工程材料作业答案

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。

1.1 4．简答及综合分析题（1）金属结晶的基本规律是什么？条件是什么？简述晶粒的细化方法。

(2) 什么是同素异构转变？（1）金属结晶的基本规律：形核、长大；条件是具有一定的过冷度；液态金属晶粒的细化方法：增大过冷度、变质处理、附加振动；固态金属晶粒的细化方法：采用热处理、压力加工方法。

(2)金属同素异构性（转变）：液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的晶体，在冷却过程中晶格发生改变的现象。

1.2 4．简答及综合分析题（4）简述屈服强度的工程意义。

（5）简述弹性变形与塑性变形的主要区别。

(4)答：屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之—。

其工程意义在于：①屈服强度是防止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。

(5) 答：随外力消除而消失的变形称为弹性变形。

当外力去除时，不能恢复的变形称为塑性变形。

1.3 4．简答题（6）在铁碳相图中存在三种重要的固相，请说明它们的本质和晶体结构(如，δ相是碳在δ－Fe中的固溶体，具有体心立方结构)。

α相是；γ相是；Fe3C相是。

(7)简述Fe—Fe3C相图中共晶反应及共析反应，写出反应式，标出反应温度。

（9）在图3—2 所示的铁碳合金相图中，试解答下列问题：图3—2 铁碳合金相图（1）标上各点的符号；（2）填上各区域的组成相（写在方括号内）；（3）填上各区域的组织组成物（写在圆括号内）；（4）指出下列各点的含碳量：E( ）、C( ）、P( ）、S( ）、K( ）；（5）在表3-1中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。

表3-1（6）答：碳在α－Fe中的固溶体，具有体心立方结构；碳在γ—Fe中的固溶体，具有面心立方结构；Fe和C形成的金属化合物，具有复杂结构。

（7）答：共析反应：冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物。

工程材料试题一、填空题（1 X 20=20分）1. 常用的材料强度指标有抗拉强度_和屈服强度两种强度指标。

（6页）2. 金属结晶的必要条件是一定的过冷度。

（28 页）3. 屈强比是 ___ 屈服强度________ 与____ ，抗拉强度_______ 之比。

（6页）4. 一般工程结构用金属是 _多晶体，在各个方向上的性能 _相同_________ ，这就是实际金属的_______ 各向同性______ 现象。

（20页）5. 实际金属存在 _点缺陷__________ 、线缺陷和_面缺___________ 三种缺陷。

实际晶体的强度比理想晶体的强度—低 _得多。

（20-21页）6. ____________共析钢加热至Ac i时将发生_珠光体向—奥氏体_______ 的转变，其形成过程包括四个阶段。

（51页）7•碳在铸铁中可以两种形式存在_渗碳体_和石墨。

（131页）8. 金属晶体通过滑移？和?孪生两种方式来发生塑性变形。

（83页）9. 缩聚反应的实施方法主要有熔融缩聚和溶液缩聚两种。

二、单项选择题（在下列选项中选择一个正确答案，并将其序号填在括号内）（每题2分，共20分）1. 钢在淬火后所得的组织是（ A ）A. 淬火马氏体B.回火索氏体C.回火屈氏体D.索氏体2. 在淬火钢中，当含碳量增加到0.6 %以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（ A ）A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少3. 若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（B ）A.提高B.降低C.不改变D.对小试样堤高，对大试样则降低4. 下列钢铁材料中切削性能较好的是（B ）A.工业纯铁B.45钢C.白口铸铁D.T12A 钢5. 钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（B ）A.完全退火B.足够变形量的锻轧C.扩散退火D.正火6. 正火T8钢与完全退火T8钢相比（B ）A.前者珠光体更细密，故强度要低些B. 前者珠光体更细密，故强度要高些C. 前者珠光体更粗大，故强度要低些D. 前者珠光体更粗大，故强度要高些7. 退火亚共析钢，随含碳量的增加（ B ）A.HBS、ob 值减小，3、aK 值增加B. HBS、ob值增加，3、aK值减小C. HBS、ob 值增加，3、aK 值增加D. HBS、ob值减小，3、aK值减小8. 碳含量为Wc = 4.3 %的铁碳合金具有良好的（D ）A.可锻性B.切削加工性能C.可焊性 D.铸造性能9. 建筑用钢筋宜选用（C ）A.高碳钢B.中碳钢C.低碳钢 D.工具钢10. 下述退火态钢中强度最高的是（ D ）A.T13 钢B.45 钢C.65 钢D. T8 钢三、判断题（1X 10=10分）1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。

