工程材料作业答案作业1材料结构基础1.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷它们对性能有什么影响实际金属晶体存在点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
（1）点缺陷使周围晶格发生畸变，提高晶体内能量，降低电导率，提高强度；（2）线缺陷越多，其运动越困难，材料的强度、硬度越高，脆性越大，塑性越差；（3）面缺陷越多，晶粒越细，强度越高，塑性也越好；（4）体缺陷：孔洞影响材料的力学、光学、热学性能；裂纹影响材料的力学性能；夹杂影响材料的力学、光学、电学性能。
2.金属常见的3种晶体结构是什么？画出结构示意图。
（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料进行分类，简述各类材料的性能特点。
种类价键结构性能特点金属材料金属键有光泽、塑性、导电、导热、较高强度和刚度无机非金属材料离子键、共价键耐高温、高强、脆、无塑性高分子材料共价键、分子键密度小、热胀性大、耐磨耐腐、易老化复合材料取决于组成物结合键比强度和比模量搞、抗疲劳、高温减震性能好4.简述构成材料的5种化学键及其对一般性能的影响。
离子键，共价键，金属键，范德华力，氢键。
（1）离子键组成的离子晶体硬度高，强度高，脆性大，绝缘，塑性差；（2）由共价键组成的晶体熔点高，强度高，脆性大；（3）由金属键组成的金属有：a.良好的导电、导热性；b.良好的塑性变形能力；c.不透明、呈现金属光泽；d.电阻随温度升高而增大；（4）由分子键组成的材料熔点低、硬度低、绝缘；（5）有氢键的材料熔点沸点比分子晶体高。
5.简述钢的3种热力学平衡相。
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。
铁素体由于溶碳量小，力学性能与纯铁相似。
塑性、冲击韧性较好，强度、硬度较低；（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
奥氏体的强度、硬度较低，但有良好的塑性；（3）渗碳体：铁碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物。
渗碳体硬度高，塑性和韧性很低。
6.什么是钢的珠光体、屈氏体、索氏体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体？珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的？1)按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为5%-10%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。
2)按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。
3)按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？奥氏体稳定化元素,主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素,主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？1)碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列)，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体,含量高时可形成新的合金碳化物。
2)形成碳化物的规律a)合金渗碳体——Mn与碳的亲和力小，大部分溶入α-Fe或γ-Fe中，少部分溶入Fe3C中，置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体（Mn,Fe）3C;Mo、W、Cr少量时，也形成合金渗碳体b)合金碳化物——Mo、W、Cr含量高时，形成M6C(Fe2Mo4CFe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6Fe2W21C6)合金碳化物c)特殊碳化物——Ti、V等与碳亲和力较强时i.当rc/rMe<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）MC、M2C。
ii.当rc/rMe>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。
★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？1)固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属；2)晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度；3)第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子；4)位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。
