第一章材料的種類與效能
1．強度：強度是指在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力。
2．屈服強度：材料在外力作用下開始發生塑性變形的最低應力值。
3．彈性極限：產生的變形是可以恢復的變形的點對應的彈性變形階段最大應力稱為彈性極限。
4．彈性模量：材料在彈性變形範圍內的應力與應變的比值稱為彈性模量。
5．抗拉強度：抗拉強度是試樣拉斷前所能承受的最大應力值。
6．塑性：斷裂前材料產生的塑性變形的能力稱為塑性7．硬度：硬度是材料抵抗硬物壓入其表面的能力。 8．衝擊韌度：衝擊韌度是材料抵抗衝擊載荷的能力。
9．斷裂韌度：斷裂韌度是材料抵抗裂紋擴充套件的能力。
10．疲勞強度：疲勞強度是用來表徵材料抵抗疲勞的能力。
11．黏著磨損：黏著磨損又稱咬合磨損，其實質是接觸面在接觸壓力作用下區域性發生黏著，在相對運動時黏著處又分離，使接觸面上有小顆粒被拉拽出來，反覆進行造成黏著磨損。
12．磨粒磨損：磨粒磨損是當摩擦副一方的硬度比另一方大的多時，或者在接觸面之間存在著硬質粒子是所產生的磨損。
13．腐蝕磨損：腐蝕磨損是由於外界環境引起金屬表面的腐蝕物剝落，與金屬表面之間的機械磨損相結合而出現的磨損。
14．功能材料：是具有某種特殊的物理效能，化學效能，生物效能以及某些功能之間可以相互轉化的材料。
15．使用效能：是指在正常使用條件下能保證安全可靠工作所必備的效能，包括材料的力學效能，物理效能，化學效能等。
16．工藝效能：是指材料的可加工性，包括可鍛性，鑄造效能，焊接性，熱處理效能及切削加工性。
17．交變載荷：大小，方向隨時間呈週期性變化的載荷作用。
18．疲勞：是機械零件在迴圈或交變載荷作用下，經過較長時間的工作而發生斷裂的現象。
20．蠕變：固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現象。
21．脆斷：在拉應力狀態下沒有出現塑性變形而突然發生脆性斷裂的現象。
22．應力鬆弛：是指承受彈性應變的零件在工作過程中總變形量保持不變，但隨時間的延長，工作應力自行逐漸衰減的現象
23．腐蝕：材料因化學侵蝕而損壞的現象。
二、填空題。
1．工程材料通常分為金屬材料 、 高分子材料 、 無機非金屬材料 、 複合材料和功能材料。
2．金屬材料通常分為鋼鐵合金和非鐵合金材料。
3．高分子材料通常分為纖維 、 橡膠和塑料。
4．複合材料按其基體分為樹脂基複合材料、 金屬基複合材料和陶瓷基複合材料。
5．塑料通常分為通用塑料 、 工程塑料 、特種塑料和膠黏劑。
6工程材料的效能分為使用效能和工藝效能。
7．工程材料的使用效能包括力學效能 、 物理效能和化學效能 。
8．金屬材料常用的力學效能指標有： бb 表示抗拉強度； бs 表示屈服強度； h 表示硬度； 伸長率δ 和斷面收縮率φ 表示塑性； αk 表示衝擊韌性。
三、判斷題。
1．布氏硬度試驗的優點氏壓痕面積大，資料穩定，因而適用於成品及薄壁件檢驗。（× ）
2．壓頭為硬質合金球時，用hbw表示布氏硬度
3．壓頭為硬質合金球時，用hbs表示布氏硬度
4．洛氏硬度的測定操作迅速，簡便，壓痕面積小，資料波動大，適用於半成品檢驗。（ × ）
四、問答題：見教材、習題集及補充題。
第二章材料的組織結構
1．晶體：晶體是原子或分子在三維空間做有規律的週期性重複排列的固體。
2．晶格：為便於理解和描述，常用一些假想的連線將各原子的中心連線起來，把原子看做乙個點，這樣形成的幾何圖形稱為晶格。
3．各向同性：
4．各向異性：
5．晶胞：晶格中的乙個基本單元
6．晶向：晶格中各原子列的位向。
7．單晶體：由原子排列位向或方式完全一致的晶格組成的稱為單晶體。
8．晶體缺陷：偏離晶體完整性的微觀區域稱為晶體缺陷。
9．空位：是指未被原子佔據的晶格節點
