东北大学22春《材料科学导论》离线作业一及答案参考46

东北大学22春材料科学导论离线作业一及答案参考1. 金属在外部载荷作用下，首先发生_变形，载荷继续增加到一定值后，还会发生_变形。金属在外部载荷作用下，首先发生_变形，载荷继续增加到一定值后，还会发生_变形。正确答案：弹性变形塑性变形弹性变形塑性变形2. 在不平衡条件下凝固，共晶成分附近的合金易于形成离异共晶。在不平衡条件下凝固，共晶成分附近的合金易于形成离异共晶。错误在不平衡条件下凝固，共晶成分附近的合金易于形成伪共晶。3. 锻造性能好的金属材料其塑性好，变形抗力也小。锻造性能好的金属材料其塑性好，变形抗力也小。此题为判断题(对，错)。正确答案：4. 低合金结构钢与相同含碳量的碳钢相比强度要高得多，并具有良好的塑性、韧性、耐蚀性和焊接性。低合金结构钢与相同含碳量的碳钢相比强度要高得多，并具有良好的塑性、韧性、耐蚀性和焊接性。此题为判断题(对，错)。正确答案：5. 下列各种金属或合金牌号中属于 (1)滚动轴承钢的是( )，最终热处理可选用( )； (2)碳素工具下列各种金属或合金牌号中属于 (1)滚动轴承钢的是( )，最终热处理可选用( )； (2)碳素工具钢的是( )，最终热处理可选用( )； (3)优质碳素结构钢的是( )，最终热处理可选用( )； (4)合金弹簧钢的是( )，最终热处理可选用( )； (5)合金工具钢的是( )，最终热处理可选用( )； (6)合金渗碳钢的是( )，最终热处理可选用( )； (7)铸铁的是( )： (8)不锈钢的是( )。 AGCrl5 B20CrMnTi C40 D9SiCr E4Crl3 FT 12A GHT200 H60Si2Mn I40Cr J淬火+低温回火 K淬火+中温回火 L调质正确答案：(1)A J (2)F J (3)C L (4) H K (5) D J(6)B J (7)G (8)EAJ(2)FJ(3)CL(4)HK(5)DJ(6)BJ(7)G(8)E6. 图(a)和(b)给出含有四相平衡的A-B-C三元相图的投影图。 (1)示意画出其中的XY和ZT的垂直截面图。 (2)说明其图(a)和(b)给出含有四相平衡的A-B-C三元相图的投影图。(1)示意画出其中的XY和ZT的垂直截面图。(2)说明其中工和成分的合金的冷却过程的变化。解I分析图(a)的截面。在投影图上把截面线与各投影线的交点按顺序编号。 XY截面投影线的3-6是截面与四相平衡平面交线的投影，它在截面图上是一段水平线，在这线上的3-4和4-6分别和L+以及L+三相区连接，这2个三相区在四相平衡温度之上；3-6和a+三相区连接，这个三相区在四相平衡温度之下；1-4和1-3是截面与L+三相区2个面交线的投影，在截面是三相区的2条边界，并且这2条线在截面图的边界(它是二元系)是重合；4-5和5-6是截面与L+三相区2个面交线的投影，在截面上是三相区的2条边界，并且两线在液相线上重合；1-5和5-8分别是截面与和相的液相面交线的投影，它们在截面上是和相的液相线；6-8是截面分别与固相面和与和两相平衡的共轭面的交线，在截面上分别是卢固相线和由单相卢相区进入卢+y两相区的线；2-3和6-7是截面与+三相区的2个面的交线的投影，在截面上是+三相区的2条边线。整个截面如图(a)所示。 ZT截面投影线的5-8是截面与四相平衡平面交线的投影，它在截面图上是一段水平线，在这根线上的5-7和7-8分别和L+以及L+三相区连接，这2个三相区在四相平衡温度之上；5-8和+三相区连接，这个三相区在四相平衡温度之下：7-10和8-10是截面与L+三相区的2个面交线的投影，在截面上是三相区的2条边界，并且这2条线在截面图的边界(它是二元系)是重合的；4-6和4-5是截面与L+三相区的2个面交线的投影，在截面上是三相区的2条边界，这2条线在4位置重合；1-6和6-10分别是截面与和相的液相面交线的投影，它们在截面上是和相的液相线；1-4是截面与相的固相面交线的投影，它们在截面上是y相的固相线；1-3是截面与和)，两相平衡的相互溶度面的交线的投影，在截面上是相溶解度线；3-5是截面与和两相平衡的相互溶度面的交线的投影，在截面上是)，相溶解度线；2-3、3-4和8-9分别是截面与a+三相区的3个面交线的投影，在截面上是+三相区的3条边界线。