎将淬火件和调质件弄混，如何区分开？为什么？用锯片试锯,淬火件比调质件难锯,因为淬火后工件硬度提高,二调质会降低硬度。

5-8、将两个T12钢小试样分别加热到780℃和860℃,保温后以大于V k 的速度冷却至室温,试回答问题,并说明原因。

1.哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大？860,温度越高,奥氏体晶粒成长越快;2.哪个淬火后残余奥氏体量多？860,温度高，奥氏体含碳量高,转化充分,冷却时奥氏体越多;3.哪个淬火后末溶碳化物量多？780，溶碳能力较小;4.哪个淬火适合？780,因淬火加热温度以得到均匀细小奥氏体为原则,以便淬火后获得细小马氏体组织,高温下奥氏体易长大形成粗大奥氏体组织,故780加热好。

机械工程材料复习第一部分 基本知识一、概述以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用” 之间的关系为主线，掌握材料性能和改性的方法，指导复习。

二、材料结构与性能：⒈材料的性能：①使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性）； ②工艺性能：热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等。

⒉材料的晶体结构的性能：纯金属、实际金属、合金的结构（第二章）；纯金属：体心立方（e F -α）、面心立方（e F -γ），各向异性、强度、硬度低；塑性、韧性高实际金属：晶体缺陷（点：间隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）→各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低。

合金：多组元、固溶体与化合物。

力学性能优于纯金属。

单相合金组织：合金在固态下由一个固相组成；纯铁由单相铁素体组成。

多相合金组织：由两个以上固相组成的合金。

多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实际中多采用多相组织的合金。

⒊材料的组织结构与性能⑴。

结晶组织与性能：F 、P 、A 、Fe3C 、Ld ；1）平衡结晶组织平衡组织：在平衡凝固下，通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀，并一直保留到室温。

2）成分、组织对性能的影响①硬度(HBS)：随C ﹪↑,硬度呈直线增加， HBS 值主要取决于组成相C F e3的相对量。

②抗拉强度(b σ)：C ﹪＜0.9%范围内，先增加，C ﹪＞0.9～1.0％后，b σ值显着下降。

③钢的塑性(δϕ)、韧性(k a )：随着C ﹪↑,呈非直线形下降。

3）硬而脆的化合物对性能的影响：第二相强化：硬而脆的化合物，若化合物呈网状分布：则使强度、塑性下降；若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高；呈弥散分布于基体上：则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、硬度增加，而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化；呈层片状分布于基体上：则使强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。

机械工程材料思考题答案【篇一：机械工程材料(于永泗_齐民)课后习题答案(全)】txt>于永泗齐民1-1、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量。

解：不能，弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。

所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。

1-2、工程上的伸长率与选取的样品长度有关，为什么？1-3、和两者有什么关系？在什么情况下两者相等？解：为应力强度因子，为平面应变断裂韧度，为的一个临界值，当增加到一定值时，裂纹便失稳扩展，材料发生断裂，此时，两者相等。

1-4、如何用材料的应力-应变曲线判断材料的韧性？解：所谓材料的韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线（应力-应变曲线）与横坐标所包围的面积。

2-1、从原子结构上说明晶体与非晶体的区别。

解：原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体，而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。

晶体长程有序，非晶体短程有序。

2-2、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系？解：相互垂直。

2-4、合金一定是单相的吗？固溶体一定是单相的吗？解：合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。

3-1、说明在液体结晶的过程中晶胚和晶核的关系。

解：在业态经书中存在许多有序排列飞小原子团，这些小原子团或大或小，时聚时散，称为晶胚。

在以上，由于液相自由能低，晶胚不会长大，而当液态金属冷却到以下后，经过孕育期，达到一定尺寸的晶胚将开始长大，这些能够连续长大的晶胚称为晶核。

3-2、固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变？为什么？解：不属于。

同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化，而不是晶化过程。

3-3、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。

解：①枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内，成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。

②结合二元匀晶转变相图可知，枝晶偏析产生的原因是固溶体合金的结晶只有在“充分缓慢冷却”的条件下才能得到成分均匀的固溶体组织。

机械工程材料课后习题参考答案1-1、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量。

解：不能，弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。

所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。

1-2、工程上的伸长率与选取的样品长度有关，为什么？解：伸长率等于，当试样(d)不变时，增加，则伸长率δ下降，只有当/为常数时，不同材料的伸长率才有可比性。

所以伸长率与样品长度有关。

1-3、和两者有什么关系？在什么情况下两者相等？解：为应力强度因子，为平面应变断裂韧度，为的一个临界值，当增加到一定值时，裂纹便失稳扩展，材料发生断裂，此时，两者相等。