10．間隙原子：是指位於晶格間隙中的原子。
11．晶面：在晶格中由一系列原子組成的平面。
12．位錯線：是指在晶體中，某處有一列或若干列原子發生了某種有規律的錯排現象。
13．晶界：晶界是位向不同，相鄰晶粒之間的過渡層。
14．合金：是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的，具有金屬特性的物質
15．組元：組成合金最基本的獨立物質。
16．合金系：一系列相同組員組成的不同成分的合金稱為合金系。
17．合金化：採用合金元素來改變金屬效能的方法稱為合金化。
18．相：合金中具有相同化學成分，相同晶體結構和相同物理或化學效能並與該系統其餘部分以介面相互隔開的均勻組成部分。
19．固溶體：是指溶質組員溶入溶劑晶格中而形成的單一的均勻固體。
20．置換固溶體：置換固溶體是指溶質原子取代了溶劑晶格中某些節點上的原子。
21．間隙固溶體：間隙固溶體是溶質原子嵌入溶劑晶格間隙中，不佔據晶格節點位置。
22．有限固溶體：在一定條件下，溶質組員在固體中有一定的限度，超過這個限度就不再溶解了。
23．無限固溶體：若溶質可以任意比例融入溶劑，即溶質的的溶解度可達%100，則固溶體稱為無限固溶體。
24．固溶強化：固溶體中溶質原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處於高能狀態，從而提高合金的強度和硬度。
25．金屬化合物：兩組元a和b組成合金時，除了可形成以a或以b為基的固溶體外，還可能相互作用化和形成新相，這種新相通常是化合物，一般可用ambn表示。
26．晶體相：晶體相是一些以化合物或以化合物為基的固溶體，是決定陶瓷材料物理，化學和力學效能的主要組成物。
27．玻璃相：p12
28．氣相：氣象是指陶瓷材料中的氣孔。 29．單體：可以聚合成大分子鏈的小分子化合物稱為單體。
30．聚合度：衡量聚合物分子大小的指標。
31．結晶溫度：金屬結晶時都存在著乙個平衡結晶溫度tm，液體中的原子結晶到晶體上的數目，等於晶體上的原子溶入液體中的數目。
32．過冷度：實際結晶溫度與平衡結晶溫度tm之差稱為過冷度。
33．細晶強化：金屬的強度，塑性和韌性都隨晶粒的細化而提高，稱為細晶強化。
34．同素異構：p17
35．同分異構：化學成分相同而分子中原子排列不同的現象稱為同分異構。
36．共晶反應：共晶反應是指從某種成分固定的合金溶液中，在恆溫下同時結晶出兩種成分和結構皆不相同的固相反應。
37．共析反應：共析反應是指由一種固相在恆溫（共析溫度）下同時轉變成兩種新的固相。
38．鐵素體：是碳在α－fe中形成的間隙固溶體。 39．奧氏體：是碳在γ－fe中形成的間隙固溶體。
40．滲碳體：是鐵和碳的金屬化合物（fe3c），其碳的質量分數為6.69% 。
41．珠光體：是鐵素體與滲碳體的機械混合物。
42．萊氏體：
43．工業純鐵：
44．共析鋼： 碳的質量分數為0.77%，組織是珠光體。
45．亞共析鋼： 碳的質量分數小於0.77%，組織是珠光體和鐵素體。
46．過共析鋼： 碳的質量分數大於0.77%，組織是珠光體和二次滲碳體。
47．共晶鑄鐵： 碳的質量分數為4.3%，組織是萊氏體。
48．亞共晶鑄鐵： 碳的質量分數小於4.3%，組織是萊氏體、珠光體和二次滲碳體。
49．過共晶鑄鐵： 碳的質量分數大於4.3%，組織是萊氏體和一次滲碳體。
二、填空題。
1．實際金屬中存在著的晶體缺陷有點缺陷、 線缺陷和面缺陷。
2．世界金屬中晶體的點缺陷分為空位和間隙原子兩種。
3．常見合金中存在的相可以歸納為固溶體和金屬化合物兩大類。
4．固溶體按照溶質原子在溶劑原子中的位置可以分為置換固溶體和間隙固溶體。
5．固溶體按照溶解度的大小可以分為有限固溶體和無限固溶體。
6．固溶體按溶質原子在溶劑晶格中分布的特點分為無序固溶體和有序固溶體。