1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度？锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴。
2、已知Cu（f.c.c）的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数a，并计算1mm3Cu中的原子数。
3、已知金属Ａ（熔点６００℃）与金属Ｂ（熔点５００℃）在液态无限互溶；在固态３００℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为３０％，室温时为１０％，但Ｂ不溶于Ａ；在３００℃时，含４０％Ｂ的液态合金发生共晶反应。
求：①作出Ａ－Ｂ合金相图（请用尺子等工具，标出横纵座标系，相图各区域名称，规范作图）②写出共晶反应式。
③分析２０％Ａ，４５％Ａ，８０％Ａ等合金的结晶过程，用结晶表达式表达。
４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％）←→α（１５％Ｂ）＋β（９５％Ｂ）（１）计算含５０％Ｂ的合金完全凝固时①初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数。
②α相和β相的重量百分数。
③共晶体中的α相和β相的重量百分数。
（２）若显微组织中，测出初晶β相与（α＋β）共晶各占一半，求该合金的成分。
５．有形状，尺寸相同的两个Ｃｕ－Ｎｉ合金铸件，一个含Ｎｉ９０％，另一个含Ｎｉ５０％，铸件自然冷却，问哪个铸件的偏析严重，为什么？1.何谓铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体和莱氏体，它们的结构，组织形态，性能等各有何特点？2.分析含碳量为0.3%，1.3%，3.0%和5.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。
3.指出下列名词的主要区别：一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体和共析渗碳体。
4.写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。
5.根据铁碳相图：①分析0.6%C的钢室温下的组织，并计算其相对量。
②分析1.2%C的钢室温下的相组成，并计算其相对量。
③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。
6．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+网状渗碳体，其中珠光体占93%，问此钢的含碳量大约为多少？7．依据铁碳相图说明产生下列现象的原因：①含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.4%的钢硬度高。
工程材料基础练习题库与答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、下列组织中，硬度最高的是()A、渗碳体B、奥氏体C、珠光体D、铁素体正确答案：A2、具有面心立方晶格的铁称为()A、γ—FeB、δ—FeC、α—FeD、β—Fe正确答案：A3、钢的淬透性主要决定于()。
A、冷却速度B、尺寸大小C、合金元素D、含碳量正确答案：C4、渗碳体的力学性能特点是()A、软而韧B、硬而韧C、软而脆D、硬而脆正确答案：D5、钢经调质处理后获得的组织是A、回火屈氏体；B、回火索氏体。
C、回火马氏体正确答案：B6、铁碳合金中，共晶转变的产物称为()。
A、奥氏体B、莱氏体C、铁素体D、珠光体正确答案：B7、T8钢的最终热处理是()。
A、渗碳B、淬火+低温回火C、球化退火D、调质正确答案：B8、淬火钢在（300～400）℃回火时，可达到最高值的机械性能是()（中温回火）A、屈服强度B、塑性C、抗拉强度D、弹性极限正确答案：D9、为消除T12钢中的网状碳化物,选用的热处理为。
A、回火B、调质处理C、球化退火D、正火正确答案：C10、亚共析钢室温下的平衡组织都是由()组成。
A、先析铁素体和珠光体B、铁素体和奥氏体C、渗碳体和铁素体正确答案：A11、固溶体的晶体结构与相同。
A、溶质B、溶剂C、不同于溶剂和溶质的其它晶型D、a、b、c都有可能正确答案：B12、亚共析钢的含碳量越高，其平衡组织中的珠光体量()A、不变B、越少C、无规律D、越多正确答案：D13、碳在奥氏体中的最大溶解度为（）A、0.0218%B、4.3%C、2.11%D、0.77%正确答案：C14、共晶反应是指（）A、固相→固相1+固相2B、从一个液相内析出另一个固相C、从一个固相内析出另一个固相D、液相→固相1+固相2正确答案：D15、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是()。
A、片状的B、蠕虫状的C、球状的D、团絮状的正确答案：D16、精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行()。