整个截面图如图(b)所示。 讨论图(a)中的I成分冷却过程的变化。从投影图看，这个成分点和液相面、固相面、(相对的)固态溶解度面及+三相平衡的一个面重叠。从高温冷却下来，首先穿过液相面，发生L反应；然后穿过a固相面，进入单相区；之后穿过+两相平衡面，进入+两相区；最后穿过+三相平衡的一个面，进入+三相区；结果在低温时是+三相。这个成分的冷却曲线如(a)所示。 讨论图(a)中的成分冷却过程的变化。从投影图看，这个成分点和液相面、L+三相平衡的一个面及四相平面重叠。从高温冷却下来，首先穿过液相面，发生L反应；然后穿过L+三相平衡的一个面，发生L+共晶反应；之后到达四相面，发生La+反应；最后进人a+三相区；结果在低温时是+三相。这个成分的冷却曲线如(b)所示。 图(b)的截面。把在投影图上把截面线与各投影线的交点按顺序编号。 XY截面投影线的3-6是截面与四相平衡平面交线的投影，它在截面图上是一段水平线，在这线上的3-4和4-6分别和L+以及L+三相区连接，这2个三相区在四相平衡温度之上；3-5和5-6分别和+以及L+三相区连接，这2个三相区在四相平衡温度之下；1-4和1-3是截面与L+三相区2个面交线的投影，在截面是三相区的2条边界，并且这2条线在截面图的边界(它是二元系)是重合；4-7和6-7是截面与L+三相区2个面交线的投影，在截面上是三相区的2条边界，并且两线在液相线上重合；1-7和7-10分别是截面与和卢相的液相面交线的投影，它们在截面上是和相的液相线；2-3和5-9是截面与+三相区的2个面的交线的投影，在截面上是+三相区的2条边线；5-8和6-8是截面与L+三相区的2个面的交线的投影，在截面上是+三相区的2条边线，它们汇合在一点；8-10是截面与卢固相面以及+两相平衡面交线的投影，在截面上是固相线和+两相区的界线。整个截面图如图(a)所示。 ZT截面没有和四相平面交截。投影线上的1-7是截面与相的液相面交线的投影，它们在截面上是y相的液相线；13是截面与L+a+y三相区的2个面的交线的投影，在截面上是L+三相区的2条边线，它在截面边线上是闭合的；5-7是截面与L+三相区的2个面的交线的投影，在截面上是L+三相区的2条边线，它在截面边线上是闭合的；3-5是截面与的固相面交线的投影，在截面上是y相的固相线；3-4是截面与+两相平衡面的交线的投影，在截面上是+两相区的边线；4-5是截面与+两相平衡面的交线的投影，在截面上是+两相区的边线；2-4和4-6是截面与+三相平衡的2个面交线的投影，在截面上是+三相区的2条边线。整个截面如图(b)所示。 讨论图(b)中的I成分冷却过程的变化：从投影图看，这个成分点和液相面、L+三相平衡的一个面、四相平衡平面、L+三相平衡一个面及+三相平衡的一个面重叠。从高温冷却下来，首先穿过y液相面，发生L反应；然后进入L+三相区，发生L+反应；之后到达四相平衡平面，发生L+匹相反应；四相反应后进入L+三相区，发生L+反应；再进人+两相区，最后穿过三相平衡面进入+三相区，结果在低温时是+三相。这个成分的冷去f曲线如图(a)所示。 讨论图(b)中的成分冷却过程的变化：从投影图看，这个成分点和液相面、L+三相平衡的一个面、L+三相平衡的另一个面及+三相平衡的一个面相重叠。从高温冷却下来，首先穿过液相面，发生La反应；再进入L+三相区，发生L+反应；然后穿过三相平衡的另一个面，到达L+两相区；之后穿过L+三相区，发生L+反应；离开三相区进入+两相区；最后穿过+三相平衡的一个面进入+三相区，结果在低温时是+三相。这个成分的冷却曲线如图b)所示。 7. 不同的应用场合、不同的包装物，对包装材料的力学性能要求是一样的。( )A.错误B.正确参考答案：A8. 球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁为高，这是因为_。球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁为高，这是因为_。石墨呈球状，对基体的割裂作用最小9. 只有切应力才能产生滑移和孪生，并导致塑性变形。