工程材料第四版习题与辅导答案.docx

1、工程材料第四版习题与辅导答案工程材料(第四版)习题与辅导答案工程材料习题与辅导答案 一、填空 1、屈服强度是表示金属材料抵抗 微量塑性 变形的能力。3、Fe的晶格类型为 体心立方晶格 。4、Fe的晶格类型为 面心立方晶格 。5、随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度_升高_。 6、金属的结晶包括形核和 长大 两个基本过程。 7、金属的实际结晶温度_低于_其理论结晶温度，这种想象称为过冷。 8、理论结晶温度与实际结晶温度之差T称为_过冷度_。 9、金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越_细小_。 10、铁素体的力学性能特点是 塑性、韧性好 。 11、渗碳体的力学性能特点是 硬度高、脆性大

2、。 12、碳溶解在_-Fe_中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。 13、碳溶解在_-Fe_中所形成的间隙固溶体称为铁素体。 14、珠光体的本质是 铁素体和渗碳体 的机械混合物。 15、共析钢的室温平衡组织为 P 。 共析钢的退火组织为 P 。 16、亚共析钢的含碳量越高，其室温平衡组织中的珠光体量 越多 。 17、在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性 下降 。 19、在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而 增加 。 20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中，和K值最高的是 20 钢。 21、共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度_

3、。 22、共析钢过冷奥氏体在温度区间等温转变的产物是 珠光体(或P) 。 23、共析钢过冷奥氏体在680600温度区间等温转变的产物是 索氏体 。 24、共析钢过冷奥氏体在温度区间等温转变的产物是 托氏体(或极细珠光体)。 25、共析钢过冷奥氏体在550350温度区间等温转变的产物是 B上 。 26、共析钢过冷奥氏体在温度区间等温转变的产物是 下贝氏体(或B下) 。 27、亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3 + 3050 。 28、过共析钢的正常淬火温度范围是 Ac1 + 3050 。 29.钢经_等温_淬火可获得下贝氏体组织，使钢具有良好的_强度和韧性_性能。 30、淬火钢的回火温度越高，

4、钢的抗拉强度和硬度越 低 。 31、淬火+高温回火称 调质 处理。 32、为改善钢的耐磨性能，常采用的热处理方法为：淬火 + 低温 回火。 33、为使钢获得高的硬度，应进行淬火加 低温 回火。P95 34、为使钢获得理想的综合机械性能，应进行淬火+ 高温 回火。 34、为使钢获得理想的弹性，应进行淬火 + 中温 回火。 36、钢的淬硬性随着C%的增加而 增加 。 37、淬火钢在某些温度范围内回火时，韧性不仅没有提高，反而显著下降的现象称为 回火脆性。 38、根据钢的热处理原理可知，凡使C曲线_右_移的因素，都提高钢的淬透性。 39、普通碳钢中淬透性最好的是含碳量为 %或共析钢 的碳钢。 40、

5、金属材料经塑性变形后，强度、硬度升高，而塑性下降的现象称为 加工硬化 。 45、60钢牌号中“60”的含义是 钢的含碳量为% 。 46、40Cr钢牌号中“40”的含义是 钢的含碳量为% 。 47、38CrMoAlA中碳的平均含量为 % 。 42CrMo中碳的平均含量为 % 。 48、为使45钢获得良好的强韧性，应采用的热处理是 调质 。 49、弹簧钢淬火后采用中温回火，可以得到回火_屈氏体_组织。 50、GCr15中碳的平均含量约为 1% 。 51、GCr15中铬的平均含量约为 % 。 52、滚动轴承钢GCr9中碳的铬含量约为 %左右 。 53、T8中碳的平均含量约为 % 。 54、为了改善碳