A、铸造铝合金B、铸造黄铜C、铸造青铜D、滑动轴承合金正确答案：D3.共晶转变的产物是()A、莱氏体B、珠光体C、渗碳体D、奥氏体正确答案：A4.灰铸铁中,石墨越多、越粗大、分布越不均匀,则其抗拉强的和塑性()A、越高B、先高后低C、先低后高D、越低正确答案：D5.焊接时通过焊渣对被焊区域进行保护以防止空气有害影响的焊接方法是().A、电渣焊B、电弧焊C、氩弧焊D、埋弧焊正确答案：A6.对于低碳钢和低强度级普通低合金钢焊接结构,焊接接头的破坏常常出现在()。
A、热影响区B、母材C、再结晶区D、焊缝正确答案：A7.热处理工艺过程由()三个阶段组成。
A、退火,,淬火,回火B、加热、保温、冷却C、正火、淬火、低温回火正确答案：B8.下列焊接方法属于压力焊的是()。
A、CO2焊C、电阻焊D、手工电弧焊正确答案：C9.含炭量为0.40%的碳素钢牌号可能是()A、40钢B、T4钢C、4钢D、T40正确答案：D10.对焊缝金属进行保护的方式为气-渣联合保护的焊接方法是()。
A、摩擦焊B、埋弧焊C、电阻焊D、钎焊正确答案：B11.碳素工具钢在使用前()A、要进行热处理B、不需要热处理C、有的需要有的不需要热处理D、以上都不对正确答案：C12.下列焊接方法中﹐属于熔化焊的是()。
A、钎焊B、电阻焊D、摩擦焊正确答案：C13.球化退火用于()锻轧件。
A、亚共析钢B、合金钢C、过共析钢正确答案：C14.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用()。
（√）4、置换固溶体必是无限固溶体。
（√）6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。
（√）11、铁素体是置换固溶体。
（√）13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。
（√）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。
（√）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。
（√）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。
（√）25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。
（√）27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。
第一章工程材料基础知识参考答案1.金属材料的力学性能指标有哪些？各用什么符号表示？它们的物理意义是什么？答：常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力（即应力。
，单位为Mpa）表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率5和断面收缩率出来表示：硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬程度的指标，是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度（HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和维氏硬度（HV）。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度，用符号ak表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用。
-1表示，单位为MPa。
2.对某零件有力学性能要求时，一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求，这是为什么？答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3.比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
程材料复习题全（含答案）复习题集．填空题1.速钢锭经锻造退后的组织为珠光体，淬后的组织为马体、次渗碳体，淬后再经多次回后的组织为回索体、次渗碳体。
2.灰铸铁能否充分墨化，主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,般,碳当量越,越有利于墨化，冷却速度越，越容易形成.3.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基本组织，温退热处理能得到F+G基,低温正热处理能得到F+P+G基，温正能获得P+G基。
4.普通钢、优质钢的区分是以其中s和p元素的原含量来区分的，s含量易使钢产热脆性，p含量易使钢产冷脆性。
5.对普通灰铸铁件进低温退的的是为了消除内应，进温退的的是为了消除碳化物，得到单相组织。
6.材料牌号QT600-3中，QT表球墨铸铁，600表最低抗拉强度为600MPa，3表最低延伸率为3%。
7.陶瓷组织的基本相有晶体相，玻璃相，相，其中起强化作的是晶体相，起粘结作的是玻璃相。
8.常见程塑料有聚氯烯，聚四氟烯，尼龙，其中润滑性能良好适合作轴承齿轮的有尼龙，价格低廉，途常泛的是聚氯烯，化学稳定性极好,有塑料王之称的是聚四氟烯。