1-4、如何用材料的应力-应变曲线判断材料的韧性？解：所谓材料的韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线（应力-应变曲线）与横坐标所包围的面积。

2-1、从原子结构上说明晶体与非晶体的区别。

解：原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体，而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。

晶体长程有序，非晶体短程有序。

2-2、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系？解：相互垂直。

2-4、合金一定是单相的吗？固溶体一定是单相的吗？解：合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。

3-1、说明在液体结晶的过程中晶胚和晶核的关系。

解：在业态经书中存在许多有序排列飞小原子团，这些小原子团或大或小，时聚时散，称为晶胚。

在以上，由于液相自由能低，晶胚不会长大，而当液态金属冷却到以下后，经过孕育期，达到一定尺寸的晶胚将开始长大，这些能够连续长大的晶胚称为晶核。

3-2、固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变？为什么？解：不属于。

同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化，而不是晶化过程。

3-3、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。

解：①枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内，成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。

机械工程材料总复习机械工程材料是指用于制造机械构件或零部件的材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料。

在机械工程中，材料的选择和使用直接影响着机械构件的性能和寿命。

因此，对机械工程材料的了解和掌握对于机械工程师来说是非常重要的。

金属材料是机械工程中最常用的材料之一、金属材料具有良好的强度、刚性、导热性和导电性等特点，广泛应用于机械工程领域。

金属材料可以分为非铁金属和铁基金属两大类。

非铁金属包括铜、铝、镁等，它们具有良好的导电性和导热性；铁基金属有铸铁、钢等多种种类，它们具有良好的强度和塑性。

金属材料的性能与其晶体结构和合金成分密切相关，通过合理的调整材料的组织和成分可以改善金属材料的性能。

非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等。

塑料是一种非常重要的非金属材料，它具有良好的绝缘性、耐腐蚀性和可塑性。

塑料可以按照结构划分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。

热塑性塑料可以在一定温度范围内反复熔化和冷却，而热固性塑料在加热过程中会发生化学反应，形成硬化网络结构，不能再次熔化。

橡胶是另一类重要的非金属材料，它具有高弹性和耐磨性。

陶瓷具有良好的耐热性和耐腐蚀性，但其韧性和强度较低。

复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料，可以获得各种不同材料的优点。

复合材料可以按照增强材料的特点划分为纤维增强复合材料和颗粒增强复合材料。

纤维增强复合材料的强度和刚度较高，主要用于要求高强度和低重量的机械构件制造；颗粒增强复合材料的强度较低，但密度较大，主要用于耐磨、耐冲击的机械构件制造。

复合材料的性能取决于增强材料和基体材料的选择和组织设计。

在机械工程材料中，还有一些与特殊性能相关的材料，如高温材料、耐腐蚀材料和保温材料等。

高温材料具有良好的高温稳定性和抗热震性能，用于高温环境中的机械构件制造。

耐腐蚀材料具有良好的耐腐蚀性能，用于受腐蚀介质作用的机械构件制造。

保温材料用于保护机械设备，减少能量损失。

在机械工程中，材料的选择应综合考虑机械构件的使用要求、结构设计和经济性。

《机械工程材料》复习内容第一章金属材料的性能21. 简述低碳钢在拉伸试验中拉伸至断裂时要经过几个阶段？答：要经过弹性变形、屈服、变形强化、颈缩与断裂四个阶段。

22. 金属的力学性能主要有哪些？答：主要有强度、硬度、塑性、韧性和疲劳强度等。

23. 何谓强度？答：强度是指材料在载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。

24. 何谓韧性？答：韧性是指材料在断裂前吸收变形能量的能力。

25. 何谓应力？答：单位面积上的内力称为应力。

26. 何谓循环应力？答：循环应力是指力的大小、方向随时间发生周期性变化的一类应力。

27. 金属的工艺性能有哪些？答：有铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。

28. 常用硬度的测试方法有哪些？答：有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。

29. 何谓应变？答：是指由外力所引起的物体原始尺寸或形状的相对变化。

30. 强度指标主要有哪些？答：主要有屈服点、规定残余伸长应力、抗拉强度等。

第二章材料的结构50. 常见的晶格类型有哪些？答：有体立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