6、素工具钢的切削加工性能，通常采用的预备热处理是 球化退火 。 55、T10钢锉刀，通常采用的最终热处理为淬火+ 低温 回火 57、1Cr13中铬的平均含量约为 13% 。 58、3Cr13钢牌号中“3”的含义是 钢的含碳量为%。 59、钢的耐热性是指钢在高温下兼有抗氧化性与 高温强度 的综合性能。 60、HT200中“200”表示铸铁的 最低抗拉强度为200MPa 。 61、QT6003牌号中“3”的含义是 最小延伸率为3% 。 62、KTZ70002牌号中，“700”的含义是 最低抗拉强度为700MPa 。 63、KTZ70002牌号中，“KTZ”的含义是 珠光体可锻铸铁 。 64、黄铜是铜

7、和 锌 组成的合金。 二、选择题(单选) 1、下列力学性能指标中，对组织不敏感的是 A. 硬度 B.刚度 C.塑性 D. 抗拉强度 2、金属材料抵抗塑性变形的能力主要取决于材料的 A.冲击韧性 B. 弹性C. 塑性 D.强度 3、现有一碳钢支架刚性不足，可有效解决此问题的方法是 A.改用合金钢 B.改用另一种碳钢 C.进行热处理改性 D.改变该支架的截面与结构形状尺寸。 4、在金属材料的力学性能指标中，“200HBW”是指( A ) A.硬度 B. 弹性 C. 强度 D.塑性 5、常见金属铜室温下的晶格结构类型 A.与Zn相同 B. 与-Fe相同C.与-Fe相同 D. 与-Fe相同 6、金属锌

8、室温下的晶格类型为 A. 体心立方晶格 B. 面心立方晶格 C.体心六方晶格D.密排六方晶格 7、间隙固溶体与间隙化合物的 A.结构相同、性能不同 B.结构不同、性能相同C.结构和性能都相同D.结构和性能都不相同 8、固溶强化的基本原因是 A.晶格类型发生变化 B.晶粒变细C.晶格发生滑移D.晶格发生畸变9、固溶体和它的纯金属组元相比 A.强度高，塑性也高些B.强度高，但塑性低些 C.强度低，塑性也低些D.强度低，但塑性高些 10、间隙相的性能特点是 A. 硬度高、熔点低 B. 熔点高、硬度低 C.硬度高、熔点高 D.硬度低、熔点低 11、间隙相与间隙化合物的 A.结构相同，性能不同 B.结构

9、不同，性能相同 C.结构和性能都相同D.结构和性能都不相同 12、实际晶体的线缺陷表现为 A.晶界B.位错 C. 空位和间隙原子 D.亚晶界 13、晶体中的间隙原子属于 A. 面缺陷 B.体缺陷 C.线缺陷 D. 点缺陷 14、晶体中的位错属于 A.体缺陷 B.点缺陷 C.线缺陷 D.面缺陷 15、晶界、亚晶界是实际晶体材料晶体缺陷中的 A.面缺陷 B.体缺陷 C.线缺陷 D.点缺陷 16、过冷度是金属结晶的驱动力，它的大小主要取决于 A.化学成分 B. 冷却速度 C.晶体结构 D. 加热温度 17、同素异构转变伴随着体积的变化，其主要原因是A. 晶粒度发生变化 B. 过冷度发生变化 C. 晶

10、粒长大速度发生变化 D. 致密度发生变化 18、利用杠杆定律可以计算合金中相的相对质量，杠杆定律适用于 A. 单相区 B. 两相区C. 三相区 D. 所有相区 19、共晶反应是指 A. 液相 固相1 + 固相2B. 固相 固相1 + 固相2C. 从一个固相内析出另一个固相D. 从一个液相内析出另一个固相 20、共析成分的合金在共析反应刚结束时，其相组分为A. B.+ C. + D.+ 21、具有匀晶型相图的单相固溶体合金 A. 铸造性能好 B. 焊接性能好C. 锻造性能好 D. 热处理性能好 22、在912以下具有体心立方晶格的铁称为 A. FeB. Fe C. Fe D. Fe 23、具有面