9.所谓“硅铝明”是指铝和硅的合,该合件通常是通过铸造成形的。
10.常见的黄铜是指铜和锌的合,青铜的种类较多,主要有锡青铜,铝青铜等。
12.常不锈钢按其组织构成分为马体不锈钢,铁素体不锈钢,奥体不锈钢。
13.量具钢除要求硬度外,还要求有耐磨性性和尺稳定性性。
14.不锈钢的成份特点是碳含量较低较低和铬含量含量。
15.碳在铸铁中主要以渗碳体和墨的形式存在16.提铸铁中碳元素和硅元素的含量,有利于其墨化17.铝合按其成份和艺特点分为变形铝合和铸造铝合两类。
18.LG5表该材料是纯铝,LY12表该材料为铝-铜-镁铝合,ZL102表该材料属于铸造铝合。
建筑工程材料练习题库含答案一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、用煮沸法检验水泥安定性,只能检查出由()所引起的安定性不良。
A、SO3B、游离MgOC、(A+B)D、游离CaO正确答案：D2、轻骨料强度可用()表示。
A、棱柱体强度B、检压指标C、立方体强度D、压碎指标正确答案：B3、混凝土的水灰比是根据()要求确定的。
A、混凝土强度与和易性B、混凝土和易性及耐久性C、混凝土强度D、混凝土强度与耐久性正确答案：B4、在进行混凝土配合比设计时,水灰比的选择必须满足()要求。
A、耐久性B、强度C、强度及耐久性D、强度及流动性正确答案：C5、在配置混凝土、砂浆等材料时,为节约水泥,宜选用孔隙率()的砂石。
A、没有影响B、大C、小D、无法确定正确答案：C6、石子粒径增大,混凝土用水量应()。
A、加快B、无法确定C、延缓D、没关系正确答案：C8、硅酸盐水泥硬化水泥石,长期处在硫酸盐浓度较低的环境水中,将导致膨胀开裂,这是由于反应生成了()所致。
A、不确定B、亲水C、没有关系D、憎水正确答案：D11、混凝土用砂的粗细及级配的技术评定方法是()。
A、100B、390C、600D、720正确答案：B13、建筑石膏装饰制品形体饱满密实,表面光滑细腻的主要原因是()A、施工质量高B、建筑石膏凝固时略有膨胀C、石膏凝固速度快D、掺加了外加剂正确答案：B14、钢材按()划分为沸腾钢、半镇静钢及镇静钢A、化学成分B、脱氧程度C、用途D、冶炼炉型正确答案：B15、大体积混凝土施工时,常采用的外加剂是()。
第一章金属的性能一、填空（将正确答案填在横线上。
下同）1、金属材料的性能一般分为两类。
一类是使用性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能等。
另一类是工艺性能，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。
3、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。
不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。
4、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力.5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用符号σb和σs表示.6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb或σ0.2，则不会产生过量的塑性变形。
7、有一钢试样其截面积为100mm2,已知钢试样的。
拉伸试验时，当受到拉力为—————-试样出现屈服现象，当受到拉力为————-—时,试样出现缩颈。
8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性.金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。
9、一拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10mm拉断后试样的标距长度为79mm，缩颈处的最小直径为4.9mm，此材料的伸长率为————-，断面收缩率为———-——。
10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力.称为冲击韧性。
11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs，抗拉强度σb,洛氏硬度C标尺HRC，伸长率δ，断面收缩率ψ，冲击韧度αk，疲劳极限σ-1。
下同）1、弹性变形能随载荷的去除而消失。
（√）2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。
（√）5、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时,其压痕直径越小，材料的硬度越低。
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。
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。
过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。
