工程材料习题.docx

工程材料习题.docx

《工程材料习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料习题.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

工程材料习题

第一部分《机械工程材料》学习要点及思考题

第一章金属材料的力学性能

一、选择题

1.表示金属材料屈服强度的符号是（B）。

 A.σe

 B.σs

 C.σb

 D.σ-1

2.表示金属材料弹性极限的符号是（A）。

 A.σe

 B.σs

 C.σb

 D.σ-1

3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（B）。

 A.HB

 B.HR

 C.HV

 D.HS

4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A）。

 A.强度

 B.硬度

 C.塑性

 D.弹性

二、填空

1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（断裂）的能力。

2.金属塑性的指标主要有（伸长率）和（收缩率）两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（抗拉强度）和（塑性变形）三个阶段。

4.常用测定硬度的方法有（布氏硬度）、（洛氏硬度）和维氏硬度测试法。

5.疲劳强度是表示材料经（无数次循环）作用而（不断裂）的最大应力值。

三、是非题

1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。

（√）

2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。

（√）

3.金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。

（x）

四、改正题

1.疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

2.渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。

3.受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。

4.衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。

5.冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。

1．一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kg的载荷，它的直径是多少？

2．有一钢棒在无塑性变形时所能承受的最大载荷11800kg，问它的强度是多少。

3．1根2米长的黄铜棒温度升高80℃，要使该棒有同样的伸长，问需要作用多少力？

4．一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定，因此不能发生收缩。

问当温度下降到9℃时，钢轨内产生的应力有多大？

5．零件设计时，选取σ0.2（σS）还是选取σb，应以什么情况为依据？

6．δ与ψ这两个指标，哪个能更准确地表达材料的塑性？

7．常用的测量硬度的方法有几种？

其应用范围如何？

8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。

哪种方法合理？

为什么？

9．举例说明机器设备选材中物理性能、化学性能、工艺性能的重要性。

第二章晶体结构与结晶

一、选择题

1.每个体心立方晶胞中包含有（）个原子。

  A.1

  B.2

  C.3

  D.4

2.每个面心立方晶胞中包含有（）个原子。

  A.1

  B.2

  C.3

  D.4

3.属于面心立方晶格的金属有（）。

  A.α-Fe,铜

  B.α-Fe,钒

  C.γ-Fe,铜

  D.γ-Fe,钒

4.属于体心立方晶格的金属有（）。

  A.α-Fe,铝

  B.α-Fe,铬

  C.γ-Fe,铝

  D.γ-Fe,铬

5.在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。

  A.间隙原子

  B.位错

  C.晶界

  D.缩孔   

二、是非题

1.非晶体具有各向异性。

（）

2.每个体心立方晶胞中实际包含有2个原子。

（）

3.每个面心立方晶胞中实际包含有2个原子。

（）

4.每个面心立方晶胞中实际包含有4个原子。

（）

5.每个体心立方晶胞中实际包含有4个原子。

（）

6.单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性。

