机械工程材料作业及思考题大全

机械工程材料习题（含答案）第一篇：机械工程材料习题(含答案)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—50C B、Ac3+30—50C C、Accm+30—50C D、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、Q235 B、45 C、60Si2Mn D、T1213、下列材料中不宜淬火的是（D）A、GCr15 B、W18Cr4V C、40Cr D、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、20CrMnTi B、40Cr B、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+G B、F+P+G C、P+G D、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、W18Cr4V）C、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、Q235 B、40Cr C、GCr15 D、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+K B、P+F C、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、20CrMnTi C、16Mn D、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Ac3 B、加热温度高于AC3 C、保温时间过长D、冷却速度大于VK 40、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、20CrMnTi B、40CrC、GCr15D、Q235 46.下列诸材料中热硬性最好的是（C）A.T12B.9SiCrC.W18Cr4VD.YG3 47.为降低低碳冷轧钢板的硬度,宜采用下列哪种工艺（C）A.完全退火B.球化退火C.再结晶退火D.等温退火48.下列诸材料被称为低变形钢适合作冷作模具的是（B）A.9SiCr B.CrWMn C.Cr12MoV D.5CrMnMo 49.高速钢经最终热处理后的组织应该是（C）A.M+KB.M+A+KC.M回+A+KD.S回+A+K 50.白口铸铁件不具有下列哪个性能（A）A.高强度B.高硬度C.高耐磨性D.高脆性 51.对球墨铸铁件进行下列哪种热处理可得到铁素体基球铁（C）A.低温正火B.高温正火C.高温退火D.等温退火52.下列诸铝合金中,不能进行时效强化的是（A）A.LF21 B.LY11 C.LC6 D.LD10 53.下列各工程塑料中,进行注射成型比较困难的是（D）A.聚氯乙烯B.ABS塑料C.聚四氟乙烯D.氨基塑料54.40Cr钢的碳含量范围是（C）A.约40%B.约4%C.约0.4%D.约0.04% 55.冷加工金属经再结晶退火后,下列说法哪个是错误的?（C）A.其晶粒形状会改变B.其机械性能会发生改变C.其晶格类型会发生改变D.其晶粒大小会发生改变56.对纯金属而言,下列说法哪个是错误的（A）A,不会在恒温下结晶 B.不会发生相变 C.都能进行形变强化 D.都能进行时效强化57.对过共析钢不能进行下列哪种退火处理（A）A.完全退火B.再结晶退火C.等温退火D.去应力退火 58.普通灰口铸铁组织中,不应有下列哪种渗碳体出现?（C）A.一次渗碳体B.二次渗碳体 C.三次渗碳体 D.一次渗碳体和二次渗碳体59.对亚共析钢进行完全退火,其退火温度应为（D）A.低于Ac1温度B.高于Ac1温度而低于Ac3温度C.等于Ac3温度D.Ac3+30至50度60.T8钢奥氏体化后进行油淬,其组织为（C）A.MB.M+A残C.M+B下+A残D.M+T+A残61.马氏体的硬度主要决定于其（A）A.碳含量B.合金元素含量C.冷却速度D.过冷度 62.热锻模的最终热处理工艺应该是（C）A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.调质D.调质后表面淬火63.下列合金中,铬元素含量最少的是（A）A.GCr15B.CrL12C.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti 64．下列合金中，含碳量最少的钢是（D）A.GCr15B..Cr12MoVC.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti 65.下列铝合金中，被称为硅铝明的是（A）A.ZL102B.ZL202C.ZL301D.ZL402 66.钢的淬透性主要决定于其（C）A.碳含量B.合金元素含量C.冷却速度D.过冷度四.填空题1.在Fe-Fe3C合金中,含有二次渗碳体最多的合金是含碳为2.11 %的钢,其二次渗碳体的最大含量为22.64 %.2.冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复，再结晶和晶粒长大。

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、σ7002/1×105、σ5001×103、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l0=100mm，d0=10mm。

拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=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 ／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。

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

现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样进行拉伸试验，测得的试验数据是Fs=20KN，断后标距长lk=65mm。