工程材料学习题绪论、第一章一．填空题1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm之间的超细微粒，与传统固体材料具有一些特殊的效应，例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。
（体积效应、宏观量子隧道效应）2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲，可以分为晶体和非晶体两大类。
3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）以及显微硬度等。
4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。
5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式.6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。
7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。
8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。
9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。
二．选择题1.金属键的特点是B：A．具有饱和性B.没有饱和性C.具有各向异性D.具有方向性2.共价晶体具有A：A.高强度B.低熔点C.不稳定结构D.高导电性3.决定晶体结构和性能最本质的因素是A：A.原子间的结合力B.原子间的距离C.原子的大小D.原子的电负性4.在原子的聚合体中，若原子间距为平衡距离时，作规则排列，并处于稳定状态，则其对应的能量分布为：BA.最高B.最低C.居中D.不确定5.稀土金属属于B：A.黑色金属B.有色金属C.易熔金属D.难熔金属6.洛氏硬度的符号是B：A．HBB.HRC.HVD.HS7.表示金属材料屈服强度的符号是B。
A.σeB.σsC.σB.D.σ-18.下列不属于材料的物理性能的是D：A.热膨胀性B.电性能C.磁性能D.抗氧化性三．判断题1.物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和他们的热运动。
1.什么是应力？什么是应变？答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量。
2．缩颈现象：在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有局部开场变细，出现了“缩颈〞。
不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。
3.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？以下材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度(库存钢材、硬质合金刀头、锻件、台虎钳钳口)答:洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。
布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏硬度法高。
；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。
其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。
硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。
库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。
4.金属型铸造能不能取代砂型铸造答：金属型铸造本钱高，周期长，工艺要求严格，铸件易出现浇缺乏、冷隔、裂纹等缺陷，易产生白口现象，所以金属型铸造不宜生产铸铁件，而广泛应用于铜、铝合金铸件的大批量生产，故它不能取代砂型铸造。
5、为什么用金属型生产灰铸件常出现白口现象？该如何预防和消除其白口组织？答：因为金属型导热快，故灰铸件中易出现白口组织。
消除白口组织的措施：利用出型时铸件的自身余热及时退火。
6、压力铸造有何优缺点？它和熔模铸造的使用范围有何不同？答：压力铸造的优点：〔1〕铸件的精度高〔IT11～IT13〕，外表粗糙度值低〔Ra6.3～1.6um〕，铸件不经机加工可直接使用；〔2〕可压铸形状复杂的薄壁件、小孔、螺纹、齿轮等；〔3〕铸件在高压下快速冷却成型，晶粒层致密，力学性能高4〕在铸造行业，生产率最高。
压力铸造的缺点：〔1〕设备昂贵，生产成期长，本钱高；〔2〕压铸高熔点合金如铜、钢、铸铁等压型寿命很低；〔3〕压型速度极快，型腔中气体很难逸出，铸件中容易产生气孔，缩松；〔4〕不能用热处理方法提高力学性能。
工程材料习题参考答案第一章.习题参考答案1-1、名词解释1、σb抗拉强度---金属材料在拉断前的最大应力，它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。
