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《材料科学》复习习题及答案--第1页

金属材料的力学性能

1.1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标？

答案：

1.强度指标：弹性极限，弹性模量；屈服强度（条件屈服强度）；抗拉强度。

2.塑性指标：（1）断后伸长率；（2）断面收缩率

1.2常用的硬度测试方法有哪些？机械制造常用的硬度测试方法是什么？

答案：

1.常用硬度测试方法：压力法、划痕法、弹跳法。

2.机械制造常用硬度测试方法：压力法中的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.3常见的工艺性能有哪些？

答案：

常见的工艺性能：

1.热加工：

铸造性能（流动性、收缩性）；

锻压性能（可锻性、变形抗力）；

焊接性能（可焊性）；

热处理性能（淬透性、淬硬性）。

2.冷加工：机械加工（切削加工）性能。

1.4材料的综合性能通常是指什么？

答案：

强度、硬度、塑性和韧性都较好，也称为强韧性好。

第二章金属与合金的结构与结晶

2.1什么是过冷度？过冷度与冷速有何关系？过冷度与金属结晶后的晶粒大小有何关系？

答案：

理论结晶温度与实际结晶温度的差值；

冷速越大，过冷度越大；

过冷度越大，晶粒越小。

2.2晶粒大小对金属的力学性能有何关系？简述在凝固过程阶段晶粒细化的途径。

答案：晶粒细小（细晶强化），强度、硬度高的同时，塑性、韧性也好；

细化晶粒的途径：（1）提高冷速，增加过冷度；（2）变质处理（孕育处理），引入外来晶核；（3）搅拌、震动

（物理方式、机械方式）。

2.3什么是固溶体？什么是固溶强化？

答案：

溶质溶入溶剂，保持溶剂晶格类型的固态合金相；

固溶强化：溶质溶入溶剂，产生晶格畸变，强度硬度升高。

2.4什么是金属化合物？什么是弥散强化？

答案：

溶质溶入溶剂，形成不同于溶质和溶剂晶格的新的晶格类型的固态合金相；

弥散强化：金属化合物颗粒（圆、小、均）规整、尺寸小，均匀分布在合金的基体上，强度、硬度升高。

2.5金属材料常用的强化方法是什么？

答案：

细晶强化、固溶强化、弥散强化、时效强化、加工硬化（冷变形强化）。

2.6金属晶体的缺陷有几类？分别是什么？位错与硬度和强度有何关系？一般机械零件强化是提高位错密度还是

降低位错密度？为什么？

答案：

1.三类；

2.点缺陷（间隙、空位和置换原子）、线缺陷（位错：刃型位错和螺型位错）和面缺陷（晶界和亚晶界）；

3.位错密度有一临界值，小于此临界值，位错密度越小硬度和强度越高；大于此临界值，位错密度越大硬度和

强度越高；

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提高位错密度；通常条件下，提高位错密度实现容易，成本低。

第三章铁碳合金相图

3.1钢铁的相图分类有几类？分别是什么？

答案：

三类；工业纯铁、钢（亚共析、共析和过共析钢）、白口铸铁（亚共晶、共晶和过共晶白口铸铁）。

3.2铁碳合金的基本相和基本组织是什么？

答案：

基本相：铁素体F（碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体）、奥氏体A和渗碳体。

基本组织：珠光体（奥氏体共析反应的产物）、莱氏体（液相共晶反应的产物）。

3.3根据Fe-FeC相图，解释下列现象：

3

1.在室温下，Wc=0.9%的碳钢比Wc=0.4%碳钢硬度高，比Wc=1.2%的碳钢强度高；

答案：

在平衡状态下（相图中缓慢冷却状态），含碳量越高强度、硬度越高；但含碳量超过0.9%时，由于组织中网状

二次渗碳体增多，强度开始下降。

2.钢铆钉一般用低碳钢制造；

答案：

铆钉需要很大的塑性变形，而低碳钢含碳量低，塑性韧性好。

3.绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时都用钢丝绳（用60、65钢等制成）；

答案：

绑扎物件用钢丝需要的变形量很大，且多为手工操作，通常不需要很高的强度，因此选用含碳量低的钢丝，强

度低，但塑性和韧性好；

起吊重物的钢丝使用时绳变形量小，要求强度高，因此选用较高含碳量的60、65钢