沈莲主编《机械工程材料》（第2版）习题与思考题第一章 机械零件的失效分析1. 何谓失效？零件失效方式有哪些？2. 静载性能指标有哪些？并说明它们各自的含义。

3. 过量弹性变形、过量塑性变形而失效的原因是什么？如何预防？4. 何谓韧性断裂和脆性断裂的因素的哪些？5. 何谓冲击韧性？如何根据冲击韧性来判断材料的低温脆性倾向？6. 何谓断裂韧性？如何根据材料的断裂韧度KIC、零件的工作应力σ和零件中裂纹半长度a 来判断零件是否会发生低应力脆断？7. 压力容器钢的1000s MPa s =，1/2170IC K MPa m =；铝合金的400s MPa s =，1/225IC K MPa m =。

试问这两种材料制作压力容器时发生低应力脆断时裂纹的临界尺寸各是多少（设裂纹的几何形状因子Y =8. 说明典型疲劳断口的特征。

如何根据疲劳断口形态大致判断：1）循环应力大小；2）应力特循环周次多少；3）应力集中程度大小。

9. 疲劳抗力指标有哪些？影响疲劳抗力的因素有哪些？10.磨损失效类型有几种？如何防止零件的各类磨损失效？11.腐蚀失效类型有几种？如何防止零件的各类磨损失效？12.何谓蠕变极限和持久强度？零件在高温下的失效形式有哪些？如何防止？13.有一根轴向尺寸很大的轴，在500℃温度下工作，承受交变扭转载荷和交变弯曲载荷，轴颈处承受摩擦力和接触应力，试分析此轴的失效形式可能有哪几种？设计时需要考核哪几个力学性能指标？第二章 碳钢1. 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?2. 何谓晶体、单晶体、多晶体、晶体结构、点阵、晶格、晶胞?3. 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?4. 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?5. 实际晶体中的晶体缺陷有哪几种类型?它们对晶体的性能有何影响?6. 固溶体和化合物有何区别?固溶体类型有哪几种? Si、N、Cr、Mn、Ni、B、V、Ti、W 与铁和碳形成何种固溶体或化合物?7. 何谓匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、固溶体的二次析出转变?根据Fe-Fe 3C 相图写出它们的转变反应式，并说明转变产物的名称、形态及对铁碳合金力学性能的影响。

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。

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）。

机械工程材料习题解答(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。

试分析：1. 用CrWMn钢的原因。

2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。

在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。

丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。

根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。

其原因如下：（1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满足硬度和耐磨性的要求。

（2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。

目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。

对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。

所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。

例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σb＞1000MPa，σOF≥600MPa，AK ＞48J。

机械工程材料作业（2）一，填空题1，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% ）。

2.低温莱氏体是（珠光体）和（共晶渗碳体）组成的机械混合物。

3.金属结晶的过程包括形核和长大两个过程。

4.晶核的形成包括自发形核和非自发形核两种形式。

5.晶核的长大包括树枝状生长和平面生长两种形式。

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

7..铸锭的缺陷包括缩孔和缩松、气孔、非金属夹杂物、和成分偏析8.焊缝的组织是铸态组织柱状晶。

9.焊接接头是由焊缝和热影响区构成。

10.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。

11..细化晶粒的方法包括增大过冷度、加入形核剂和机械方法。

12改善和提高工程材料性能的主要途径有热处理、合金化和材料改性。

13.预先热处理常用的工艺方法有退火、正火、调质。

14.根据钢中的高低分为（写出含碳量）：高碳钢（≥0.6%）、中碳钢（0.25~0.60%）和低碳钢（≤0.25%）。

二，术语解释1.正火将钢加热到Ac3或Accm以上30~500c，保温一段时间，随后取出置于静止空气中冷却。

2.调质对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理3.淬火将钢加热到AC3以上30~50度，保温一段时间，随后用大于临界冷却速度的方法进行冷却，以获得马氏体组织的热处理方法。

4.回火将淬火后的工件加热至低于A1的某一温度，保温一段时间，然后冷却至室温的工艺。

5.淬透性钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力，即获得马氏体多少的能力。

6.表面淬火仅对工件表面做淬火处理的热处理工艺7.表面形变强化将冷变形强化用于提高金属材料的表面性能，成为提高工件疲劳强度、延长使用寿命的工艺措施8.表面涂覆将材料的表面用其他金属或者非金属涂覆后，可赋予零件表面强烈的光和热的反射性、表面着色装饰性、耐磨、耐腐蚀及其他电、磁功能之效果9.渗碳钢经渗碳、淬火、和低温回火后使用的结构钢10.调制刚经调质处理后使用的结构钢11.弹簧钢用于制造各种弹簧和弹性元件的专用结构钢12.枝晶偏析先结晶的枝干含熔点高组元较多，而后结晶的组元较少，这种现象成为枝晶偏析13.弹性变形外力去除后变形能完全恢复三，选择题1.在铁－碳合金中，当含碳量超过（B）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。

