工程材料考题及答案

工程材料考题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列材料中，属于金属材料的是（）A.陶瓷B.塑料C.铝合金D.玻璃答案：C。陶瓷属于无机非金属材料，塑料是高分子材料，玻璃也是无机非金属材料，铝合金是金属材料。2.材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为（）A.硬度B.强度C.塑性D.韧性答案：B。硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力；塑性是材料在载荷作用下，产生塑性变形而不破坏的能力；韧性是材料在冲击载荷作用下吸收能量和抵抗断裂的能力。强度符合抵抗永久变形和断裂能力的定义。3.下列哪种晶体缺陷属于面缺陷（）A.空位B.位错C.晶界D.间隙原子答案：C。空位和间隙原子属于点缺陷，位错是线缺陷，晶界是面缺陷。4.铁素体的晶体结构是（）A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.简单立方答案：A。铁素体是碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体，α-Fe的晶体结构是体心立方。面心立方结构的如奥氏体；密排六方结构有镁等金属。5.钢的含碳量范围是（）A.小于0.0218%B.0.0218%-2.11%C.2.11%-6.69%D.大于6.69%答案：B。含碳量小于0.0218%的是工业纯铁，含碳量在2.11%-6.69%的是铸铁。6.下列热处理工艺中，属于整体热处理的是（）A.表面淬火B.渗碳C.正火D.镀覆答案：C。表面淬火和渗碳属于表面热处理，镀覆不属于热处理工艺，正火是将钢加热到临界温度以上，保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺，属于整体热处理。7.普通黄铜是由（）组成的二元合金。A.铜和锌B.铜和锡C.铜和铝D.铜和镍答案：A。铜和锡组成锡青铜，铜和铝组成铝青铜，铜和镍组成白铜，普通黄铜是铜锌二元合金。8.下列材料中，密度最小的是（）A.铝合金B.铜合金C.钢铁D.钛合金答案：A。铝合金密度一般在2.6-2.8g/cm³，铜合金密度约8.5-8.9g/cm³，钢铁密度约7.85g/cm³，钛合金密度约4.5g/cm³，所以铝合金密度最小。9.金属材料在反复交变载荷作用下发生的破坏现象称为（）A.疲劳破坏B.脆性破坏C.韧性破坏D.塑性破坏答案：A。脆性破坏是材料在外力作用下仅产生很小的变形即断裂破坏的现象；韧性破坏是材料在断裂前产生明显的塑性变形的破坏方式；塑性破坏和韧性破坏有一定关联，而疲劳破坏是在反复交变载荷作用下发生的。10.灰铸铁中的石墨形态是（）A.片状B.球状C.蠕虫状D.团絮状答案：A。球墨铸铁中石墨形态是球状，蠕墨铸铁中石墨是蠕虫状，可锻铸铁中石墨是团絮状，灰铸铁中石墨是片状。11.淬火钢回火时，随着回火温度的升高，其硬度（）A.升高B.降低C.先升高后降低D.先降低后升高答案：B。淬火钢回火时，随着回火温度升高，马氏体分解，碳化物聚集长大等，导致硬度降低。12.下列陶瓷材料中，属于功能陶瓷的是（）A.氧化铝陶瓷B.氧化锆陶瓷C.压电陶瓷D.碳化硅陶瓷答案：C。氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷主要用于结构方面，属于结构陶瓷，压电陶瓷具有压电效应等特殊功能，属于功能陶瓷。13.高分子材料按性能和用途可分为塑料、橡胶和（）A.纤维B.胶粘剂C.涂料D.以上都是答案：D。高分子材料按性能和用途可分为塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。14.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度（）A.越高B.越低C.不变D.先高后低答案：B。金属结晶时存在过冷现象，冷却速度越快，过冷度越大，实际结晶温度越低。15.下列钢材中，属于优质钢的是（）A.Q235AB.45钢C.T10D.Q345答案：B。Q235A和Q345属于普通碳素结构钢，T10是碳素工具钢，45钢是优质碳素结构钢。二、多项选择题（每题3分，共15分）1.金属的晶体结构类型主要有（）A.体心立方B.面心立方C.密排六方D.简单立方答案：ABC。常见金属晶体结构类型有体心立方、面心立方和密排六方，简单立方结构的金属较少。2.下列热处理工艺中，能提高钢的硬度的有（）A.淬火B.回火C.正火D.退火答案：AC。