51. 晶体缺陷主要有哪些？答：主要有点缺陷、面缺陷、线缺陷。

52. 合金的晶体结构有哪些？答：有固溶体、金属化合物、混合物。

53. 何谓组元？答：组成合金最基本的、独立的单元（元素或稳定化合物）称为组元。

54. 何谓固溶体？答：在固态下，合金的组元相互溶解而形成的均匀固相，称为固溶体。

55. 何谓合金？答：由两个或两个以上的组元所形成的固溶体、金属化合物和混合物称为合金。

56. 何谓结构？答：原子的排列位置和空间分布称为结构。

答：材料在各个方向上的力学性能和物理性能指标呈现差异的特性称为各向异性。

58. 何谓各向同性？答：材料在各个方向上的力学性能和物理性能指标相同的特性称为各向同性。

59. 点缺陷存在的意义？答：点缺陷的存在，提高了材料的强度和硬度，降低了材料的塑性和韧性。

60. 金属化合物的一般特点是什么？答：金属化合物的一般特点是熔点高、硬度高、脆性大。

机械工程材料总复习资料机械工程材料是机械产品的重要组成部分。

在机械设计及制造过程中，选择合适的材料可以确保机械的稳定性、可靠性及使用寿命。

因此，机械工程材料是机械工程师必备的知识之一。

本文将对机械工程材料的总复习资料进行详细讲解。

材料分类机械工程材料按照不同的分类标准可分为多种类型。

例如，根据材料的化学成分和结构可分为金属材料、非金属材料和复合材料。

根据材料的特殊性质，可分为导体、绝缘体和半导体。

此外，还有纤维增强复合材料、陶瓷材料、高分子材料等类型。

在选择机械工程材料时，需要结合具体应用场景进行综合考虑。

材料性质机械工程材料具有多种性质，如强度、硬度、耐腐蚀性、导电性、热稳定性等。

其中，强度是最为重要的性质之一。

强度指材料抵抗外力破坏的能力，是评估材料耐用性的重要指标。

硬度是指材料抵抗刮擦和磨损的能力。

耐腐蚀性是指材料抵抗化学物质和氧化的能力。

导电性是指材料传导电流的能力。

热稳定性是指材料抵抗高温的能力，是选择材料时必须考虑的因素。

材料制备机械工程材料的制备方式多种多样，如熔铸、轧制、拉拔等。

其中，熔铸是最常见的制备方式之一。

通过加热金属原料，使其熔化后再浇铸成型。

轧制是通过压缩金属片材或带材，使材料获得所需要的厚度和尺寸。

拉拔是通过金属杆或管材被拉伸，使其获得所需的长度和直径。

机械工程材料的制备方式决定了其物理和化学特性。

材料的应用机械工程材料在各种机械系统中都有广泛的应用。

例如，汽车零部件、铁路设备、飞机和航空器、机床、农用机械等。

机械工程师需要根据具体应用场景选择最合适的材料，以确保产品的质量和性能。

总结机械工程材料总复习资料包含了多种主题，如材料的分类、性质、制备方式和应用场景等。

在机械设计和制造过程中，合理选择材料可以显著提高机械产品的质量和性能。

因此，机械工程师需要掌握机械工程材料的相关知识和技能，以实现产品的最佳效益。

机械工程材料第二版答案【篇一：机械工程材料(于永泗_齐民_第七版)课后习题答案】第一章1-1、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量：不能，弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。

所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。

1-3、和两者有什么关系？在什么情况下两者相等？为应力强度因子，为平面应变断裂韧度，为的一个临界值，当增加到一定值时，裂纹便失稳扩展，材料发生断裂，此时，两者相等。

1-4、如何用材料的应力-应变曲线判断材料的韧性？所谓材料的韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线（应力-应变曲线）与横坐标所包围的面积。

2-1、从原子结构上说明晶体与非晶体的区别。

原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体，而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。

晶体长程有序，非晶体短程有序。

2-2、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系？相互垂直。

2-4、合金一定是单相的吗？固溶体一定是单相的吗？合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。

3-1、说明在液体结晶的过程中晶胚和晶核的关系。

在业态经书中存在许多有序排列飞小原子团，这些小原子团或大或小，时聚时散，称为晶胚。

在以上，由于液相自由能低，晶胚不会长大，而当液态金属冷却到以下后，经过孕育期，达到一定尺寸的晶胚将开始长大，这些能够连续长大的晶胚称为晶核。

3-2、固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变？为什么？不属于。

同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化，而不是晶化过程。

3-3、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。

①枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内，成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。

②结合二元匀晶转变相图可知，枝晶偏析产生的原因是固溶体合金的结晶只有在“充分缓慢冷却”的条件下才能得到成分均匀的固溶体组织。

然而在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中，固相和液相中的原子来不及扩散，使得先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶中含有较多低熔点元素。