( )只有切应力才能产生滑移和孪生，并导致塑性变形。()正确10. 低于912时，金属铁具有的晶格类型是( )。A密排六方晶格B体心立方晶格C面心立方晶格D斜方晶低于912时，金属铁具有的晶格类型是( )。A密排六方晶格B体心立方晶格C面心立方晶格D斜方晶格正确答案：B11. CuZn合金叫WzN=30，求合金中Zn的摩尔分数。CuZn合金叫WzN=30，求合金中Zn的摩尔分数。正确答案：xZn=295xZn=29512. 关于胶合板特性的说法，正确的有( )。A.变形小B.收缩率小C.有裂纹D.无花纹E.极富装饰性参考答案：ABE13. 陶瓷材料具有金属材料和高分子材料所没有的高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、电光、超导、生物相容性等特殊性能，目前已从日用、化工、建筑、装饰发展到微电子、能源、交通及航天等领域，是继金属材料、高分子材料之后的第三大类材料。( )A.错误B.正确参考答案：B14. 大批量生产家用液化气罐，试合理选择材料及成形方法。大批量生产家用液化气罐，试合理选择材料及成形方法。正确答案：Q345(16Mn)圆筒卷制后的一道纵向平焊缝和筒体与两端封头连接的两道环形平焊缝用埋弧焊上封头与瓶嘴的焊接、下封头与底座的焊接两道环形角焊缝用手弧焊。Q345(16Mn),圆筒卷制后的一道纵向平焊缝和筒体与两端封头连接的两道环形平焊缝用埋弧焊,上封头与瓶嘴的焊接、下封头与底座的焊接两道环形角焊缝用手弧焊。15. 9SiCr、GCrl5的预备热处理为_，最终热处理为_。9SiCr、GCrl5的预备热处理为_，最终热处理为_。正确答案：球化退火 淬火+低温回火球化退火淬火+低温回火16. 钢中加入合金元素可提高其强度，合金强化的途径一般有_、钢中加入合金元素可提高其强度，合金强化的途径一般有_、正确答案：固溶强化第二相强化细晶强化；固溶强化,第二相强化,细晶强化；17. 乳液聚合，在反应中聚合热容易导出，故反应易于控制，而且以有机溶剂为介质，价廉而又安全。( )A.错误B.正确参考答案：A18. 从材料4个要素出发，深入到( )，研究材料结构和性质的关系，实现定量化; 按使用性能逐个原子对材料进行组装和裁剪，得到一系列具有理想性质的或新的、甚至出乎预料现象的新颖材料或功能材料。A.电子尺度B.原子尺度C.分子尺度D.原子、电子尺度参考答案：D19. 制造精密量具、长铰刀应用( )钢。AGCrl5B9SiCrCCrWMnD9Mn2V制造精密量具、长铰刀应用( )钢。AGCrl5B9SiCrCCrWMnD9Mn2V正确答案：C20. 金属在_作用下经受_而不_的最大应力值称为金属的疲劳强度。一般规定黑色金属的应力循环金属在_作用下经受_而不_的最大应力值称为金属的疲劳强度。一般规定黑色金属的应力循环周次为_，有色金属为_。正确答案：循环应力 无数次循环 断裂 107 108循环应力无数次循环断裂10710821. 已知混凝土的基准配合比为1:2.1:3.2，W/C=0.6，混凝土拌合物的实测密度为02420kg/m3已知混凝土的基准配合比为1:2.1:3.2，W/C=0.6，混凝土拌合物的实测密度为02420kg/m3，试计算1m3混凝土中各种材料用量。C=351kg/m3，W=211kg/m3，S=737kg/m3，G=1123kg/m322. 纯金属的结晶与同素异构转变都有一个恒温的过程。纯金属的结晶与同素异构转变都有一个恒温的过程。此题为判断题(对，错)。正确答案：23. 简述片状马氏体和片状马氏体性能差别。简述片状马氏体和片状马氏体性能差别。马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。片状马氏体具有高强度、高硬度，但韧性很差，其特点是硬而脆。在具有相同屈服强度的条件下，板条马氏体比片状马氏体的韧性要好得多。其原因在于片状马氏体中微细孪晶亚结构的存在破坏了有效滑移系，使脆性增大；而板条马氏体中的高密度位错是不均匀分布的，存在低密度区，为位错提供了活动的余地，所以仍有相当好的韧性。此外，片状马氏体的碳浓度高，晶格的正方畸变大，这也使其韧性降低而脆性增大，同时，片状马氏体中存在许多显微裂纹，还存在着较大的淬火内应力，这些也都使其脆性增大。