金属材料及热处理作业.docx
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金属材料及热处理作业
本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：
一、单项选择题（只有一个选项正确，共15道小题）
1.高分子材料中，大分子链之间的结合键是（）。
?
?
（A）?
金属键
?
?
（B）?
离子键
?
?
（C）?
共价键
?
?
（D）?
分子键
正确答案：
C
解答参考：
2.结构材料要求的主要性能为（）
?
?
（A）?
物理性能
?
?
（B）?
化学性能
?
?
（C）?
力学性能
?
?
（D）?
物理和化学性能
正确答案：
C
解答参考：
3.材料的使用温度（）。
?
?
（A）?
与其韧脆转变温度无关
?
?
（B）?
应在其韧脆转变温度以下
?
?
（C）?
应与其韧脆转变温度相等
?
?
（D）?
应在其韧脆转变温度以上
正确答案：
D
解答参考：
4.低碳钢拉伸应力-应变曲线上对应的最大应力值称为（）。
?
?
（A）?
弹性极限
?
?
（B）?
屈服点
?
?
（C）?
抗拉强度
?
?
（D）?
断裂韧度
正确答案：
C
解答参考：
5.表示金属材料弹性极限的符号是（）。
?
?
（A）?
?
b
?
?
（B）?
?
s
?
?
（C）?
?
?
?
?
（D）?
?
p
正确答案：
C
解答参考：
6.（）是金属的韧性指标。
?
?
（A）?
HB
?
?
（B）?
δ
?
?
（C）?
K1c
?
?
（D）?
E
正确答案：
C
解答参考：
7.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。
?
?
（A）?
弹性
?
?
（B）?
硬度
?
?
（C）?
塑性
?
?
（D）?
强度
正确答案：
D
解答参考：
8.（）属于密排六方结构。
?
?
（A）?
Fe
?
?
（B）?
Al
?
?
（C）?
Cu
?
?
（D）?
Zn
正确答案：
D
解答参考：
9.金属多晶体的晶粒越细，则其（）。
?
?
（A）?
强度越高，塑性越差
?
?
（B）?
强度越高，塑性越好
?
?
（C）?
强度越低，塑性越好
?
?
（D）?
强度越低，塑性越差
正确答案：
B
解答参考：
10.从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以（）温度为界限区分的。
?
?
（A）?
结晶
?
?
（B）?
再结晶
?
?
（C）?
同素异构转变
?
?
（D）?
25℃
正确答案：
B
解答参考：
11.钨在室温塑性变形后，与塑性变形前相比（）。
?
?
（A）?
硬度明显增高，塑性明显降低
?
?
（B）?
硬度明显降低，塑性明显增高
?
?
（C）?
硬度、塑性变化不明显
?
?
（D）?
硬度、塑性的变化趋势一致
正确答案：
A
解答参考：
12.
HCP金属与FCC金属在塑性上的的差别，主要是由于两者的（）。
?
?
（A）?
滑移系数目不同
?
?
（B）?
滑移方向不同
?
?
（C）?
滑移面不同
?
?
（D）?
晶胞形状不同
正确答案：
A
解答参考：
13.实际生产中，金属冷却时（）。
?
?
（A）?
理论结晶温度总是低于实际结晶温度
?
?
（B）?
理论结晶温度总是等于实际结晶温度
?
?
（C）?
理论结晶温度总是大于实际结晶温度
?
?
（D）?
实际结晶温度和理论结晶温度没有关系
正确答案：
C
解答参考：
14.金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度（）。
?
?
（A）?
越高
?
?
（B）?
越低
?
?
（C）?
越与冷却速度无关
?
?
（D）?
越趋于恒定
正确答案：
B
解答参考：
15.在金属结晶时，向液体金属中加入某种难熔杂质来有效细化金属的晶粒，以达到改善其机械性能的目的，这种细化晶粒的方法叫做（）。
?
?
（A）?
时效处理
?
?
（B）?
变质处理
?
?
（C）?
加工硬化
?
?
（D）?
调质
正确答案：
B
解答参考：
二、不定项选择题（有不定个选项正确，共10道小题）
16.退火低碳钢的拉伸曲线包括（）阶段。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
弹性变形
?
?
（B）?
?
回复
?
?
（C）?
屈服
?
?
（D）?
加工硬化
正确答案：
ACD
解答参考：
17.金属的塑性指标有（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
比例极限
?
?
（B）?
延伸率
?
?
（C）?
应力循环周次
?
?
（D）?
?
断面收缩率
正确答案：
BD
解答参考：
18.工程上常用（）表示材料的硬度。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
HRC
?
?
（B）?
?
HB
?
?
（C）?
Ak
?
?
（D）?
E
正确答案：
AB
解答参考：
19.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
间隙原子
?
?
（B）?
位错
?
?
（C）?
晶界
?
?
（D）?
空位
正确答案：
AD
解答参考：
20.在晶体缺陷中，属于面缺陷的有（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
间隙原子
?
?
（B）?
位错
?
?
（C）?
晶界
?
?
（D）?
相界
正确答案：
CD
解答参考：
21.金属变形的基本方式有（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
扩散
?
?
（B）?
滑移
?
?
（C）?
孪生
?
?
（D）?
形核
正确答案：
BC
解答参考：
22.变形金属再结晶后（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
形成柱状晶
?
?
（B）?
形成等轴晶
?
?
（C）?
强度升高
?
?
（D）?
塑性升高
正确答案：
BD
解答参考：
23.经冷变形后，金属（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
形成柱状晶
?