2、σs屈服强度----表示材料在外力作用下开始产生塑性变形的最低应力，表示材料抵抗微量塑性变形的能力。
3、σ0.2屈服强度----试样产生0.2%残余应变时的应力值为该材料的条件屈服。
4、δ伸长率----塑性的大小用伸长率δ表示。
6、HRC洛氏硬度---是以120o的金刚石圆锥体压头加上一定的压力压入被测材料，根据压痕的深度来度量材料的软硬，压痕愈深，硬度愈低。
7、σ﹣1（对称弯曲疲劳强度）---表示当应力循环对称时，光滑试样对称弯曲疲劳强度。
8、K1C（断裂韧性）---应力强度因子的临界值。
1-2、试分别讨论布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度适用及不适用于什么场合？1、布氏硬度适用于退火和正火态的黑色金属和有色金属工件，不适用于太薄、太硬（﹥450HB）的材料。
2、洛氏硬度适用于检测较薄工件或表面较薄的硬化层的硬度，适用于淬火态的碳素钢和合金钢工件不适用于表面处理和化学热处理的工件。
3、维氏硬度适用于零件表面薄硬化层、镀层及薄片材料的硬度，不适用于退火和正火及整体淬火工件。
第二章.习题参考答案2-1、名词解释1、晶体---指原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体。
2、2、非晶体---组成物质的原子是无规律、无次序地堆聚在一起的物体。
3、单晶体---结晶方位完全一致的晶体。
4、多晶体---由多晶粒组成的晶体结构。
5、晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。
2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞，并分别计算起原子半径、配位数和致密度？1、空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之构成一个空间格子。
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。
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。
材料工程基础复习题及答案一、选择题1.材料科学与工程研究的核心是什么？A.材料的合成B.材料的性能C.材料的加工D.材料的结构与性能关系2.金属材料的强度主要取决于以下哪个因素？A.原子间结合力B.晶格类型C.晶粒大小D.杂质含量3.下列哪种材料属于高分子材料？A.钢B.玻璃C.塑料D.陶瓷4.陶瓷材料通常具有哪些特性？A.高强度、高韧性B.耐高温、耐腐蚀C.良好的导电性D.良好的导热性5.复合材料通常由哪些部分组成？A.基体和增强体B.金属和非金属C.有机和无机D.以上都是二、填空题6.材料的力学性能主要包括______、______、______和硬度等。
7.金属材料的塑性变形主要通过______和______两种机制实现。
8.玻璃的主要成分是______，而陶瓷的主要成分是______。
9.复合材料的______性能通常优于单一材料。
10.材料的疲劳是指材料在______作用下逐渐发生损伤和断裂的现象。
三、简答题11.简述材料的热处理工艺有哪些类型，并说明它们的主要作用。
12.什么是材料的疲劳寿命？影响疲劳寿命的主要因素有哪些？13.描述金属材料的腐蚀机理，并简述如何防止金属腐蚀。
14.阐述高分子材料的加工方法及其应用领域。
15.复合材料在现代工业中的应用有哪些优势？四、计算题16.已知某金属材料的屈服强度为300MPa，抗拉强度为400MPa，试计算其弹性模量（假设弹性模量为210GPa）。
五、论述题18.论述材料的微观结构如何影响其宏观性能，并给出一个具体的例子。
19.讨论材料的可持续性在现代材料工程中的重要性，并提出实现材料可持续性的方法。
参考答案：1.D2.A3.C4.B5.A6.弹性模量、屈服强度、抗拉强度7.滑移、孪生8.硅酸盐、氧化物9.综合性10.循环载荷11.退火、正火、淬火、回火，分别用于降低硬度、细化晶粒、提高硬度和韧性、消除内应力。
第一部分一、判断：（每题1.5分，共30分）1、Vk表示临界冷却速度。
（）2、σb和σS都是判定材料强度的性能指标。
（）3、铁素体（F）和奥氏体（A）都属于固溶体。
（）4、共析钢的Wc=2.11%。
（）5、高速钢不需要进行三次回火。
（）6、灰铸铁中碳主要以片状石墨的形态存在。
（）7、大多数的合金元素加入钢中均使“C”曲线右移，淬透性提高。
（）8、HBS210-240为布氏硬度的正确标注方法。
（）9、正火与退火的主要区别是加热温度的不同。
（）10、淬火后的钢必须立即进行回火。
（）11、20钢的碳含量低于40钢。
（）12、钢的质量高低是按磷和硫的含量多少来分。
（）13、渗碳用钢一般属于中碳钢。
（）14、金属由液态变为固态的过程称为结晶。
（）15、铁素体的塑性高于渗碳体。
（）16、在Fe-Fe3C相图中，PSK线为共晶转变线。
（）17、晶粒越细小，钢的力学性能能越好。
（）18、合金钢的力学性能低于非合金钢，且价格也低于非合金钢。
（）19、球墨铸铁可以用热处理来强化。
（）20、铸造主要用于内腔较简单的零件。
（）二、填空1、热处理主要分___________、___________和___________三个阶段。
