工程材料課后習題答案

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1、《工程材料及機械制造基礎(chǔ)》習題參考答案第一章材料的種類與性能（P7）１、金屬材料的使用性能包括哪些？力學性能、物理性能、化學性能等。２、什么是金屬的力學性能？它包括那些主要力學指標？金屬材料的力學性能：金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及力與應(yīng)變關(guān)系的性能。主要包括：彈性、塑性、強度、硬度、沖擊韌性等。３、一根直徑10mm的鋼棒，在拉伸斷裂時直徑變?yōu)?.5mm，此鋼的抗拉強度為450Mpa，問此棒能承受的最大載荷為多少？斷面收縮率是多少？F=35325Nψ=27.75%４、簡述洛氏硬度的測試原理。以壓頭壓入金屬材料的

2、壓痕深度來表征材料的硬度。5、什么是蠕變和應(yīng)力松弛？蠕變：金屬在長時間恒溫、恒應(yīng)力作用下，發(fā)生緩慢塑性變形的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛：承受彈性變形的零件，在工作過程中總變形量不變，但隨時間的延長，工作應(yīng)力逐漸衰減的現(xiàn)象。6、金屬腐蝕的方式主要有哪幾種？金屬防腐的方法有哪些？主要有化學腐蝕和電化學腐蝕。　防腐方法：1）改變金屬的化學成分；2）通過覆蓋法將金屬同腐蝕介質(zhì)隔離；3）改善腐蝕環(huán)境；4）陰極保護法。第二章材料的組織結(jié)構(gòu)（P26）1、簡述金屬三種典型結(jié)構(gòu)的特點。體心立方晶格：晶格屬于立方晶系，在晶胞的中心和每個頂角各有一個原子。每個體心立方晶格的

3、原子數(shù)為：2個。塑性較好。面心立方晶格：晶格屬于立方晶系，在晶胞的8個頂角和6個面的中心各有一個原子。每個面心立方晶格的原子數(shù)為：4個。塑性優(yōu)于體心立方晶格的金屬。密排六方晶格：晶格屬于六方棱柱體，在六棱柱晶胞的12個項角上各有一個原子，兩個端面的中心各有一個原子，晶胞內(nèi)部有三個原子。每個密排六方晶胞原子數(shù)為：6個，較脆2、金屬的實際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？存在點缺陷、線缺陷和面缺陷。使金屬抵抗塑性變形的能力提高，從而使金屬強度、硬度提高，但防腐蝕能力下降。3、合金元素在金屬中存在的形式有哪幾種？各具備什么特性？存在的

4、形式有固溶體和金屬化合物兩種。合金固溶在金屬中引起固溶強化，使合金強度、硬度提高，塑性、韌性下降。金屬化合物提高合金的強度和硬度。4、什么是固溶強化？造成固溶強化的原因是什么？固溶強化：因溶質(zhì)原子的溶入引起合金強度、硬度升高的現(xiàn)象。原因：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)。５、簡述聚合物大分子鏈的結(jié)構(gòu)與形態(tài)。它們對高聚物的性能有何影響？聚合物大分子鏈的結(jié)構(gòu)分為線性結(jié)構(gòu)和體型結(jié)構(gòu)。線性結(jié)構(gòu)具有良好的塑性和彈性，加熱可軟化，冷卻后變硬，易于成形，可反復使用。體型結(jié)構(gòu)有較好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定和機械強度，但彈性、塑性低，脆性大，

5、不能塑性加工，不能反復使用。１、陶瓷的典型組織由哪幾種組成？它們各具有什么作用？由晶體相、玻璃相和氣相組成。晶體相晶粒細小晶界面積大，材料強度大，空位和間隙原子可加速燒結(jié)時的的擴散，影響其物理性能；玻璃相起黏結(jié)分散的晶體相降低燒結(jié)溫度，抑制晶體長大和充填空隙等作用；氣相造成應(yīng)力集中，降低強度、降低抗電擊穿能力和透明度。２、從結(jié)構(gòu)入手比較金屬、高聚物、陶瓷三種材料的優(yōu)缺點。３、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？金屬結(jié)晶由形核和長大兩部分組成，并存在過冷度。４、如果其他條件相同，試比較在下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大小。（1）金屬型澆注與砂型澆注。金屬型

6、澆注晶粒小。（2）鑄成薄件與鑄成厚件。鑄成薄件晶粒小。（3）澆注時采用振動與不采用振動。采用振動晶粒小。10、過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對金屬結(jié)晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？冷卻速度越快過冷度越大，使晶核生長速度大于晶粒長大速度，鑄件晶粒得到細化。冷卻速度小時，實際結(jié)晶溫度與平衡溫度趨于一致。11、何為共晶反應(yīng)、勻晶反應(yīng)共析反應(yīng)？試比較三種反應(yīng)的異同點。共晶反應(yīng)：從某種成分固定的合金溶液中，在一定恒溫下同時結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)都不同的固相的反應(yīng)。共析反應(yīng)：由一種固相在恒溫下同時轉(zhuǎn)變成兩種新的固相的反應(yīng)。勻晶反應(yīng)：兩組元組成的合金

7、系，在液態(tài)無限互溶，在固態(tài)也能無限互溶，形成固溶體的反應(yīng)。12、Pb-Sn相圖如圖2-29所示。（1）試標出尚未標注的相區(qū)的組織；（2）指出組織中含βⅡ最多和最少的成分；（3）指出共晶體最多和最少的成分；（4）指出最容易和最不容易產(chǎn)生枝晶偏析的成分：（5）初生相α和β、共晶體α+β、二次相αⅡ及βⅡ，它們在組織形態(tài)上的區(qū)別？畫出它們的組織示意圖。13、已知A（熔點為600℃）與B（熔點為500℃）在液態(tài)無限互溶，在固態(tài)300℃時A溶于B的最大質(zhì)量分數(shù)為30%，室溫時為10%，但B不溶于A；在300℃時B的質(zhì)量分數(shù)為40%的液態(tài)合金發(fā)生共晶反

8、應(yīng)，現(xiàn)要求：（1）做出A-B合金相圖；（2）分析A的質(zhì)量分數(shù)分布為20%、45%、80%等合金的結(jié)晶過程。14、為什么鑄造合金常選用接近共晶點的合金？為什么要進行壓力加工的合金常