工程材料及成型工艺

习题集

主编 朱和国 主审 颜银标

南京理工大学

2004．4

第一章工程材料的种类及其性能指标

一、名词解释

工程材料、强度、硬度、刚度、弹性、塑性、韧性、屈强比、?s、?b、?、?、?0.2、?k、?kv、?ku、HRA、HRB、HRC、 HBW、HBS。

二、选择题

1．锉刀的硬度测试方法：

（A）HBS （B）HRB （C）HRC （D）HV 2．铸铁的屈服强度的表示方法： (A)?s (B)?b (C)?0.2 (D)?0.01 3．工程中确定许用应力的指标是： (A)?s (B)?b (C)?0.2 (D)HRA

4．黑色金属是：

(A)铁及其合金 (B)铜及其合金 (C)铝及其合金 (D)镍及其合金 5．工程材料一般包括：

(A)金属材料、铝基复合材料、陶瓷材料、塑料 (B)金属材料、陶瓷材料、塑料、橡胶 (C)复合材料、橡胶、纤维、陶瓷材料 (D)金属材料、复合材料、陶瓷材料、高分子材料 6．材料拉伸时不出现颈缩现象则表示该材料：

(A)发生了塑性变形 (B)没有发生塑性变形 (C)可能发生塑性变形 (D)无法确定 7．材料拉伸颈缩时真实应力：

(A)增加 (B)减小 (C)先增后降 (D)不增也不降 8．抗拉强度是指：

(A)拉伸试验时试样拉断过程中最大试验力 (B)拉伸试验时试样拉断过程中最小试验力

(C)拉伸试验时试样拉断过程中最大试验力所对应的应力 (D))拉伸试验时试样拉断过程中最小试验力所对应的应力 9．屈服强度是指：

(A)指材料发生明显塑性变形时下屈服点所对应的应力 (B)指材料发生明显塑性变形时上屈服点所对应的应力

(C)指材料发生明显塑性变形时上、下屈服点所对应的应力平均值 (D)指材料发生断裂时所对应的应力 10．材料的刚性

(A)与构件的刚性含义不同，但构件的横截面积有关 (B)与构件的刚性含义相同，但与构件的横截面积无关 (C)是一工程术语，即为材料的弹性模量E

(D)是一工程术语，与材料的弹性模量E有关的性能指标 11．陶瓷材料与金属材料相比，对交变载荷的敏感性 (A)不敏感 (B) 敏感 (C)不确定 (D)一样 12．不属于材料工艺性能的是

A 铸、锻、焊性能 B 热处理性能 C切削性能 D疲劳性能

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三、问答题

1．材料性能包括哪些？分别由哪些性能指标表示？ 2．硬度的种类，各自的原理及其应用范围。 3．下列硬度表示是否合适？为什么？ 12-15HRC 200-250kgf/mm2HBS

70-75HRC 210-240HBS 450-480HBS 460-500HBW

4．金属的强度与硬度有何关系，这种关系有何实际意义？ 5．为什么要研究材料的断裂韧性？

6．何谓金属疲劳？金属疲劳的特点和产生的原因是什么？

7．在镗孔中，由于镗杆变形的员应，使镗孔后的尺寸总小于预定的2尺寸，已知镗杆是中碳钢制成的，且镗削后镗杆并未发现变形，试说明： 1）该现象是因镗杆的何种机械性能不足引起的；

2）改用高碳钢或经热处理强化的合金钢制造同一尺寸的镗杆，是否可以避免上述现象。 3）是否可以改用灰铸铁或球墨铸铁来制造，并说明理由。

8．同一种材料用不同的硬度测定方法所测定的硬度值有无确定的对应关系？为什么？有两种材料的硬度分别为45HRC和200HB，问哪一种材料硬？ 9．下列说法是否准确？不准确者如何改正？

1）机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会发生变形。 2）材料的强度高，其塑性就低；材料的硬度高，其刚性就大。 3）材料的弹性极限高，所产生的弹性变形量就大。

10．试述?、?两种塑性指标评定金属材料的塑性的优缺点？

第二章 工程材料的结构

一．解释名词

晶体、非晶体；结合键、离子键、分子键、共价键、金属键；单晶体、多晶体；晶格、晶胞；晶粒、晶界；致密度、配位数；晶面、晶向；晶面指数、晶向指数；同素异构转变；亚晶粒、亚晶界；空位、间隙原子；位错、位错密度；面缺陷；合金；固溶体；间隙固溶体；置换固熔体；金属间化合物；高分子材料；单体、链节、聚合度；加聚反应、缩聚反应；构象、柔性；陶瓷材料。

二、填空题

1．固体材料根据其质点在空间中的分布是否有序，可分为 和 。 2．晶体根据结合键可分为 、 、 、 等四种。

3．金属晶体的常见结构有： 、 、 三种。

4．纯铁有同素异构现象，温度低于912℃时结构为 ，912℃～1394℃时为 1394℃～1548℃时为 。

5．晶体缺陷根据其几何尺寸可分为 、 、 、 等

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6．高分子化合物一般由 、 、 、 来描述。

7．根据组成元素的不同，高分子链可分为 、 、 三种。 8．高分子链的几何形态主要有 、 、 三种。 9．线性和支化型高分子链构成的聚合物统称为 聚合物，其分子链间仅靠 结合，作用力 ，该类聚合物可重复软化和硬化，属于 聚合物；而体型高分子链构成的聚合物称为 聚合物或 高分子，其分子链间 结合，作用力 ，该类聚合物不可重复软化和硬化，属于 聚合物。 10高分子材料的聚集态有 、 、 三种。