机械工程材料试题答案复习思考题2习题2一、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、简答1．什么是热处理？常见的热处理方法有几种，其目的是什么？从相图上看，怎样的合金才能进行热处理？提示：只有从高温到低温发生相变或由固溶体溶度变化的合金才有可能进行热处理。

2．什么是回火？回火的分类、因火的目的是什么？回火的四个阶段具有怎样的特点？如何避免回火脆性，相应回答回火冷却时应注意什么？提示：回火后工件一般在空气中冷却，对于具有第二类回火脆性的钢件，回火后进行油冷。

对于性能要求较高的工件在防止开裂条件下，可进行油冷或水冷，然后进行一次低温补充回火，以消除快冷产生的内应力3．何谓冷处理？为何冷处理之后还要进行回火或时效？冷处理与二次淬火及二次硬化是不是一样的？以高速钢刃具生产工艺为例说明上述问题。

提示：冷处理之后仍存在淬火应力；二次硬化是高速钢重要的强化手段。

4．试说明下述组织结构及力学性能特点，并回答它们之间有何区别与联系？珠光体和球化组织；马氏体和回火马氏体；索氏体和回火索氏体；屈氏体和回火屈氏体。

5．T12钢加热到770℃后用图2-11所示各种方法冷却，分析其所得组织。

机械工程材料第一章金属材料的力学性能习题与思考题5 图示的为四种不同材料的应力-应变曲线（1-4），试比较这四种材料的抗拉强度。

屈服强度（或断裂强度）、刚度和塑性。

“材料的弹性模量E越大，则材料的塑形越差”，这种说法是否正确？为什么？12 下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定其硬度？1）锉刀 2)黄铜轴套 3）供应状态的各种碳钢钢材 4）硬质合金刀片 5）耐磨工件的表面硬化层第二章金属与合金的晶体结构1 金属具有哪些特性？请用金属键结合的特点予以说明。

2 试计算面心立晶格的致密度。

9间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？请举例说明。

10简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。

第三章金属与合金的结晶1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2）高温浇注与低温浇注3）铸成薄壁件与铸成厚壁件4）浇注时采用振动与不采用振动5）厚大型铸件的表面部分与中心部分3 判断下列情况是否有相变1)液态金属结晶2）晶粒粗细的变化3）同素异构的转变4）磁性转变4为什么铸件的加工余量过大，会使加工后的铸件强度降低？第四章铁碳合金相图1分析一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体的异同之处。

3画出Fe-Fe3C相图中的钢部分的相图，并进行以下分析：1）标出相图中空白区域的组织成分和相组分。

2）分析w C=0.4%的亚共析钢的结晶过程及其在室温下组织组分与相组分的相对量。

3）指出w C=0.2%、w C=0.6%、w C=1.2%的钢在1400℃、1100℃、800℃时奥氏体中碳的质量分数。

第五章钢的热处理4指出下列钢件正火的主要目的及正火后的组织：1）20钢齿轮 2）45钢小轴 3）T12钢锉刀5为什么亚共析钢经正火后，可获得比退火高的强度与硬度？6将w C=1.0%、w C=1.2%的碳钢同时加热到780℃进行淬火，问：1）淬火后各是什么组织？2）淬火马氏体的含碳量及硬度是否相同？为什么？3）那一种淬火后的耐磨性更好些？为什么？15T8钢的过冷奥氏体等温转曲线如图所示，若该钢在620℃进行等温转变，并经过不同时间保温后，按图示的1、2、3、4线的冷却速度至室温，问各获得什么组织？然后再进行中温回火，又各获得什么组织？20区别钢的淬硬性、淬透性与淬硬深度，并分别指出其影响因素。

机械工程材料思考题参考答案第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。

如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。

非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

工程材料复习思考题（全）《机械工程材料》复习思考题陈永泰第一章材料的性质1材料的力学性能主要有哪些？强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。

