机械工程材料习题答案(第2章)

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。

第1章材料的结构和金属的结晶一、选择题1. 材料的结构层次包括：（）。

（a）原子结构和原子结合键、原子的空间排列、相和组织(b) 原子结构和电子结构、原子的空间排列、相和组织(c) 原子结构、电子结构、相和组织(d) 原子、电子、质子2. 金属中正离子与电子气之间强烈的库仑力使金属原子结合在一起，这种结合力叫做（）。

（a）离子键（b）共价键（c）金属键（d）氢键3. 两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键叫做（）。

（a）离子键（b）氢键（c）共价键（d）金属键4. 金属具有良好的导电性和导热性与（）有密切关系。

（a）金属有光泽（b）金属不透明（c）金属塑性好（d）金属中自由电子数量多5. 金属键没有方向性，对原子没有选择性，所以在外力作用下发生原子相对移动时，金属键不会被破坏，因而金属表现出良好的（）。

（a）脆性（b）塑性（c）绝缘性（d）刚性6. 金属加热时，正离子的振动增强，原子排列的规则性受到干扰，电子运动受阻，电阻增大，因而金属具有（）。

（a）正的电阻温度系数（b）高强度（c）高塑性（d）绝缘性7. 固态物质按原子（离子或分子）的聚集状态分为两大类，即（）。

（a）晶体和非晶体（b）固体和液体（c）液体和气体（d）刚体和质点8. 原子（离子或分子）在空间规则排列的固体称为（）。

（a）气体（b）液体（c）晶体（d）非晶体9. 原子（离子或分子）在空间不规则排列的固体称为（）。

（a）气体（b）液体（c）晶体（d）非晶体10. 晶体具有（）的熔点。

（a）不定确定（b）固定（c）可变（d）无法测出11. 非晶体（）固定的熔点。

（a）没有（b）有12. 在晶体中，通常以通过原子中心的假想直线把它们在空间的几何排列形式描绘出来，这样形成的三维空间格架叫做（）。

（a）晶胞（b）晶格（c）晶体（d）晶核13. 从晶格中取出一个能完全代表晶格特征的最基本的几何单元叫做（）。

（a）晶胞（b）晶格（c）晶体（d）晶核14. 晶胞中各个棱边长度叫做（）。

机械工程材料习题答案第二章作业2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点?－Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构? 答：常见晶体结构有3种：⑴体心立方：－Fe、Cr、V⑵面心立方:－Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方:Mg、Zn2———7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。

第三章作业3－2 如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下,所得铸件晶粒的大小;⑴金属模浇注与砂模浇注;⑵高温浇注与低温浇注;⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分.答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小第四章作业4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释.答:晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高,而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。

原因是：（1）强度高:Hall-Petch公式。

晶界越多,越难滑移。

（2）塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散,减少应力集中。

(3）韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。

4－6 生产中加工长的精密细杠(或轴）时,常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7～15天，然后再精加工.试解释这样做的目的及其原因?答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。

4－8 钨在1000℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工(钨熔点是3410℃,锡熔点是232℃)?答:W、Sn的最低再结晶温度分别为:TR（W) =（0.4～0。

参考答案第1章机械工程对材料性能的要求思考题与习题P201.3、机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？p4工程构件与机械零件（以下简称零件或构件）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。

有时只受到一种负荷作用，更多的时候将受到两种或三种负荷的同时作用。

在力学负荷作用条件下，零件将产生变形，甚至出现断裂；在热负荷作用下，将产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降；环境介质的作用主要表现为环境对零件表面造成的化学腐蚀，电化学腐蚀及摩擦磨损等作用。

1.4 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？p7机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的性能。

在合理而优质的设计与制造的基础上，机器的性能主要由其零部件的强度及其它相关性能来决定。

机械零件的强度是由结构因素、加工工艺因素、材料因素和使用因素等确定的。

在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的体积、重量、性能和寿命主要由材料因素，即主要由材料的强度及其它力学性能所决定。

在设计机械产品时，主要是根据零件失效的方式正确选择的材料的强度等力学性能判据指标来进行定量计算，以确定产品的结构和零件的尺寸。

1.5常用机械工程材料按化学组成分为几个大类？各自的主要特征是什么？p17机械工程中使用的材料常按化学组成分为四大类：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料。

1.7、常用哪几种硬度试验？如何选用P18？硬度试验的优点何在P11？硬度试验有以下优点：●试验设备简单，操作迅速方便；●试验时一般不破坏成品零件，因而无需加工专门的试样，试验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件；●硬度作为一种综合的性能参量，与其它力学性能如强度、塑性、耐磨性之间的关系密切，由此可按硬度估算强度而免做复杂的拉伸实验（强韧性要求高时则例外）；●材料的硬度还与工艺性能之间有联系，如塑性加工性能、切削加工性能和焊接性能等，因而可作为评定材料工艺性能的参考；●硬度能较敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，故可用来检验原材料和控制冷、热加工质量。

绪论单元测试1【多选题】(10分)对于铜器件制备过程而言，它的前世是（）。

A.熔炼工艺B.铜合金材料C.铜矿石D.铜器2【判断题】(10分)不同成分的合金晶体结构一定不同。

A.错B.对3【判断题】(10分)合金成分相同，晶体结构一定相同。

A.错B.对4【多选题】(10分)纯铁的多晶型性表示纯铁可能在（）和（）晶体结构之间变化。

A.面心立方γ-FeB.液态C.体心立方α-FeD.气态5【判断题】(10分)纯铁温度从高到低，由液态依次析出δ-Fe、γ-Fe和α-Fe这一过程称为多晶型性转变。