7．線型無定型高聚物隨溫度不同可處於玻璃態 、 高彈態和黏流態。
8．實際結晶溫度總是低於平衡結晶溫度，兩者之差稱為過冷度 。
9．共析鋼隨溫度下降至727c時發生共析反應，有奧氏體中析出珠光體和三次滲碳體 。
10．共晶鑄鐵隨溫度下降至1148c時發生共晶反應，有液體中同時析出萊氏體和珠光體 。
11．典型的金屬晶體結構有體心立方晶格 、 麵心立方晶格和密排六方晶格三種。
12．純鐵具有同素異構性，當加熱到912c時，將由體心立方晶格的 α -fe轉變為麵心立方晶格的 γ - fe ，加熱到1394c時，又由麵心立方晶格的 γ - fe轉變為體心立方晶格的 δ - fe。
13．液態金屬冷卻到平衡結晶溫度以下才開始結晶的現象稱為有效結晶現象。
14．金屬的平衡結晶溫度與實際結晶溫度之差，稱為過冷度。
15．實際金屬結晶時，其行核方式有自發行核和非自發行核兩種，其中， 非自發行核又稱為變質處理。 16．金屬結晶後的晶粒越細小， 強度 、 塑性和韌性越高。
17．合金是由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質，組成合金最基本的獨立物質稱為組員。18．由於構成合金各組員之間的相互作用不同，合金的結構有固溶體和金屬化合物兩大類。19．鐵碳合金是由鐵和碳組成的二元合金，其基本組織有鐵素體、滲碳體、奧氏體、 珠光體、萊氏體。
三、判斷題。
1．晶體具有各向異性的特點
2．非晶體具有各向異性的特點各向同性）
3．金屬的實際晶體結果是多晶體
4．金屬是多晶體結構，具有晶體的各向異性特點各向同性）
5．晶體缺陷的存在可以提高金屬的強度
6．晶體缺陷的存在可以提高金屬的耐腐蝕性能降低耐腐蝕性）
7．金屬化合物的晶格型別與組元的晶格完全不同
8．金屬化合物一般具有高熔點，高硬度，高韌性低韌性，即高脆性）
9．金屬化合物一般具有高熔點，高硬度，脆性大的特點
10．陶瓷材料通常熔點高，硬度高，耐腐蝕，塑性差的特點
11．陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有各向異性的特點各向同性）
12．陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有晶介面
13．陶瓷材料中氣相所佔比例增加時，使強度增加強度減小）
14．陶瓷材料中氣相所佔比例增加時，陶瓷密度減小，絕熱性好。 （√ ）
15．線型無定型高聚物處於黏流態是其工作狀態是其加工的工藝狀態）
16．線型無定型高聚物處於黏流態是加工成形的工藝狀態
17．高分子材料在熱、光、化學、生物和輻射等的作用下，效能穩定，結構不變。
（× 結構和效能變化很大）
18．許多橡膠在空氣中氧的作用下會發生進一步的交聯而變硬，變脆失去彈性。 （√ ）
19．一般情況下，金屬的強度，塑性和韌性隨晶粒的細化而降低增強）
20．具有同素異構特點的金屬材料可以應用熱處理的方法改變效能
21．共晶成分的鑄鐵的鑄造效能較差較好）
22．鐵碳合金隨著碳的質量分數的增加，硬度高的滲碳體增多，硬度增高
23．鐵碳合金隨著碳的質量分數的增加，硬度低的鐵素體增多，硬度減少。 （× 硬度增強）
24．亞共析鋼的強度與組織的細密度有關，組織越細密則強度越高
25．鐵碳合金的塑性隨碳的質量分數的增加而提高減小）
26．鐵碳合金的衝擊韌性對組織及其形態最為敏感
27．鐵碳合金的衝擊韌度隨碳的質量分數增加而提高減小）
四、問答題：見教材、習題集及補充題。
1.簡述金屬三種典型晶體結構的特點。
答：體心立方晶格：在立方體的8個頂角上和立方體中心各有1個原子；
麵心立方晶格：在立方體的8個頂角上和6個面的中心各有1個原子；
密排六方晶格：在六稜柱的上、下六角形面的頂角上和麵的中心各有1個原子，在六稜柱體的中間有3個原子。