2简述低碳钢的应力－应变曲线（分为几个阶段，各特征点表示什么含义）。

弹性变形阶段，屈服阶段，塑性变形阶段，颈缩阶段。

（画图）第二章材料结构1体心立方晶格的密排面和密排方向各有那些？面心立方晶格呢？{110}，<111>；{111}，<110>2与理想晶体相比，实际晶体的结构特征是什么？①多晶体结构；②具有晶体缺陷。

为什么晶粒越细，金属的强度和硬度越高，塑性和韧性越好？金属的晶粒越细，晶界的总面积越大，位错阻碍越多，要协调的具有不同位向的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高，从而导致金属强度和硬度越高。

金属晶粒越细，单位体积内的晶粒数量越多，参与变形的晶粒数量越多，变形越均匀，从而延迟裂纹的形成和扩展，导致断裂前的大塑性变形。

当强度和硬度同时增加时，金属在断裂前消耗的功增加，因此其韧性也更好。

因此，金属颗粒越细，其塑性和韧性也越好。

4名词解释：相固溶体金属化合物固溶强化弥散强化相：金属或合金中，凡成分相同，结构相同，并与其它成分有界面分开的均匀组成部分。

固溶体：合金中，其晶体结构与组成元素之一的晶体结构相同的固相称为固溶体。

金属化合物：合金中，其晶体结构与组成元素之一的晶体结构均不相同的固相称为金属化合物。

固溶强化：随着溶质质量的增加，固溶体的强度和硬度增加，塑性和韧性降低。

这种现象被称为固溶强化。

弥散强化：即沉淀强化。

若合金中的第二相以细小弥散的微粒均匀分布在基体上，则可以显著提高合金的强度，称为弥散强化。

5固体合金中的相是什么？它们是如何定义的？（提示：晶格类型）1固溶体：合金中晶体结构与其中一种组成元素的晶体结构相同的固相称为固溶体。

金属化合物：合金中晶体结构不同于其中一种组成元素的固相称为金属化合物。

6铁素体、奥氏体和渗碳体哪些是固溶体，哪些是金属化合物，为什么？它们都是间隙型吗？铁素体、奥氏体是固溶体，渗碳体是金属化合物。

第一章习题与思考题1．常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。

2．实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3．什么叫过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?4．金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?5．如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）浇注温度高与浇注温度低；（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；（5）浇注时采用振动与不采用振动。

6．金属铸锭通常由哪几个晶区组成？它们的组织和性能有何特点？7．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？8．试计算面心立方晶格的致密度。

9．什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？10、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？11、解释下列名词：结晶、晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、单晶体、多晶体、晶粒、亚晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷第二章习题与思考题1．置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？2．间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。

3．现有A、B两元素组成如图2.1所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确？为什么？（1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。

（2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。

（3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。

图2.1 题3 图4．共晶部分的Mg-Cu相图如图2.2所示：（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。

在各区域中是否会有纯Mg相存在？为什么？（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。

（3）画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。

机械工程材料思考题参考答案第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。

如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。

非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

机械工程材料试题答案复习思考题1习题1一、名词解释滑移、孪生、加工硬化、滑移系、形变织构、回复、再结晶、二次再结晶、热加工二、填空题1．常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（）和（）两种。

2．与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（）和（）。

3．在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（）来划分的．因此Cu（熔点为1084℃）在室温下变形加工称为（）加工，Sn（熔点为232℃）在室温的变形加工称为（）加工。

4．再结晶温度是指（），其数值与熔点间的大致关系为（）。

5．再结晶后晶粒度的大小取决于（）、（）、和（）。

6．a－Fe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（）和（），滑够系为（）个。

7．强化金属材料的基本方法有（）、（）、（）和（）。

8．冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（），内应力（），这个阶段称为（）。

当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（），金属的位错密度（），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（）。

三、简答题1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？2．什么是加工硬化？试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。

3．用冷拔紫铜管进行冷弯，加工成输油管，为避免冷弯时开裂，应采用什么措施？为什么？4．已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在1000℃、铁在800℃、铜在600℃时的加工变形是处于什么加工状态。

5．用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。

（2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮。

（3）由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮。

6．说明下列现象产生的原因。

（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向。

（2）晶界处滑落的阻力最大。

（3）Zn（密排六方）、a一Fe、Cu的塑性不同。

7．简述加热温度对低碳钢的冷塑性变形的组织和性能的影响。

8．在图2－10中的晶面、晶向中，哪些是滑移面，哪单是滑移方向？就图中情况能否构成滑移系？四、判断题1．由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。