A.错B.对6【单选题】(10分)铜的晶体结构是（）。

A.密排六方B.体心立方C.面心立方D.复杂立方7【多选题】(10分)材料的微观结构有（）等多种形式。

A.原子键合B.原子排列C.原子结构D.显微组织8【单选题】(10分)下列属于青铜的合金代号是（）。

A.Cu-NiB.Cu-ZnC.CuD.Cu-Al9【判断题】(10分)《考工记》中“金有六齐”主要说明六种用途不同的铜器的成分是不同的。

A.对B.错10【多选题】(10分)材料发展的几个阶段分别是（）。

A.传统材料B.合成材料C.设计型材料D.智能型材料第一章测试1【多选题】(10分)常见的工程材料的力学性能有（）A.冲击试验B.疲劳试验C.硬度试验D.拉伸试验2【多选题】(10分)根据导电能力的强弱，材料通常可分为（）A.半导体B.导体C.超导体D.绝缘体3【多选题】(10分)常见的硬度指标有（）A.表面硬度B.维氏硬度C.洛氏硬度D.布氏硬度4【多选题】(10分)材料的延伸率可以用（）来表征A.截面变化B.强度变化C.韧性变化D.长度变化5【多选题】(10分)常见的载荷形式有（）？A.弯曲B.压缩C.剪切D.扭转E.拉伸6【多选题】(10分)工艺性能是指材料在加工过程中所表现的性能，包括下列的（）A.切削及机加工性能B.铸造C.热处理D.锻压7【判断题】(10分)低碳钢的锻压性比高碳钢的锻压性好A.对B.错8【判断题】(10分)材料剧烈磨损阶段磨损量急剧增加，最后磨损失效A.错B.9【多选题】(10分)影响摩擦磨损的因素有哪些A.材料表面粗糙度B.润滑剂的选择C.材料D.零件尺寸设计10【单选题】(10分)材料的（）越好，则可锻性越好。

机械工程基础李清江第二章课后习题答案
1、起重机械的主要风险有哪些？ *
A、碰撞(正确答案)
B、倾覆(正确答案)
C、货物掉落损失(正确答案)
D、第三者(正确答案)
2、运输机械的主要风险点有哪些？ *
A、暴风(正确答案)
B、暴雨(正确答案)
C、洪灾(正确答案)
D、自然磨损(正确答案)
3、土方机械的主要风险有哪些？ *
A、碰撞(正确答案)
B、倾覆(正确答案)
C、滑坡(正确答案)
D、自然磨损
4、桩工机械的主要风险有哪些？ *
A、碰撞(正确答案)
B、倾覆(正确答案)
C、倾覆(正确答案)
D、塌孔(正确答案)
E、钢丝绳断裂(正确答案)
F、随机操作人员(正确答案)
5、工程机械设备保险附加险条款有哪些？ *
A、附加碰撞、倾覆保险条款(正确答案)
B、附加第三者责任保险条款(正确答案)
C、附加操作人员责任条款(正确答案)
D、附加自燃损失保险条款(正确答案)
E、附加盗抢保险条款(正确答案)。

第一章材料的结构与金属的结晶1．解释下列名词：变质处理P28；细晶强化P14；固溶强化P17。

5．为什么单晶体具有各向异性P12，而多晶体在一般情况下不显示各向异性P13？答：因为单晶体内部的原子都按同一规律同一位向排列，即晶格位向完全一致。

而在多晶体的金属中，每个晶粒相当于一个单晶体，具有各项异性，但各个晶粒在整块金属中的空间位向是任意的，整个晶体各个方向上的性能则是大量位向各不相同的晶粒性能的均值。

6．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷P13？它们对力学性能有何影响P14？答：点缺陷、线缺陷、面缺陷。

缺陷的存在对金属的力学性能、物理性能和化学性能以及塑性变形、扩散、相变等许多过程都有重要影响。

7．金属结晶的基本规律是什么P25？铸造(或工业)生产中采用哪些措施细化晶粒？举例说明。

P27~P28答：金属结晶过程是个形核、长大的过程。

（1）增大过冷度。

降低金属液的浇筑温度、采用金属模、水冷模、连续浇筑等。

（2）变质处理。

向铝合金中加入钛、锆、硼；在铸铁液中加入硅钙合金等。

（3）振动和搅拌。

如机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。

第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词：加工硬化P40；再结晶P43；纤维组织P38。

2．指出下列名词的主要区别：重结晶、再结晶P43答：再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化，故称为再结晶；而重结晶时晶格类型发生了变化。

另外，再结晶是对冷塑性变形的金属而言，只有经过冷塑性变形的金属才会发生再结晶，没有经过冷塑性变形的金属不存在再结晶的问题。

5．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？P38答：晶粒愈细，单位体积内晶粒数就愈多，变形是同样的变形量可分散到更多的晶粒中发生，以产生比较均匀的变形，这样因局部应力集中而引起材料开裂的几率较小，使材料在断裂前就有可能承受较大的塑性变形，得到较大的伸长率和具有较高的冲击载荷抗力。

6．用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理？为什么？P42答：应该利用回复过程对冷拔铜丝进行低温退火。