（）

7.晶体具有各向同性。

（）

8.单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。

（）

1.物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。

2.金属结晶后晶体结构不再发生变化。

3.在金属的结晶中，随着过冷度的增大，晶核的形核率N和长大率G都增大，在N/G增大的情况下晶粒细化。

4.液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大，形核率和长大率都增大，故晶粒就粗大。

5.物质从液体状态转变为固体状态的过程称为凝固。

6.液态金属冷却到结晶温度时，液态金属中立即就有固态金属结晶出来。

三、填空题

1.一切固态物质可以分为（）与（）两大类。

2.晶体缺陷主要可分为（）,（）和面缺陷三类。

3.晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（）和（）。

4.每个面心立方晶胞在晶核中实际含有（）原子，致密度为（）。

5.面缺陷主要指的是（）和（）。

6.最常见的线缺陷有（）和（）。

7.每个体心立方晶胞在晶核中实际含有（）原子，致密度为（）。

8.随着过冷度的增大，晶核形核率N（ ）,长大率G（）。

9.细化晶粒的主要方法有（）和（）。

10.纯铁在1200℃时晶体结构为（），在800℃时晶体结构为（）。

四、改正题

1.体心立方晶格的致密度为84%。

2.面心立方晶格的致密度为78%。

3.密排六方晶格在晶格中实际仅包含的原子数量7个。

4.把在实际晶体中出现的刃型位错和螺型位错的缺陷叫做面缺陷。

5.把在实际晶体中出现的空位和间隙原子的缺陷叫做线缺陷。

6.面心立方晶胞在晶格中实际仅包含的原子数量是5个。

7.金属的同素异构转变同样是通过金属原子的重新排列来完成的，故称其为再结晶。

8.物质从液态转变为固态的过程称为结晶。

五、简答题

1.晶体物质具有哪些特点？

1.影响金属结晶过程的主要因素是什么？

2.何谓金属的同素异构转变？

并以纯铁来说明。

3.试述晶粒大小对其机械性能有何影响 ？

第三章金属的塑性变形与再结晶

一、填空

1．金属材料经压力加工变形后，不仅改变了———————，而且改变了——————。

2．弹性变形的本质是外力克服———————，使原子间距发生发生改变。

3．多晶体内晶界对塑性变形有较大的——作用，这是因为晶界处原子排列比较——，阻碍了——的移动，所以晶界越多，多晶体的————越大。

4．实践证明，再结晶温度与金属变形的程度有关，金属的变形程度越大，再结晶温度越——。

5.从金属学观点来说，凡在————温度以下进行的加工称为—————在—————温度以上进行的加工称为

————。

二、判断

1．一般来说，晶体内滑移面和滑移方向越多，则金属的塑性越好。

（）

2．实际上滑移是借助于位错的移动来实现的，故晶界处滑移阻力最小。

（）

3．塑性变形只改变金属的力学性能。

（）

4．回复时，金属的显微组织没有明显变化。

（）

5．金属铸件可以用再结晶退火来细化晶粒。

（）

6．为保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。

（）

7．在高温状态下进行的变形加工称加工（）

8．热加工过程实际上是加工硬化和再结晶这两个过程的交替进行。

（）

三、选择

1．钨的再结晶温度为1200℃，对钨来说在1100℃的高温下进行的加工属于（）

A．冷加工B.热加工

2．冷热加工的区别在于加工后是否存在（）

A．加工硬化B.晶格改变C.纤维组织

3．钢在热加工后形成纤维组织，使钢的性能发生变化，即沿纤维的方向具有较高的（）沿垂直于纤维的方向具有较高的（）。

A．抗拉强度B.抗弯强度C.抗剪强度

四、简述

1．为什么晶粒越细，金属的强度越高，塑性，韧性就越好？

1．什么是加工硬化现象？

试举生产或生活中的实例来说明加工硬化现象的利弊。

2．什么是再结晶退火？

再结晶退火的温度与再结晶温度有何关系？

3．热加工对金属的组织和性能有何影响？

第四章二元合金

1．二元相图有那些最基本的类型？

何为匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变。

2．何为“杠杆定律”？

“杠杆定律”的应用范围及用途。

3．简述枝晶偏析形成过程和消除方法。

4．何谓相组成物和组织组成物？

请举例说明之。

5．一个二元共晶反应如下：

L（WB=75%）α（WB=15%）+β（WB=95%）

（1）WB=50%的合金完全凝固时初晶α与共晶（α+β）的重量百分数，以及共晶体中α相与β相的重量百分数；

（2）若已知显微组织中β初晶与（α+β）共晶各占一半，求该合金的成分。

6．铁碳合金有哪些基本相？

从组织反应的角度看，纯铁、钢、铸铁有何区别？