11、心立方晶格的铁称为 A.Fe B.FeC. Fe D.Fe 25、下列组织中，硬度最高的是 A.铁素体B.渗碳体C.珠光体D.奥氏体 26、铁素体的力学性能特点是 A.强度高，塑性好，硬度高B.强度低，塑性差，硬度低C.强度高，塑性好，硬度低 D.强度低，塑性好，硬度低 27、碳在铁素体中的最大溶解度为 % B. % C. % 28、碳在奥氏体中的最大溶解度为 A. % B. % % 29、奥氏体是 在?Fe中的间隙固溶体在?Fe中的间隙固溶体 在?Fe中的无限固溶体在?Fe中的无限固溶体 30、渗碳体的力学性能特点是A.硬而韧B.硬而脆C.软而韧D.软而脆 31、下列组织中，硬度最高的是 A

12、. 渗碳体B. 珠光体 C.铁素体D.奥氏体 32、铁碳合金中，共晶转变的产物称为。 A. 铁素体B.珠光体C. 奥氏体 D.莱氏体 33、共析反应是指 A.液相 固相1 + 固相2B.固相 固相1 + 固相2C.从一个固相内析出另一个固相D.从一个液相内析出另一个固相 34、一次渗碳体是从 A. 奥氏体中析出的B.铁素体中析出的 C. 珠光体中析出的 D. 钢液中析出的 35、二次渗碳体是从 A. 铁素体中析出的 B. 钢液中析出的 C.奥氏体中析出的D.珠光体中析出的 36、珠光体是一种 A.两相混合物B. 单相固溶体与C的化合物 D.金属间化合物 37、亚共析钢的含碳量越高，其平衡组织中

13、的珠光体量。 A.越多B.越少 C.不变 D.无规律 38、下列材料中，平衡状态下强度最高的是 B. Q195 C. 45平衡状态下抗拉强度最高的材料是 39、下列碳钢在平衡状态下，硬度最高的材料是 平衡状态下硬度最高的材料是 40、下列碳钢在平衡状态下，硬度最低的材料是 钢平衡状态下硬度最低的材料是 41、下列碳钢在平衡状态下，塑性最差的材料是 A. 25C. T9 D. 65 平衡状态下塑性最差的材料是 A. 60 D. 20 42、下列碳钢在平衡状态下，塑性最好的材料是 下列材料中，平衡状态下塑性最好的材料是。 43、平衡状态下冲击韧性最好的材料是 C. T10D. 45 44、下列碳钢

14、在平衡状态下，韧性最差的材料是 下列碳钢在平衡状态下，韧性最差的材料是 45、下列材料中，平衡状态下冲击韧性最差的材料是下列材料中，平衡状态下冲击韧性最低的是。 钢 46、共析钢奥氏体化后，在A1680范围内等温，其转变产物是。 A. 上贝氏体 B.屈氏体C. 索氏体D.珠光体 当共析碳钢过冷奥氏体的转变产物为珠光体型组织，则其等温温度范围内为( A )。550350MsD.低于Ms 47、珠光体的转变温度越低，则。 A.珠光体片越细，硬度越高B.珠光体片越细，硬度越低C.珠光体片越粗，硬度越高D.珠光体片越粗，硬度越低 47、共析钢的过冷奥氏体在550350温度区间等温转变时，所形成的组织是

15、 A. 下贝氏体B. 索氏体 C.上贝氏体 D.珠光体 48、共析钢的过冷奥氏体在300左右等温转变时，所形成的组织是。 A. 上贝氏体B.下贝氏体 C. 索氏体D.珠光体 49、上贝氏体和下贝氏体的力学性能相比较。 A.上贝氏体的强度和韧性高B.下贝氏体的强度和韧性高C.两者都具有高的强度和韧性D.两者都具有低的强度和韧性 50、生产中采用等温淬火是为了获得。 A.马氏体组织B.珠光体组织 C.下贝氏体组织D.上贝氏体组织 51、马氏体的硬度取决于。 A. 奥氏体的晶粒度B. 淬火冷却速度C.合金元素的含量 D.马氏体的含碳量 52、影响碳钢淬火后残余奥氏体量的主要因素是。 A.钢中碳化物的