工程材料作业（4）答案1.解释下列现象:(1) 在相同含碳量下，除了含Ni和Mn的合金钢外，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高。

奥氏体形成分为形核、长大、残余渗碳体溶解，奥氏体均匀化4阶段。

多数合金元素减缓A形成，Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳亲和力大，形成的合金元素的碳化物稳定、难溶解，会显著减慢碳及合金元素的扩散速度。

但为了充分发挥合金元素的作用，又必须使其更多的溶入奥氏体中，合金钢往往需要比含碳量相同的碳钢加热到更高的温度，保温更长时间。

Co、Ni等部分非碳化物形成元素，因增大碳的扩散速度，使奥氏体的形成速度加快。

而Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度的影响不大。

阻碍晶粒长大，合金钢需要更高的加热温度，更长的保温时间，才能保证奥氏体均匀化。

（加热温度升高了，但一般不会引起晶粒粗大：大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的作用。

碳化物形成元素的作用最明显，因其形成的碳化物高温下稳定性高，很难完全溶入奥氏体，未溶的细小碳化物颗粒，分布在奥氏体晶界上，有效的阻止晶粒长大，起到细化晶粒的作用。

所以，合金钢虽然热处理加热温度高，但一般不用担心晶粒粗大。

强烈阻碍晶粒长大的元素：V、Ti、Nb、Zr；中等阻碍的：W、Mo、Cr；影响不大的：Si、Ni、Cu；促进晶粒长大的：Mn、P、B）(2) 在相同含碳量下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性。

回火过程一般分为：马氏体分解、残余奥氏体转变、碳化物类型转变和碳化物长大。

合金元素在回火过程中，推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变（即在较高温度才出现分解和转变），提高铁素体的再结晶温度，使碳化物难以聚集长大而保持较大的弥散度。

因此，提高了钢对回火软化的抗力，即提高了钢的回火稳定性。

使得合金钢在相同温度下回火时，比同样质量分数的碳钢具有更高的硬度和强度（对工具钢，耐热钢更重要），或在保证相同强度的条件下，可在更高的温度下回火，而韧性更好（对结构钢更重要。

第一章作业P14：1. 一铜棒的最大拉应力为70Mpa，若要承受2000kgf(19.614kN)的拉伸载荷，它的直径是多少？答：直径为18.9 mm （注意单位换算，1兆帕=1牛顿每平方毫米）。

5.零件设计时，是选取σ0.2（σs）还是选取σb，应以什么情况为依据？答：当零件不能断裂时，以抗拉强度为依据；当零件不能产生塑性变形时，以屈服强度为依据。

7常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？答：常用硬度测试方法有布氏硬度HBS和洛氏硬度HRC；HES测试范围是450以下，主要是硬度比较低的材料，如退火钢、正火钢、有色金属、灰口铸铁等；HRC测试范围是20～67，主要是硬度比较高的材料，如淬火钢、硬质合金等。

第二章作业P39：1.从原子结合的观点来看，金属、高分子材料和陶瓷材料有何主要区别？在性能上有何表现？答：金属材料：按金属键方式结合，因而具有良好的导电、导热性、塑性等；陶瓷材料：按离子键（大多数）和共价键方式结合，稳定性高，具有很高的熔点、硬度、耐腐蚀性；高分子材料：按共价键、分子键、氢键方式结合，具有一定的力学性能。

3.简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。

答：体心立方：原子数2、配位数8、致密度0.68；面心立方：原子数4、配位数12、致密度0.74；密排六方：原子数6、配位数12、致密度0.74。

补充题：1.陶瓷材料的显微组织由哪几部分构成？答：晶相、玻璃相、气相。

2高分子材料的大分子链有几种空间形态？其性能如何？答：线型（包括带支链的线型）：通常呈卷曲状，特点是弹性高、可塑性好，是热塑性高聚物；网体型：呈三维网络结构，特点是硬度高、脆性大、耐热、耐溶剂，是热固性高聚物。

3.什么是大分子链的柔顺性？答：大分子由于单键数目很大，因而使大分子的形状有无数的可能性（称为大分子链的构象），在受到不同外力时具有不同的卷曲程度，从而表现出很大的伸缩能力，该特性称为大分子链的柔顺性，即聚合物具有弹性的原因。

《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。

一 填空题：1. 石墨为片状的灰口铸铁称为 普通灰口 铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为 可锻 铸铁。