7．纯铁的三个同素异构体是什么？

晶体结构如何？

第五章铁碳合金

一、选择题

1.铁素体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。

  A．α-Fe

  B．γ-Fe

  C．δ-Fe

  D．β-Fe

2.奥氏体是碳溶解在（）中所形成的间隙固溶体。

  A．α-Fe

  B．γ-Fe

  C．δ-Fe

  D．β-Fe

3.渗碳体是一种（）。

  A．稳定化合物

  B．不稳定化合物

  C．介稳定化合物

  D．易转变化合物

4.在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（）。

  A．2％

  B．2.06％

  C．2.11％

  D．2.2％

5.莱氏体是一种（）。

  A．固溶体

  B．金属化合物

  C．机械混合物

  D．单相组织金属

6.在Fe-Fe3C相图中，ES线也称为（）。

  A．共晶线

  B．共析线

  C．A3线

  D．Acm线

7.在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为（）。

  A．共晶线

  B．共析线

  C．A3线

  D．Acm线

8.在Fe-Fe3C相图中，共析线也称为（）。

  A．A1线

  B．ECF线

  C．Acm线

  D．PSK线

9.珠光体是一种（）。

  A．固溶体

  B．金属化合物

  C．机械混合物

  D．单相组织金属

10.在铁－碳合金中，当含碳量超过（）以后，钢的硬度虽然在继续增加，但强度却在明显下降。

  A．0.8％

  B．0.9％

  C．1.0％

  D．1.1％

11.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（）。

  A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区

  B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区

  C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区

  D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区

12.优质钢的含硫量应控制在下列（）范围内。

  A．0.06％～0.05％

  B．0.05％～0.035％

  C．0.035％～0.02％

  D．0.02％～0.015％

13.优质钢的含磷量应控制在下列（）范围内。

  A．0.055％～0.045％

  B．0.045％～0.035％

  C．0.035％～0.03％

  D．0.03％～0.02％

14.在Fe-Fe3C相图中，PSK线也称为（）。

  A．共晶线

  B．共析线

  C．A3线

  D．Acm线

15.Fe-Fe3C相图中，共析线的温度为（）。

  A．724℃

  B．725℃

  C．726℃

  D．727℃

16.在铁碳合金中，共析钢的含碳量为（）。

  A．0.67％

  B．0.77％

  C．0.8％

  D．0.87％

17．08F钢中的平均含碳量为（）

A．0．08%B.0.8%C.8%

18．普通、优质和高级优质钢是按钢的（）进行划分。

A．力学性能的高低B.S，P含量的多少C.Mn,Si含量的多少

19．在下列牌号中属于优质碳素结构钢的有（）

A．T8AB.08FC.Q235—A·F

20．在下列牌号中属于工具钢的有（）

A．20B.65MnC.T10A

21．选择制造下列零件的材料：

冷冲压件（）；齿轮（）；小弹簧（）。

A．08FB.45C.65Mn

22．选择制造下列工具所采用的材料：

錾子（）；锉刀（）；手工锯条（）。

A．T8B.T10C.T12

二、是非题

1.铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的置换固溶体。

2.铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。

3.钢中的含硫量增加，其钢的热脆性增加。

4.钢中的含磷量增加，其钢的热脆性增加。

5.渗碳体是一种不稳定化合物，容易分解成铁和石墨。

6.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。

7.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A3线。

8.PSK线叫共析线，通称Acm线。

9.PSK线叫共析线，通称A3线。

10.过共析钢结晶的过程是：

L—L+A—A—A+Fe3CⅡ--P+Fe3CⅡ。