16、含量 B.钢中铁素体的含量C.钢材本身的含碳量 D.钢中奥氏体的含碳量 53、亚共析钢常用的退火方法是。 A. 完全退火 B. 球化退火C.等温退火D.均匀化退火 54、为使高碳钢便于机械加工，常预先进行。 A.淬火B.正火 C.球化退火D.回火 为改善过共析钢的切削加工性，应采用( C ) A.完全退火B.去应力退火C.球化退火D.均匀化退火 55、精密零件为了提高尺寸稳定性，在冷加工后应进行。 A.再结晶退火 B.完全退火C.均匀化退火D.去应力退火 56、将碳钢缓慢加热到500600，保温一段时间，然后缓冷的工艺叫( A ) A. 去应力退火B. 完全退火C. 球化退火D.等温退火 57

17、、对硬度在160HBS以下的低碳钢、低合金钢，为改善其切削加工性能，应采用的热处理 工艺是 A. 调质 B.渗碳 C. 球化退火D.正火 为了改善低碳钢的切削加工性能，通常采用的预备热处理是 58、35钢锻坯切削加工前，应进行的预备热处理是。 A.去应力退火B.正火C.球化退火D.淬火 59、为消除过共析钢中的网状渗碳体，应采用的热处理工艺是 A. 调质 B.正火 C. 球化退火 D.渗碳 A. 去应力退火B. 完全退火C. 球化退火D.正火 60、为消除碳素工具钢中的网状渗碳体而进行正火，其加热温度是。(5070)(5070)(5070) (5070) 61、过共析钢正常的淬火加热温度是。

18、+3070+3070 +3070 70 62、钢的回火处理是在 A.退火后进行 B.正火后进行 C.淬火后进行D.淬火前进行 63、淬火+高温回火的组织是 A. 回火马氏体B.回火屈氏体C.回火索氏体D. 珠光体 钢经调质处理后获得的组织是 A.回火马氏体B. 珠光体 C.回火索氏体D. 回火屈氏体 钢经调质处理后获得的组织是( C ) A.回火马氏体B.回火屈氏体C.回火索氏体D.下贝氏体 64、淬火钢在 回火时，可达到最高值的机械性能是 A. 抗拉强度B. 弹性极限 C. 屈服强度 D. 塑性 65、淬火钢回火时，随着回火温度的升高。 A.强度和硬度升高，塑性和韧性升高B.强度和硬度升高，

19、塑性和韧性降低C.强度和硬度降低，塑性和韧性升高D.强度和硬度降低，塑性和韧性降低 66、钢的淬硬性主要取决于 A.碳含量B. 合金元素 C. 冷却介质D.杂质元素 67、钢的淬透性主要决定于。 A.含碳量 B.合金元素C.冷却速度 D.尺寸大小 69、多晶体的晶粒越细，则其。 A.强度越高，塑性越好 B.强度越高，塑性越差 C.强度越低，塑性越好 D.强度越低，塑性越差70、冷塑性变形使金属。 A.强度增大，塑性减小B.强度减小，塑性增大C.强度增大，塑性增大D.强度减小，塑性减小 71、加工硬化现象的最主要原因是。 A.晶粒破碎细化B.位错密度增加C.晶粒择优取向D.形成纤维组织 72、某

20、厂用冷拉钢丝绳吊运出炉热处理工件去淬火，钢丝绳承载能力远超过工件的重量，但在工件吊运过程中，钢丝绳发生断裂，其断裂原因是于钢丝绳。A. 产生加工硬化B. 超载 C.形成带状组织 D.发生再结晶 74、冷变形金属再结晶后 A.形成柱状晶，强度升高；B.形成柱状晶，塑性下降； C.形成等轴晶，强度增大；D.形成等轴晶，塑性增大； 75、为消除金属在冷变形后的加工硬化现象，需进行的热处理为。 A. 扩散退火B.球化退火C.再结晶退火D. 完全退火 76、为改善冷变形金属塑性变形的能力，可采用。 A.低温退火B.再结晶退火 C.二次再结晶退火D.变质处理 77、从金属学的观点来看，冷加工和热加工的温度