2、珠光体是___________和___________的机械混合物。
3、在相图中，AECF线是___________、ES线是___________线。
4、若按含碳量来分，碳钢可分为___________________钢___________钢和___________钢。
三、作图（10分）将常见的淬火方法画在“C”曲线示意图中并注明各属于哪中淬火。
四、填表材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途制订CA6140主轴的加工工艺路线，并说明各热处理工序的作用第二部分一、判断题（25分）1、灰铸铁的减震性能比钢好。
（）2、铸造生铁专供炼钢所用。
（）3、钢若按质量分类分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。
（）4、“C”曲线越靠右，钢的淬透性越好。
（）5、淬火+高温回火为调质处理。
（）6、含碳量越低钢的塑性、韧性就越好。
（）7、Vk表示临界冷却速度。
（）8、灰铸铁中碳主要以片状石墨形态存在。
（）9、共析钢的碳质量分数WC=2.11%。
（）10、δb和δs都是判定材料强度的指标。
（）二、选择（10分）1、下列牌号中哪个属于沸腾钢()A.Q345BB.08FC.W6Mo5Cr4V2A2、下列哪种钢的淬透性最好()A.ZGMn13B.W18Cr4VC.40Cr3、制造汽车的后桥齿轮所选用的材料()A.20CrMnTiB.W18Cr4VC.60Si2Mn4、制造一个内燃机曲轴，其毛坯成型方法应为()A.铸造B.锻压C.焊接5、下列哪种组织的塑性最好()A.铁素体B.渗碳体C.马氏体三、填表（20分）四、为下列零件选材并制定其加工工艺路线（30分）1、CA6140车床主轴2、解放牌载重汽车齿轮五、为下列零件及用品选择合适的材料（15分）1、木工锯条2、低压暖气片3、扳手4、内燃机曲轴5、锉刀6、滚动轴承7、汽车板弹簧8、高压锅炉用钢9、高速切削的刀具六．如图所示压力容器，由筒体和封头组成。
焊接结构材料为Q345，钢板尺寸为1200x6000x8mm。
容器工作压力为20个大气压，工作温度为-40～60摄氏度，大批生产。
要求画出焊缝布置图，选择各条焊缝的焊接方法和焊接材料，并画出各条焊缝的接头形式和坡口简图。
（20分）七．论述如何选择制造轴、齿轮及手工丝锥的金属材料。
a------单介质淬火b------双介质淬火c------分级淬火d------等温淬火四、每空1分、共30分材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途60Si2Mn合金弹簧钢0.6%汽车板弹簧QT900-2球铁σb=900内燃机曲轴45优质碳钢0.45%普通齿轮、轴Q345低合金高强度σs=345重要的桥梁T12碳素工具钢1.2%锉刀HT200灰铁σb=200工作台20CrMnTi合金渗碳钢0.2%汽车后桥齿轮ZG200-400铸钢σb=400σs=200机座、变速箱壳W18Cr4V高速钢1.0%钻头Q235AA级普通碳钢σb=235钢筋五、20分解：主轴制造工艺路线：锻造—正火—切削加工（粗）—调质—切削加工（半精）—高频感应加热淬火—低温回火—磨削主轴热处理各工序的作用：正火：作为预备热处理，目的是消除锻件内应力，细化晶粒，改善切削加工性。
调质：获得回火索氏体，使主轴整体具有较好的综合力学性能，为表面错货作好组织准备。
高频感应加热淬火+低温回火：作为最终处理，高频感应加热淬火是为了使轴颈及锥孔表面得到高硬度、耐磨性和疲劳强度；低温回火是为了消除应力，防止磨销时产生裂纹，并保持高硬度和耐磨性。
2、断后伸长率——试样拉断后标距的伸长量与原标准长度的百分比。
3、疲劳强度——材料在循环的应力作用下承受无数次循环而不断裂的最大应力值。
4、晶胞——从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的，最小的几何单元来分析晶体中原子排列的规律。
这个最小的几何单元称为晶胞。
5、过冷度——理论结晶温度与实际结晶温度之差。
6、固溶体——溶质元子溶解在溶剂晶格中仍保持溶剂晶格类型的金属晶体。
7、等温转变——钢经奥氏体化后冷却到相变点以下的温度区间内等温保持时，过冷奥氏体发生的转变。
8、淬透性——以在规定条件下钢试样淬硬温度和改变分布表征的材料特性称为淬透性。
9、沸腾钢——脱氧不完全，在冷却时CO气泡产生，钢液有明显的沸腾现象。
10、调质——淬火后，紧接着进行高温回火的热处理方法。
11、锻造——对坯料施加压力，使其产生塑性变形，改变尺寸，形状及改善性能，用于制造机械零件，工件或毛坯的成形加工方法。
12、焊接——通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。
13、一次渗碳体——当Wc=(4.3~6.69)%时，从液体里结晶的渗碳体。
14、变质处理——在浇铸前向液体金属中加入难溶质点（变溶质）结晶时这些质点将在液体中形成大量非自发晶核，使晶粒数目大大增加，从而达到晶粒细化的作用。
15、铸造——将熔化的金属液浇注到制造的铸型中，凝固后获得一定形状，尺寸和性能的毛坯成形方法。
（15分）热处理特点：高的淬火温度，多次的回火次数，即高淬多回。