其中， 球墨 铸铁的韧性最高 ，因而可以锻造；2. 高分子材料中分子链的形状有三种，其中的 体 型具有热固性，而 线型，支化型 具有热 塑 性。

按照物理状态，室温下处于 玻璃态 态的高分子材料称为塑料，处于 高弹态 态的称为橡胶。

高分子材料的加工成型是在其态下进行的3. 纯金属常见的晶体结构有面心 立方晶格 结构，体心 立方晶格 结构和密排 六方晶格 结构。

金属中常见的点缺陷为 空位、间隙原子、异类原子 ，线缺陷为 位错 ，面缺陷为 晶界与亚晶界 ；工程实践中，通常采用 面缺陷 晶体缺陷数量的方法强化金属；4. 铁素体的强度高于纯铁，是由于发生了 固溶 强化；孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁，是由于发生了 细晶 强化；冷变形钢丝的强度高于退火态钢丝，是由于发生了形变强化；珠光体的强度高于铁素体，是由于发生了 第二相 强化；5.陶瓷材料中的气相是指 气孔 ，它是在烧结过程中形成的，它降低了陶瓷的强度。

6．在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒提高金属材料使用性能的措施有 提高过冷度 、 变质处理 、振动结晶等；7．晶体是原子（离子或分子）在三维空间有规则的周期性重复排列的 物体 ；8. 密排六方晶格的金属晶体结构的晶胞原子数是 6 ，配位数是 12 ；9．按照几何特征把晶体缺陷主要区分为三类，分别是：_ 点缺陷 、__线缺陷 、 面缺陷 ；10．金属的断裂形式有韧性断裂和脆性断裂两种；11．常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、有机玻璃等；12．高分子材料中分子链的形状有三种，其中的交联型具有热固性，而线型和支化型具有热塑性。

按照物理状态，室温下处于 玻璃 态的高分子材料称为塑料，处于 高弹 态的称为橡胶；高分子材料的加工成型是在其粘流态下进行的；13. 陶瓷材料中的气相是指 气孔 ，它是在 烧结 过程中形成的，它降低了陶瓷的强度；14. 灰口铸铁中C主要以 石墨 形式存在，可制造床身、导轨；15. 影响石墨化的主要因素是 化学成分 和 冷却速度；16. 钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越 右移 ，说明临界冷却速度越 降低 ；17. 亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3以上30C—50C ，过共析钢的正常淬火温度范围是 Ac1以上30C—50C ；18.根据 Fe-Fe 3 C 相图：那么室温下，含碳 0.6% 的钢中铁素体和珠光体分别占 26 ％、74 ％。

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( )。

工程材料作业一一、选择题1、金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（C ）A塑性 B硬度 C强度 D密度2、金属键的实质是（A ）A自由电子与金属阳离子之间的相互作用B金属原子与金属原子间的相互作用C金属阳离子与阴离子的吸引力D自由电子与金属原子之间的相互作用二、问答题1、晶体中的原子为什么能结合成长为长程有序的稳定排列？这是因为原子间存在化学键力或分子间存在范德华力。

从原子或分子无序排列的情况变成有序排列时，原子或分子间引力增大，引力势能降低，多余的能量释放到外界，造成外界的熵增加。

尽管此时系统的熵减小了，只要减小量比外界熵增加来的小，系统和外界的总熵增加，则系统从无序状态变成有序状态的过程就可以发生。

分子间存在较强的定向作用力（例如较强极性分子间的取向力、存在氢键作用的分子间的氢键力）的情况下，分子从无序变有序，系统能量降低更多，释放热量越多，外界熵增越大，越有利于整齐排列。

这样的物质比较易于形成晶体。

相反非极性或弱极性分子间力方向性不明显，杂乱排列和整齐排列能量差别不大，形成整齐排列时，外界熵增有限，不能抵消体统高度有序排列的熵减。

这样的物质较难形成规则晶体。

综上粒子间的引力越强、方向性越强，越有利于粒子定向有序排列。

粒子的热运动则倾向于破坏这种有序排列。

热运动越剧烈（温度越高），越倾向于杂乱排列。

物质中粒子最终有序排列的程度取决于这对相反因素的消长2、材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？材料在弹性范围内，应力与应变的比值（σ/ε）称为弹性模量E(单位为MPa)。

E标志材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。

E值愈大，即刚度愈大，材料愈不容易产生弹性变形。

E值的大小，主要取决于各种材料的本性，反映了材料内部原子结合键的强弱。

当温度升高时，原于间距加大，金属材料的E值会有所降低。

值得注意的是，材料的刚度不等于零件的刚度，因为零件的刚度除取决于材料的刚度外，还与结构因素有关，提高机件的刚度，可通过增加横截面积或改变截面形状来实现。

工程材料作业（1）答案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：HRC，黄铜轴套：HB、HRB供应状态的各种非合金钢材：HB、HRB硬质合金刀片：HV、耐磨工件的表面硬化层：HV（HRA）、调质态的机床主轴：HB、HRB、（HRC）2、已知Cu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。