11.铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的间隙固溶体。

12.奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。

13.ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称Acm线。

14.ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。

15.奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的置换固溶体。

16.在Fe-Fe3C相图中的ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通常称为A3线。

17.共析钢结晶的过程是：

L—L+A—A—P。

18.在Fe-Fe3C相图中的ES线是表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称Acm线。

19.GS线表示由奥氏体冷却时析出铁素体的开始线，通称A1线。

20.亚共析钢结晶的过程是：

L—L+A—A—F+A--F+P。

21.钢中的含磷量增加，其钢的冷脆性增加。

1.在Fe-Fe3C相图中,GS斜线表示由奥氏体析出二次渗碳体的开始线，称为A3线。

2.在铁碳合金相图中，PSK线是一条水平线（727℃），该线叫共晶线，通称A1线。

3.优质碳素结构钢的牌号用两位数字来表示，如45钢，该数字表示钢的1/10最低抗拉强度值。

4.过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。

5.亚共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体，二次渗碳体和莱氏体组成。

6.在亚共析钢平衡组织中，随含碳量的增加，则珠光体量增加，而二次渗碳体量在减少。

7.过共晶白口铁缓冷到室温时，其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。

8.在铁碳合金相图中，钢的部分随含碳量的增加，内部组织发生变化，则其塑性和韧性指标随之提高。

9.在铁碳合金相图中，奥氏体在1148℃时，溶碳能力可达4.3%。

10.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体，其溶碳能力在727℃时为0.0218%。

11.在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达2.11%。

12.在过共析钢中含碳量越多，则其组织中的珠光体量减少，而铁素体量在增多。

13.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体，其溶碳能力在727℃时为0.77%。

14.亚共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。

15.珠光体是由奥氏体和渗碳体所形成的机械混合物，其平均含碳量为0.77%。

16.在铁碳合金相图中，ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，通称A1线。

17.碳素工具钢的牌号，如T8，T12，该数字表示钢的最低冲击韧性值。

18.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时，其平衡组织为莱氏体。

三、填空题

1．合金是一种（）与（）或（）通过熔炼或其他方法结合而成的具有（）的物质。

2．合金中成分、结构及性能相同的组成部分称为（）。

3．根据合金中各组元之间的相互作用不同，合金的组织可分为（）、（）和（）三种类型。

4．根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同，固熔体可分为（）和（）两种。

5．合金组元之间发生（）而形成的一种具有（）的物质称为金属化合物。

其性能特点是（）高，（）高，（）大。

6．铁碳合金的基本组织有五种，它们是（）、（）、（）、（）（）。

7．铁碳合金的基本相是（）、（）和（）。

8．在铁碳合金基本组织中属于固溶体的有（）和（）。

9．碳在奥氏体中溶解度随温度的不同而变化，在1148℃时碳的溶解度可达（）在727℃时碳的溶解度为（）。

10．铁碳合金相图是表示在缓慢冷却或加热条件下，不同（）的铁碳合金的（）或（）随（）变化的图形。

11．分别填出下列铁碳合金组织的符号：

奥氏体（），铁素体（），渗碳体（），珠光体（），高温莱氏体（），低温莱氏体（）。

。

12．含碳量（）的铁碳合金称为钢。

根据室温组织不同，钢又分为三类：

（）钢，其室温组织为（）和（）钢，其室温组织为（）钢，其室温组织为（）和（）。

13.铁素体的性能特点是具有良好的（）和（）而（）和（）很低.