三、选择题

1．晶体的位错属于： （A）体缺陷 （B）面缺陷 （C）点缺陷 （D）线缺陷 2．体心立方晶格中，密排面和密排方向分别是：

（A）(110)、<111> （B）(100)、<111> （C）(111)、<110> （D）<110>、(111) 3．面心立方结构中，密排面和密排方向分别是：

（A）(110)、<111> （B）(111)、<110> （C）(100)、<110> （D）<111>、(110) 4．高分子材料结合键的主要形式是：

（A）分子键与离子键（B）分子键与金属键（C）分子键与共价键（D）离子键与共价键 5．体心立方晶格中所含原子数为： （A）1个 （B）2个 （C）3个 （D）4个 6．固溶体由溶质和溶剂组成，其结构取决于：

（A）溶剂 （B）溶质 （C）既不是溶质也不是溶剂 （D）固溶体形成时的条件 7．A、B两组元形成无限固溶体的条件是：

（A）两者结构相同（B）两者结构不同（C）取决于形成时的温度（D）与结构无关 8．热固性塑料和热塑性塑料比较，耐热性：

（A）较低 （B）较高 （C）相同 （D）不能比较 9．纯铁从液态冷却到室温，其晶格类型变化的顺序是：

（A）体心立方、面心立方、体心立方（B）面心立方、体心立方、体心立方 （C）面心立方、面心立方、体心立方（D）体心立方、体心立方、面心立方 10．金属的晶粒细化后，其

（A）强度和塑性同时提高（B）强度提高、塑性降低（C）强度降低、塑性提高（D）强度与塑性同时降低

11．固溶体、金属化合物、机械混合物（固溶体与金属化合物构成）的强度顺序： （A）固溶体、金属化合物、机械混合物（B）金属化合物、机械混合物、固溶体 （C）金属化合物、固溶体、机械混合物（D）金属化合物、固溶体、机械混合物

四、问答题

1．决定晶体结构和性能的最本质因素是什么？

2．为何单晶体金属具有各向异性，而多晶体金属在一般情况下不显示各向异性？

3．实际晶体结构与理想晶体结构有何不同？实际晶体有哪些缺陷？各缺陷所表现的主要形

式是什么？对材料的性能有何影响？

4．已知γ－Fe的晶格常数（a=0.364nm）大于α-Fe的晶格常数（a=0.287nm），为什么γ－

3

Fe冷至912℃转变为α-Fe时，体积反而增大？ 5．画出面心立方晶体中的（100）、（110）、（111）晶面和[100]、[110]、[111]晶相，并计算

以上各晶面和晶向晶面密度和晶向密度。 6．间隙固溶体与间隙化合物的区别？

7．合金中的固溶体与金属间化合物在晶体结构和机械性能上有何区别？ 8．何谓高聚物的老化？老化的原因及改进措施是什么？

9．室温下陶瓷的组成相有哪些？各种相对陶瓷的性能有何影响？ 10．为什么陶瓷的实际强度比理论强度低的多？影响陶瓷强度的因素和提高强度的途径是什

么？

第三章 工程材料的材料化

一、名词解释

材料化过程；聚合反应；凝固；结晶；过冷度；、非自发形核；变质处理；组元；相；组织；相组成物；组织组成物；平衡相图；固溶体；间隙相；间隙化合物；无限固溶体；机械混合物；间隙固溶体；匀晶相图；共晶反应；共析反应；包晶反应；铁素体；奥氏体；渗碳体；珠光体；莱氏体；共晶体；共析体；固相烧结；液相烧结。

二、填空题

1．工程材料材料化过程中关键步骤分别是：金属材料 ；高分子材料 ；陶

瓷材料 。

2．高分子材料的聚合反应分为 和 两种。

3．液态金属转变成固态的过程称为 。当固体为晶体时，该过程又称为 。 4．实际金属的结晶过程分为形核和长大两个基本过程，形核方式又分为 、 两种；

长大方式也分为 、 两种。

5．金属结晶后的晶粒愈细小， 和 愈高，而且 和

也愈好。细化晶粒可以采用 、 和 等方法。

6．合金是由 组成的具有

特性的物质；组成合金的基本相有 和 两种；合金的制取方法有 和 两种。

7．珠光体是通过 反应得到的由 和 组成的片层状组织，片间距愈小，其力学性能 。 8．Fe-碳平衡相图中下述特征线的含义：

（1）ECF线： ； （2）PSK线： ； （3）HJB线： ； （4）GS线： ； （5）ES线： ； 9．铸锭组织宏观上由三个典型晶区 、 、 组成。

10．Fe-碳平衡相图（C：0～6.69％）的基本组元由是 和 ；单相区有 、

、 、 ；两相区有 、 、 、 、 、 、 ；

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