21、界限区分是( B )A. 相变温度B.再结晶温度 C. 结晶温度 79、20CrMnTi钢锻坯切削加工之前应进行的预备热处理是 A. 球化退火B.调质 C. 完全退火 D.正火 82、60Si2Mn钢制造板簧时。其最终热处理为。 A. 淬火+中温回火 B. 调质 C.正火 D.淬火+低温回火 83、GCr15轴承钢, 通常采用的最终热处理为 A. 调质B. 去应力退火C.淬火+低温回火 D.淬火+中温回火 84、T10钢锻坯切削加工前，应进行的预备热处理是。 A.去应力退火B. 完全退火C.球化退火 D. 再结晶退火 85、T8钢的最终热处理是( B )。 A.球化退火 B.淬火+低温回火C.

22、调质D.渗碳 工具钢的最终热处理是( B ) A.球化退火B.淬火+低温回火C.调质D.渗碳 86、制造手用丝锥，常选用的材料是 A. 20CrB. 60 87、为了改善高速钢铸态组织中的碳化物不均匀性，应进行。 A.完全退火 B.正火C.球化退火D.锻造加工 88、制造热锻模，常采用的材料是。 A. W18Cr4VB. GCr1591、量具的最终热处理一般为 A.淬火B.淬火+高温回火C.中温淬火D.淬火+低温回火 37、制造92、4Cr13钢制医疗手术刀，要求较高的硬度，最终热处理应为 A.淬火+低温回火B.调质C.氮化D.渗碳 93、灰口铸铁与钢相比较，机械性能相近的是。 A.冲击韧性

23、B.塑性 C.抗压强度 D.抗拉强度 94、制造承受低载荷的支架，应选用的材料是 C. QT6003D. HT100 95.关于球墨铸铁，下列叙述中错误的是。 A.可以进行调质，以提高机械性能 B.抗拉强度可优于灰口铸铁C.塑性较灰口铸铁差D.铸造性能不及灰口铸铁 96.在下列铸造合金中，适宜制造大型曲轴的是。 A.灰口铸铁B.白口铸铁 C.球墨铸铁D.可锻铸铁 97、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是。 A.片状的 B.球状的C.蠕虫状的D.团絮状的 98、汽车变速箱齿轮常选用的材料是 A. GCr15 C. 45三、简答题 1、金属晶体的常见晶格有哪三种？-Fe、-Fe各是什么晶格？ 体

24、心、面心、密排六方-Fe：体心立方结构-Fe：面心立方结构 2、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 溶质原子使固溶体的强度和硬度升高的现象称固溶强化。 固溶强化的原因是晶格畸变。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形更加困难，提高了金属的强度和硬度。 3、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？ 实际金属晶体中存在点缺陷、线缺陷、面缺陷三类晶体缺陷。 点缺陷造成晶格畸变，使材料强度增加。 位错密度增加，材料强度增加。 晶界越多，晶粒越细，金属强度越高，同时塑性越好。 4、FeC合金中基本相有哪些？基本组织有哪些？ 基本相：铁素体、渗碳体、奥氏体 基本组织：铁素体、渗

25、碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体 5、简述钢的硬度、强度、塑性、韧性与含碳量的关系。 随着钢中含碳量的增加，塑性、韧性下降，硬度增加。当含碳量小于时，含碳量增加，钢的强度增加。而当含碳量大于时，渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在，使得强度随之下降。 6、M有何特征？它的硬度取决于什么因素？低碳M有何特征？ M是碳在-Fe中的过饱和固溶体。 它的硬度主要取决于M的含碳量，含碳越高，M的强度、硬度越高。 低碳M是板条状M，它具有良好的塑性和韧性，较高的断裂韧度和较低的韧脆转变温度。 7、进行退火处理的目的是什么？ (1)降低钢的硬度以便于进行切削加工； (2)消除残余应力，以稳定钢件尺寸，并防止其

