《工程材料及成形技术》课程习题集班级：________________
姓名：________________
学号：________________
2013年2月——5月
习题一工程材料的性能
一、名词解释
σs：σb：δ：ψ：E：σ-1：αk：HB：HRC：
二、填空题
1、材料常用的塑性指标有（δ）和（ψ）两种，其中用（ψ）表示塑性更接近材料的真实变形。
2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定（较软）材料的硬度。
3、零件的表面加工质量对其（疲劳）性能有很大影响。
4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak），其单位是（J/cm2）。
5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形）和（断裂）的能力称为强度。屈服强度与（抗拉强度）比值，工程上成为（屈强比）。
三、选择题
1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（A）
A．σsb．σbc．σ-1
2、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（C）
A．用热处理方法强化b．另选合金钢c．增加截面积
3、材料的脆性转化温度应在使用温度（B）
A．以上b．以下c．相等
4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（B）A．HB500b．HRC60c．HRC18
四、简答题
1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号）锉刀：HRC黄铜轴套：HB
供应状态的各种非合金钢钢材：HB硬质合金刀片：HV
耐磨工件的表面硬化层：HV调质态的机床主轴：HRC
铸铁机床床身：HB铝合金半成品HB
2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？
常用σs：σb：
原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。
3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？
（1）依据弹性模量E选材，选择E大的材料（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。
εσeE=0APe=σ0LL=ε00EAPLL=
习题二金属的晶体结构
单晶体的各向异性：位错：ρ：细晶强化：
1、晶体与非晶体的根本区别是
（晶体具有固定熔点，原子排列有规律，各向异性）。
2、晶体缺陷有（点缺陷：空位/间隙原子）（线缺陷：位错）和（面缺陷：晶界）。
3、位错分为两种，一种是（刃型位错），另一种是（螺型位错），多于半个原子面是（刃型位错）位错所特有的。
4、γ-Fe，α-Fe的一个晶胞内的原子数分别为（4）和（2）。
三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”）
1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。（×）
2、金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。（×）
3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。（√）
4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。（√）
5、位错就是原子排列有规则的错排现象。（√）
四、作图题
画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数。
习题三金属的结晶
自发形核：细晶强化：变质处理：
1、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是
（形核）和（核长大）。
2、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（结晶）
而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为
（同素异构转变）。
3、过冷度是指（实际结晶温度与理论结晶温度的差值），
其表示符号为（△T=Tm-Tn）。
4、过冷是结晶的（必要）条件。
5、典型铸锭结构的三个晶区分别为（表面细晶区）（中间柱状晶区）和（中心等轴晶区）。
三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”
1、凡是由液态凝固成固体的过程都是结晶过程。（×）
2、金属由液态转变为固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（√）
3、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长度速度很快减小。（√）
4、过冷度的大小主要取决于冷却速度和金属的本性。（√）
四、选择题
1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（b）
A．越高b.越低c.越接近理论结晶温度
2、铸造条件下，冷却速度越大，则（a）
a.过冷度越大，晶粒越细
b.过冷度越大，晶粒越粗
c.过冷度越小，晶粒越细
3、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（b）
a.快速浇注
b.加变质剂
c.以砂型代替金属型
五、简答题
1、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒大小
（a）金属型浇注与砂型浇注：
金属型浇注晶粒细小，金属型导热性好，增加了冷速（b）变质处理与不变质处理：
变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。
（c）铸成薄铸件与铸成厚铸件：
薄铸件晶粒细小，薄铸件冷却速度快
（d）浇注时采用震动和不采用震动。
采用振动的晶粒细小，破碎的晶粒增加了晶核。
2、试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”原因。
平台原因：
结晶时释放的结晶潜热补偿了金属向外界的散热，达到平衡。