工程材料习题

1、工程材料习题<习题一>5<习题二>1、略2、金属键，大量自由电子，良好导电导热性，又因金属键的饱和性无方向性，结构高度对，故有良好的延展性。离子键，正负离子的较强电吸引，导致高硬度，高熔点，高脆性，因无自由电子，固态导电性差。共价键，通过共用电子对实现搭桥联系，键能高，高硬度，高熔点，高介电性。分子键，因其结合键能低，低熔点，低强度，高柔顺性。3、有体心立方，面心立方，密排六方三种，其排列特点见表2-1   -Fe，-Fe，Cr，V属体心，   -Fe，Cu，Ni，Pb属面心，   

2、;Mg，Zn属密排六方。4、由有（m）故-Fe的晶格常数为 。   1mm3中-Fe的原子数 个。5、（111）、（011）、（001）,   111、011、（001）。6、                7、这是因为单晶体在各个晶面和晶向上原子排列密度是有差异的，所以表示出晶体的各向异性。   而多晶体是由众多细小的晶粒所构

3、成的集合体，各个晶粒的晶轴取向是随机分布的。这样，多晶体的性能在各个方向上表示出的是统计平均值的大小，所以是各向同性的。8、-Fe的原子排列密度为0.68，   -Fe的原子排列密度为0.74，   由于-Fe的晶格间隙较大，所以，-Fe的渗碳能力大于-Fe。9、体积会膨胀，这是因为-Fe的密度小于-Fe。10、有点缺陷（空位、间隙原子），线缺陷（位错）和面缺陷（晶界面、相界面）三种。一般来说，缺陷密度越高，位错滑移阻力越大，材料强度、硬度越高，塑性、韧性越低。11、固溶体是以溶剂元素的晶格类型为基础，再溶入一些溶质原子。因为是对称性

4、高的晶格结构，往往具有较好的塑性。而金属间化合物的晶格结构不同于组成元素的晶格，且因为离子键或共价键特质，键能较高。故硬度、强度高，脆性大。12、两种。置换型和间隙型。形成固溶体后，由于溶质原子造成的晶格畸变，固溶体会产生所谓固溶强化现象，即强度、硬度上升，塑性、韧性下降。13、有正常价化合物（离子化合物、共价化合物），电子浓度化合物和间隙相等。它们在合金中一般可作为强化相。14、一般高分子化合物的分子量都十分巨大，且具有键状结构，键节之间属共价键联接，键与键之间属分子键联接。15、主要键型有离子键，共价键，构成陶瓷的晶体相主要是氧化物和含氧酸盐。5<习题三>5<习题四>

5、;<习题五>5<习题六>5<习题七>5<习题八>一、名词解释：1白口铸铁：3可锻铸铁：冷却速度越慢，越有利于石墨化。三、试述石墨形态对铸铁性能的影响。灰铸铁中石墨呈片状，片状石墨的强度、塑性、韧性几乎为零,存在石墨地方就相当于存在孔洞、微裂纹,它不仅破坏了基体的连续性,减少了基体受力有效面积,而且在石墨片尖端处形成应为集中,使材料形成脆性断裂。石墨片的数量越多,尺寸越粗大,分布越不均匀,铸铁的抗拉强度和塑性就越低。可锻铸铁中石墨呈团絮状。与灰铸铁相比对金属基体的割裂作用较小,可锻铸铁具有较高的力学性能,尤其是塑性与韧性有明显的提高。球墨铸铁中石墨

6、呈球状，所以对金属基体的割裂作用较小,使得基体比较连续,在拉伸时引起应力集中的现象明显下降,从而使基体强度利用率从灰铸铁的30%50%提高到70%90%,这就使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性、疲劳强度不仅高于其它铸铁,而且可以与相应组织的铸钢相比。总之，石墨的形状越接近于球形，铸铁的强度、塑性及韧性越高。四、比较各类铸铁的性能特点，与钢相比铸铁在性能（包括工艺性能）上有何优缺点？白口铸铁组织中存在着共晶莱氏体,性能硬而脆,很难切削加工,但其耐磨性好，铸造性能优良。灰铸铁组织中碳全部或大部分以片状石墨形式存在,断口呈暗灰色。其铸造性能、切削加工性、减摩性、消震性能良好，缺口敏感性较低。与钢相比，

7、铸铁中含碳及含硅量较高。同时，含有较多硫、磷等杂质元素。试从下列几个方面来比较 HTl50 铸铁和退火状态 20 钢。(1) 成分 (2) 组织 (3) 抗拉强度 (4) 抗压强度 (5) 硬度 (6) 减摩性 (7) 铸造性能 (8) 锻造性能 (9) 可焊性 (10) 切削加工性成分：20钢含碳量平均为0.20%，硅含量约0.170.37%；HT150对成分无严格

8、要求，只要求其力学性能。作为灰铸铁，其含碳量通常大于2.4%，硅含量也较高。组织：20钢退火组织为铁素体+珠光体；HT150为铁素体+珠光体的基体上分布着片状石墨。性能比较 抗拉强度,MPa抗压强度，MPa硬度HBS减摩性铸造性能锻造性能可焊性切削加工性20钢410 100120  好好 HT150150650170240好好  好 六、现有铸态下球墨铸铁曲轴一根，按技术要求，其基体应为珠光体组织，轴颈表层硬度为 HRC5055 。试确定热处理方法。若要使基体获得珠光体组织，须进行高温正火处理：将铸件加热到共析温度范围以上3050，保温一段时间后，出炉空冷。由于要求表层硬度为HRC50-55，还需进行表面淬火处理，如高频淬火等七、如何获得高强度球墨铸铁？首先应严格控制化学成分，控制S,P含量，以保证球化质量和减少磷共晶等夹杂。适当添加合金元素