2.金屬的實際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對效能有什麼影響？
答：金屬的實際晶體中存在三種晶體缺陷：點缺陷——空位和間隙原子； 線缺陷——位錯線；
面缺陷——晶界；
影響： 一般情況下，晶體缺陷的存在可以提高金屬的強度，而且金屬缺陷常常降低金屬的耐腐蝕性能，可以通過腐蝕觀察金屬的各種缺陷。
3.合金元素在金屬中的存在形式有哪幾種？它們各自具有什麼特性？
答：合金元素在金屬中的存在形式有兩種：固溶體和金屬化合物
特性： 固溶體，保持溶劑的晶格結構，但會引起溶劑晶格不同程度的畸變，試晶體處於高能狀態，從而提高合金個強度和硬度。
金屬化合物，一般都具有高熔點、高硬度，但很脆，可提高合金的強度、硬度及耐磨效能。
4.什麼事固溶強化？造成固溶強化的原因是什麼？
答：固溶強化：固溶體中溶質原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處於高能狀態，從而合金的強度和硬度，即為固溶強化。
5、6、7（略，為第2.2節非金屬內容）
8.金屬結晶的基本規律是什麼？
答：結晶時首先是從液體中形成一些稱之為晶核的細小晶體開始的，然後已形成的晶核按各自不同的位向不斷長大。同時，在液體中有產生新的晶核並逐漸長大，直至液體全部消失，形成由許多位向不同、外形不規則的晶粒所組成的多晶體。
9.如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大小
（1）金屬型澆注與砂型澆注（2）鑄成薄件與鑄成厚件（3）澆注時採用振動與不採用振動
答：砂型澆注比金屬型澆注的晶粒小：因為砂型澆注中有雜質滲入，形成晶粒細化；
鑄成薄件比鑄成厚件的晶粒小：以為薄件的冷卻速度快，冷卻度大，使得晶粒細化；
澆注時採用振動比不採用振動的晶粒小：因為澆注時振動具有細化晶粒的作用。
10.過冷度與冷卻速度有何關係？它對金屬結晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？
答：冷卻速度越快，冷卻度越大。使晶核生成速度大於晶粒長大速度，因而使晶粒細化。
11.何謂共晶反應、勻晶反應和共析反應？試比較三種反應的異同點。
答：共晶反應：指從某種成分固定的合金溶液中、在恆溫下同時結晶出兩種成分和結構皆不相同的固相的反應；
勻晶反應：從液相中結晶出固溶體的反應；共析反應：由一種固相在恆溫下同時轉變成兩種新的固相。
12.見p19圖 13.仿照圖2-16
14.為什麼鑄造合金常選用接近共晶成分的合金？為什麼要進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金？
答：鑄造合金常選用接近共晶成分的合金是因為接近共晶成分的合金熔點低，結晶範圍小，流動性好，具有良好的鑄造效能。進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金是因為單相固溶體成分的合金有良好的塑性，變形抗力小，具有良好的可鍛性。
15.何謂α、γ、fe3c、p、a、ld（ld』）？ 它們的結構、組織形態、力學效能有何特點？
工程材料及機械製造基礎習題及答案
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機械製造基礎習題
機械製造基礎複習主要內容 第一篇金屬材料知識 第一章金屬材料的主要效能 1.力學效能 強度 塑性 硬度的概念?表示方法？力學效能 材料在外力作用下所表現出的特性。零件的受力情況有 靜載荷 強度 塑性 硬度 動載荷 衝擊韌度 交變載荷 疲勞強度 強度 材料在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。強度有...