Cu是f.c.c，r=√2/4a，r=2.56A/2=1.28A；a=4r/√2=2/√2×2.56=3.62A依据1个晶胞（a3：3.623，单位A）中有4个Cu原子，1mm3的原子数？a3：4=1mm3：x，注意单位换算，x=4/a3，x=4/3.623=8.4×10193、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。

３００℃L４０％B＝（α３０％A＋Ａ）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。

２０％Ａ：L→L+α→α→α+A４５％Ａ：L→L+α→α+（α３０％A＋Ａ）→α+（α３０％A＋Ａ）+A８０％Ａ：L→L+A→A+（α３０％A＋Ａ）４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％B）←→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。

属于亚共晶组织Wα初晶%=（75-50）/（75-15）=5/12=0.42×100%=42%W共晶%=100%-42%=58%②α相和β相的重量百分数。

Wα%=（95-50）/（95-15）=9/16=0.56×100%=56%Wβ%=100%-56%=44%③共晶体中的α相和β相的重量百分数。

工程材料试题及答案一、选择题1. 下列哪种材料不属于金属类？A. 铁B. 铜C. 木材D. 铝答案：C2. 下列哪种材料可用于电气绝缘？A. 银B. 铜C. 陶瓷D. 铝答案：C3. 常用的建筑材料不包括以下哪种？A. 混凝土B. 钢筋D. 纸张答案：D4. 雷电传导材料主要采用的金属是：A. 铜B. 铝C. 铁D. 锡答案：A5. 下列哪种材料具有很高的导热性？A. 橡胶B. 木材C. 瓷砖D. 铜答案：D二、填空题1. 混凝土主要由水泥、砂、石料和______组成。

2. 钢筋混凝土是一种由钢筋和混凝土组合而成的______材料。

答案：复合3. 瓷砖是一种常用的______材料。

答案：装饰4. ______是一种常用的建筑保温材料。

答案：聚苯乙烯5. 木材通常由______和树皮组成。

答案：纤维素三、简答题1. 请简要介绍一下钢材的分类及用途。

答案：钢材可根据成分和用途进行分类。

按成分可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢等；按用途可分为结构钢、弹性元件用钢、耐热钢等。

这些钢材广泛应用于建筑、汽车制造、航空航天等领域。

2. 请解释一下混凝土的工作原理。

答案：混凝土是由水泥、砂、石料和水按一定比例混合而成的材料。

在加水后，水泥与砂、石料发生反应形成水化产物，填满砂石之间的空隙，使整个混凝土形成坚固的结构。

3. 请列举一些常见的建筑防水材料。

答案：常见的建筑防水材料包括沥青、聚合物涂料、防水卷材、水泥胶浆等。

这些材料具有防水、防潮、耐腐蚀等特性，常用于屋顶、墙面、地下室等防水处理。

四、解答题1. 请简要介绍一下砖的种类及特点。

答案：砖根据原料和用途的不同可分为硅酸盐砖、粘土砖、空心砖等。

硅酸盐砖具有耐高温、抗酸碱腐蚀的特点，常用于耐火建筑。

粘土砖具有保温、吸音的特性，广泛应用于民用建筑。

空心砖具有重量轻、隔热性好的特点，适用于建筑抗震。

2. 请简述一下钢筋和混凝土的作用以及二者的配合关系。

答案：钢筋用于增强混凝土的抗拉能力，防止混凝土在受拉时出现断裂。

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，其运动越艰难，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？画出结构暗示图。

（1）体心立方（bcc）（2）面心立方（fcc）（3）密排六方（hcp）3.按价键结构对材料举行分类，简述各类材料的性能特点。

第1 页/共13 页4.简述构成材料的5种化学键及其对普通性能的影响。

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、展示金属光泽；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。

铁素体因为溶碳量小，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。

性能介于铁素体和渗碳体之间，综合性能好；屈氏体：铁素体与渗碳体组成的片层更薄的珠光体；索氏体：片层铁素体与渗碳体的双相混合组织，其片层间距较小，碳在铁素体中无过度饱和；贝氏体：渗碳体与铁素体的机械混合物，高温改变及低温改变相异的组织，具有较高的强韧性配合；马氏体：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经疾驰冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织；残余奥氏体：淬火未能改变成马氏体而保留到室温的奥氏体。

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。

预防措施：铸型预热；适宜的出型时间；采用高碳、高硅铁水。

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～IT 13〕，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。

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。