?
（B）?
形成纤维组织
?
?
（C）?
强度升高
?
?
（D）?
塑性升高
正确答案：
BC
解答参考：
24.提高液体金属的冷却速度，可使金属结晶（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
过冷度增加
?
?
（B）?
N/G增加
?
?
（C）?
N/G减小
?
?
（D）?
晶粒细化
正确答案：
ABD
解答参考：
25.下面措施中能获得细晶粒结构的有（）。
[不选全或者选错，不算完成]
?
?
（A）?
进行变质处理
?
?
（B）?
诱导晶核的快速长大
?
?
（C）?
振动
?
?
（D）?
提高液体金属的冷却速度
正确答案：
ACD
解答参考：
三、判断题（判断正误，共10道小题）
26.?
由弹性比功的公式：
ae=se2/2E，可通过冶金、冷变形和热处理等方式来降低材料的弹性模量E从而提高其弹性比功。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
27.?
材料断裂韧性（KIC）受到材料的成分和组织结构以及构件的裂纹尺寸和几何形状的影响。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
28.?
金属材料的冲击韧性与测试温度无关。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
29.?
金属晶体中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。
（）
正确答案：
说法正确
解答参考：
30.?
塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。
（）
正确答案：
说法正确
解答参考：
31.?
金属晶体中位错密度的增加，金属继续塑性变形的抗力增大，强度升高；因而，那些几乎完全没有位错等缺陷的、近乎理想的晶体材料强度很低。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
32.?
当金属进行冷塑性变形加工后，强度将会降低。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
33.?
热加工是在再结晶温度以上的加工方法，也会引起加工硬化。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
34.?
在实际金属的结晶过程中，自发形核比非自发形核更重要，往往起优先的主导的作用。
（）
正确答案：
说法正确
解答参考：
35.?
一般情况下，晶粒愈大，金属的强度、塑性愈好。
（）
正确答案：
说法错误
解答参考：
（注意：
若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
）
四、主观题（共20道小题）
36.?
请给出两种材料的分类方法，并说明如何加以分类？
参考答案：
答：
材料可按其化学键特点加以分类：
金属材料、无机非金属材料（陶瓷材料）、高分子材料、复合材料。
材料还可按其应用时性能特点加以分类：
结构材料、功能材料
37.?
根据退火的低碳钢的拉伸图，指出与下列力学性能指标相关的点与物理量：
（1）断面收缩率；
（2）抗拉强度；（3）比例极限；（4）刚度
参考答案：
38.?
分析HB和HRC实验方法的原理及适用性。
参考答案：
39.?
α-Fe、Al、Cu、Zn各属何种晶体结构？
试画出体心立方、面心立方和密排六方晶体中原子排列最密的晶面和晶向。
并算出其滑移系的个数。
参考答案：
40.?
在常温下，已知铜的原子直径为2.55×10-10m，求铜的晶格常数。
参考答案：
答：
常温下铜为fcc结构，原子直径2d=21/2a，a=3.61×10-10m
41.?
试分析体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系对金属塑性的影响。
参考答案：
答：
滑移系数目↑，材料塑性↑；滑移方向↑，材料塑性↑,（滑移方向的作用大于滑移面的作用）。
因此FCC和BCC的滑移系为12个，HCP为3个；FCC的滑移方向多于BCC。
金属塑性：
Cu（FCC）＞Fe（BCC）＞Zn（HCP）
42.?
再结晶晶粒大小和哪些因素有关。
参考答案：
答：
①温度：
T↑—D↑—↑晶界迁移—晶粒长大↑；
②预变形度：
预变形度＜临界变形度时，无明显影响
预变形度＝临界变形度时，再结晶将出现异常粗大晶粒
预变形度＞临界变形度时，预变形度↑—再结晶驱动力↑—再结晶形核率↑—晶粒尺寸↓，
当预变形度很大时，出现形变织构，再结晶将出现异常粗大晶粒。
43.?
未进行冷变形的金属加热时，能否发生回复和再结晶，为什么？
参考答案：
答：
未进行冷变形的金属加热时，不发生回复和再结晶。
因为回复和再结晶的驱动力是金属变形储存能（晶格畸变能），未进行冷变形的金属不存在再结晶的驱动力。
44.?
金属塑性变形后力学性能有哪些变化？
参考答案：
答：
①出现各向异性——当形成纤维组织（晶界取向排列）或形变织构（晶粒的位向出现择优取向）时。
②加工硬化（形变硬化）——随着变形度的增加，位错大量增殖→位错相互作用→位错运动阻力加大→变形抗力↑→其强度、硬度提高，塑性、韧性下降。
45.?
在热加工过程中，金属能否产生加工硬化？
试分析原因。
参考答案：
答：
在热加工过程中，金属塑性变形与金属动态再结晶过程同时进行，金属不产生加工硬化。
46.?
晶界对多晶体塑性变形有何影响？
为何细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好？
参考答案：
答：
晶界一方面是滑移的主要障碍；另一方面通过晶界自身变形→协调变形→以维持相邻晶粒变形保持连续；因此导致细晶强化。
晶粒小→晶界面积大→变形抗力大→强度大；晶粒小→单位体积晶粒多→变形分散→相邻晶粒不同滑移系相互协调；晶粒小→晶界多→不利于裂纹的传播→断裂前承受较大的塑性变形。
因此晶粒细化→强度、硬度提高，塑性、韧性提高；细晶粒钢强度高，塑性、韧性也好。
47.?
已知钨
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