淬火是将钢加热到临界温度以上，保温后快速冷却，可获得高硬度的马氏体组织；正火也能使钢的硬度有一定提高。回火一般是降低淬火钢的脆性等，退火是降低钢的硬度改善切削加工性等。3.复合材料按基体材料可分为（）A.金属基复合材料B.陶瓷基复合材料C.树脂基复合材料D.纤维增强复合材料答案：ABC。纤维增强复合材料是按增强相的形态分类的，按基体材料可分为金属基、陶瓷基和树脂基复合材料。4.影响金属材料塑性变形的因素有（）A.晶体结构B.变形温度C.变形速度D.应力状态答案：ABCD。不同晶体结构的金属塑性变形能力不同；变形温度升高，金属塑性增加；变形速度过快可能导致金属塑性降低；应力状态也会影响金属的塑性变形。5.下列属于有色金属的有（）A.铝B.铜C.镁D.铁答案：ABC。铁属于黑色金属，铝、铜、镁属于有色金属。三、判断题（每题2分，共20分）1.材料的强度和塑性是相互矛盾的，强度高的材料塑性一般较低。（）答案：√。一般情况下，材料强化的同时会使塑性降低，强度和塑性存在一定的矛盾关系。2.所有金属材料在室温下都是晶体。（）答案：×。有些金属材料如非晶态金属在室温下是非晶体。3.过冷度越大，金属结晶后的晶粒越粗大。（）答案：×。过冷度越大，形核率越高，金属结晶后的晶粒越细小。4.珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。（）答案：√。珠光体是由铁素体和渗碳体片层相间组成的机械混合物。5.表面淬火可以提高钢的表面硬度和耐磨性，同时心部仍保持良好的韧性。（）答案：√。表面淬火只对钢的表面进行快速加热和冷却，使表面获得高硬度组织，心部组织基本不变，保持良好韧性。6.黄铜的耐蚀性比纯铜好。（）答案：√。黄铜中加入锌等元素后，形成了一定的保护膜等，耐蚀性比纯铜好。7.陶瓷材料的抗压强度一般高于其抗拉强度。（）答案：√。陶瓷材料内部存在气孔等缺陷，拉伸时缺陷容易扩展导致破坏，抗压时缺陷扩展相对困难，所以抗压强度高于抗拉强度。8.高分子材料的力学性能主要取决于其分子链的结构和分子间的作用力。（）答案：√。高分子材料的分子链结构和分子间作用力决定了其力学性能，如分子链的柔顺性、交联程度等。9.金属材料的韧性随着温度的降低而提高。（）答案：×。一般金属材料的韧性随着温度降低而降低，在低温下可能发生脆性转变。10.复合材料的性能总是优于其单一组成材料的性能。（）答案：×。复合材料通过合理设计和复合可以综合各组成材料的优点，但并不是在所有方面都优于单一组成材料。四、简答题（每题5分，共15分）1.简述金属材料强化的主要方法。答：金属材料强化的主要方法有：-固溶强化：通过溶入溶质原子形成固溶体，使晶格发生畸变，阻碍位错运动，从而提高材料强度。-细晶强化：晶粒越细小，晶界越多，晶界阻碍位错运动，使材料强度和塑性同时提高。可通过控制过冷度、变质处理等方法细化晶粒。-加工硬化：金属在塑性变形过程中，位错密度增加，位错之间相互作用阻碍位错运动，使材料强度和硬度提高。-弥散强化：通过第二相粒子的弥散分布，阻碍位错运动，提高材料强度。可通过热处理等方法使第二相粒子析出。-相变强化：通过相变获得高强度的组织，如淬火获得马氏体组织提高钢的强度。2.说明淬火钢回火的目的。答：淬火钢回火的目的主要有：-降低脆性，消除或减少内应力：淬火时产生很大的内应力，容易导致工件变形甚至开裂，回火可使内应力降低。-调整硬度和韧性：淬火钢硬度高但韧性差，通过回火可以调整硬度和韧性的配合，满足不同工件的使用要求。-稳定组织和尺寸：淬火组织不稳定，回火可使组织趋于稳定，保证工件在使用过程中尺寸稳定。3.比较陶瓷材料和金属材料的性能特点。答：陶瓷材料和金属材料性能特点对比如下：-力学性能：陶瓷材料硬度高、抗压强度高，但脆性大、抗拉强度低；金属材料有良好的塑性和韧性，强度和硬度也有较大的调整范围。-物理性能：陶瓷材料一般具有高熔点、高化学稳定性、低导电性和导热性等；金属材料具有良好的导电性、导热性和金属光泽。-化学性能：陶瓷材料化学稳定性好，耐腐蚀性强；金属材料在一定条件下易发生腐蚀。五、计算题（每题10分，共20分）1.已知某种碳钢的含碳量为0.45%，计算该碳钢在室温下组织中珠光体和铁素体的质量分数。（铁素体含碳量近似为0，珠光体含碳量为0.77%）解：根据杠杆定律，设珠光体的质量分数为$w_P$，铁素体的质量分数为$w_F$。$w_P=\frac{0.45-0}{0.77-0}\times100\%=\frac{0.45}{0.77}\times100\%\approx58.44\%$$w_F=1-w_P=1-58.44\%=41.56\%$答：该碳钢在室温下组织中珠光体的质量分数约为58.44%，铁素体的质量分数约为41.56