14.共析钢冷却到S点时,会发生共析转变,从奥氏体中同时析出（）和（）的混合物,称为（）。

15..莱氏体是（）和（）的混合物.当温度低于727℃时,莱氏体中的（）转变为（）,所以室温下的莱氏体是由（）和（）组成,又称为（）。

16.珠光体是（）和（）混合在一起形成的机械混合物。

17.碳溶解在（）中所形成的（）称为铁素体。

18.在Fe-Fe3C相图中，共晶点的含碳量为（），共析点的含碳量为（）。

19低温莱氏体是（）和（）组成的机械混合物。

20.高温莱氏体是（）和（）组成的机械混合物。

21.铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，即（），（）和心部等轴晶粒区。

22.在Fe-Fe3C相图中，共晶转变温度是（），共析转变温度是（）。

四、简答题

1.铁碳合金中基本相有哪几相？

其机械性能如何？

2.铁碳合金中基本组织是哪些？

并指出哪个是单相组织、哪个是双相混合组织。

3.试分析含碳量为1.2%铁碳合金从液体冷却到室温时的结晶过程。

4.二块钢样，退火后经显微组织分析，其组织组成物的相对含量如下：

第一块：

珠光体占40%，铁素体60%。

第二块：

珠光体占95%，二次渗碳体占5%。

试问它们的含碳量约为多少？

（铁素体含碳量可思略不计）

5.说明碳钢中含碳变化对机械性能的影响。

6.写出铁碳相图上共晶和共析反应式及反应产物的名称。

7.在Fe—Fe3C相图上空白处填写上组织。

8.简述Fe—Fe3C相图应用是在哪些方面？

9.试分析含碳量为0.6%。

铁碳含金从液态冷却到室温时的结晶过程。

10.分析铸锭结晶后可形成三个不同晶粒区的成因。

11.钢中常存的杂质元素对钢的机械性能有何影响？

12.结合Fe-Fe3C相图指出A1、A3和Acm代表哪个线段，并说明该线段表示的意思。

第六章钢的热处理

一、选择题

1.钢的低温回火的温度为（）。

 A．400℃

 B．350℃

 C．300℃

 D．250℃

2.可逆回火脆性的温度范围是（）。

 A．150℃～200℃

 B．250℃～400℃

 C．400℃～550℃

 D．550℃～650℃

3.不可逆回火脆性的温度范围是（）。

 A．150℃～200℃

 B．250℃～400℃

 C．400℃～550℃

 D．550℃～650℃

4.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得（）。

 A．均匀的基体组织

 B．均匀的A体组织

 C．均匀的P体组织

 D．均匀的M体组织

5.钢的高温回火的温度为（）。

 A．500℃

 B．450℃

 C．400℃

 D．350℃

6.钢的中温回火的温度为（）。

 A．350℃

 B．300℃

 C．250℃

 D．200℃

7.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。

 A．随炉冷却

 B．在风中冷却

 C．在空气中冷却

 D．在水中冷却

8.正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。

 A．随炉冷却

 B．在油中冷却

 C．在空气中冷却

 D．在水中冷却

9.完全退火主要用于（）。

 A．亚共析钢

 B．共析钢

 C．过共析钢

 D．所有钢种

10.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是（）。

 A．P

 B．S

 C．B

 D．M

11.退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（）。

 A．随炉冷却

 B．在油中冷却

 C．在空气中冷却

 D．在水中冷却

二、是非题

1.完全退火是将工件加热到Acm以上30～50℃，保温一定的时间后，随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。

2.合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性。

3.渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层，然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。

4.马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关，而与冷却速度无关。

三、填空题

1.共析钢中奥氏体的形成过程是：

（），（），残余Fe3C溶解，奥氏体均匀化。

2.氰化处理是将（），（）同时渗入工件表面的一种化学热处理方法。

3.化学热处理的基本过程，均由以下三个阶段组成，即（），（），活性原子继续向工件内部扩散。

4.马氏体是碳在（）中的（）组织。

5.在钢的热处理中，奥氏体的形成过程是由（）和（）两个基本过程来完成的。

6.钢的中温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。

7.共析钢中奥氏体的形成过程是：

奥氏体形核，奥氏体长大，（），（）。

8.钢的低温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。

9.在钢的回火时，随着回火温度的升高，淬火钢的组织转变可以归纳为以下四个阶段：

马氏体的分解，残余奥氏体的转变，（），（）。

10.钢的高温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。

11.根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下等温转变所获得的组织产物是（）和贝氏体型组织。

12.常见钢的退火种类有：

完全退火，（）和（）。

13.根据共析钢的C曲线，过冷奥氏体在A1线以下转变的产物类型有（），（）和马氏体型组织。

14.材料在一定的淬火剂中能被淬透的（）越大，表示（）越好。

15.化学热处理的基本过程，均有以下三个阶段组成，即（），活性原子被工件表面吸收，（）。

四、改正题

1.临界冷却速度是指过冷奥氏体向马氏体转变的最快的冷却速度。

2.弹簧经淬火和中温回火后的组织是回火索氏体。

3.低碳钢和某些低碳合金钢，经球化退火后能适当提高硬度，改善切削加工。

4.完全退火主要应用于过共析钢。

5.去应力退火是将工件加热到Ac3线以上，保温后缓慢地冷却下来地热处理工艺。

6.减低硬度的球化退火主要适用于亚共析钢。

7.在生产中，习惯把淬火和高温回火相结合的热处理方法称为预备热处理。

8.除钴之外，其它合金元素溶于奥氏体后，均能增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线左移。

9.马氏体硬度主要取决于马氏体中的合