26、变形和开裂； (3)使化学成分均匀，细化晶粒，改善组织，提高钢的力学性能。 (4)改善组织，为最终热处理作好组织准备 8、淬火钢中的残余奥氏体对工件性能有何影响？如何防止？ 残余奥氏体降低钢的硬度和耐磨性；工件使用过程中，于残余奥氏体发生转变，使工件尺寸发生变化，从而降低工件的尺寸精度。 将淬火工件冷却到室温后，随即放到零下温度的冷却介质中冷却，即进行冷处理； 回火处理。 9、为什么亚共析钢经正火后，可获得比退火高的强度和硬度。 亚共析钢退火后的组织为大量的F+少量P，而亚共析钢经正火后的组织是数量较多且细小的珠光体组织。于珠光体的强度和硬度比铁素体高，因此亚共析钢正火后可获得比退火 高的强度

27、和硬度。 10、亚共析钢、过共析钢正火加热温度范围是什么？低碳钢切削加工前和高碳钢球化退火前正火的目的是什么？ 亚共析钢正火加热温度：Ac3+5070。 过共析钢正火加热温度：Accm+5070。 低碳钢切削加工前正火目的：增加珠光体含量，使钢的硬度提高，便于切削加工。 高碳钢球化退火前正火目的：消除过共析钢中的网状二次渗碳体。 11、亚共析钢的淬火加热温度是什么？加热温度过高或过低会产生哪些问题？ 加热温度为AC3+ 加热温度过高：A晶粒粗化，使淬火后M组织粗大；且氧化脱碳严重。 加热温度过低：淬火组织中将有F，使淬火硬度下降。 12、共析钢淬火加热温度范围是什么？如加热温度过高会产生哪些有

28、害影响？ 应为727 +。如加热温度过高，有下列危害： 、奥氏体晶粒粗化，淬火后M粗大，脆性增大。 、氧化、脱碳倾向增大，表面质量降低。 、淬火应力大，工件变形、裂纹倾向增大。 13、过共析钢淬火加热温度范围是什么？如加热温度过高会产生哪些有害影响？ 应为Ac1 +。 如加热温度过高，超过Acm，有下列危害： 、Fe3C完全溶入奥氏体，使奥氏体含碳量增加，Ms降低。淬火后残余奥氏体量增加，降低钢的硬度和耐磨性。 、奥氏体晶粒粗化，淬火后M粗大，脆性增大。 、氧化、脱碳倾向增大，钢的表面质量降低。 、淬火应力大，增加了工件变形、裂纹的倾向。 14、水作为淬火介质有何优缺点？ 水作为淬火介质的优点

29、是具有较强的冷却能力，价格低廉。 其主要缺点是： 在需要快冷的650500范围内，它的冷却能力低； 在300200需要慢冷时，它的冷却能力太强，易使零件产生变形，甚至开裂； 水温对水的冷却能力影响大。 15、为什么通常碳钢在水中淬火，而合金钢在油中淬火？若合金钢在水中淬火会怎样？ 碳钢件淬火时难以使马氏体转变充分，而水的冷却能力强，使钢易于获得马氏体。合金钢淬透较好，在油中冷却能获得马氏体。 合金刚导热能力差，若在水中淬火，会使工件产生裂纹和变形。 16、淬火钢进行回火的目的是什么？ 得到所需要的组织与性能 通过适当回火可改变淬火组织，调整和改善钢的性能。稳定工件尺寸 回火使不稳定的淬火组织转变为稳定组织。消除或减少淬火内应力 17、钢经淬火后为何一定要回火？钢的性能与回火温度有何关系？ 钢经淬火后回火有如下目的：(1)获得工件所需的组织和性能 (2)稳定组织，稳定工件尺寸 (3)消除、减少淬火应力