所以，片状马氏体的性能特点是硬度高而脆性大。而板条马氏体则不然，由于碳浓度低，再加上自回火，所以晶格正方度很小或没有，淬火应力也小，而且不存在显微裂纹。这些都使得板条状马氏体的韧性相当好。24. 钢的最终热处理一般安排在半精加工之后进行。钢的最终热处理一般安排在半精加工之后进行。此题为判断题(对，错)。正确答案：25. 金属的塑性变形是在_应力作用下，主要通过_来进行的；金属中的位错密度越高，则其强度越_，塑性金属的塑性变形是在_应力作用下，主要通过_来进行的；金属中的位错密度越高，则其强度越_，塑性越_。切$滑移$高$差26. 铁碳合金相图中，渗碳体熔点的点是( )。AG点BC点CD点DE点铁碳合金相图中，渗碳体熔点的点是( )。AG点BC点CD点DE点正确答案：C27. 无论固一液界面微观结构呈粗糙型还是光滑型，晶体生长时液相原子都是一个个地沿着固相面的垂直方无论固一液界面微观结构呈粗糙型还是光滑型，晶体生长时液相原子都是一个个地沿着固相面的垂直方向连接上去的。正确答案：错误；固一液界面微观结构呈粗糙型时晶体生长时液相原子都是一个个地沿着固相面的垂直方向连接上去的。错误；固一液界面微观结构呈粗糙型时,晶体生长时液相原子都是一个个地沿着固相面的垂直方向连接上去的。28. LY12的( )。 A耐蚀性好 B铸造性能好 C时效强化效果好 D压力加工性好LY12的()。A耐蚀性好B铸造性能好C时效强化效果好D压力加工性好C29. 退火是指将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后_的热处理工艺。退火是指将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后_的热处理工艺。正确答案：缓慢冷却(随炉冷却)缓慢冷却(随炉冷却)30. 所有金属和非金属受环境作用产生的劣化变质都是腐蚀。( )A.错误B.正确参考答案：B31. 球化退火适用于_和_，消除钢中网状渗碳体组织。球化退火适用于_和_，消除钢中网状渗碳体组织。正确答案：共析钢 过共析钢共析钢过共析钢32. 黑色金属和大多数有色金属都具有定的塑性，均可在热态下进行变形加工。( )A.错误B.正确参考答案：A33. 简述晶体长大机制和界面形态。简述晶体长大机制和界面形态。长大机制有两种：(1)二维晶核长大机制，(2)螺型位错长大机制。 晶体生长的界面形态：(1)正温度梯度下以平面状态的长大形态，(2)负温度梯度下以树枝状长大。 34. 铝合金人工时效比自然时效所获硬度高、且效率也高，因此多数情况下采用人工时效。( )铝合金人工时效比自然时效所获硬度高、且效率也高，因此多数情况下采用人工时效。()正确35. 加工硬化在金属加工中有什么利弊?加工硬化在金属加工中有什么利弊?金属的加工硬化现象会给金属的进一步加工带来困难，如钢板在冷轧过程中会越轧越硬，以致最后轧不动。另一方面人们可以利用加工硬化现象，来提高金属强度和硬度，如冷拔高强度钢丝就是利用冷加工变形产生的加工硬化来提高钢丝的强度的。加工硬化也是某些压力加工工艺能够实现的重要因素。如冷拉钢丝拉过模孔的部分，由于发生了加工硬化，不再继续变形而使变形转移到尚未拉过模孔的部分，这样钢丝才可以继续通过模孔而成形。36. 下列材料制造的刀具，其红硬性最好的是( )。AT10AB9SiCrCW18Cr4VDCrWMn下列材料制造的刀具，其红硬性最好的是( )。AT10AB9SiCrCW18Cr4VDCrWMn正确答案：C37. (2009年高考题)材料HT200，其中HT表示_，200表示_。(2009年高考题)材料HT200，其中HT表示_，200表示_。正确答案：灰铸铁最低抗拉强度为200兆帕灰铸铁最低抗拉强度为200兆帕38. 冷处理的目的是_，此时发生的残余奥氏体的转变产物为_。冷处理的目的是_，此时发生的残余奥氏体的转变产物为_。减少AR$M39. 淬火钢件回火过程中包括哪些转变过程?淬火钢件回火过程中包括哪些转变过程?(1)马氏体中碳的偏聚； (2)马氏体的分解； (3)残余奥氏体的转变； (4)碳化物的转变； (5)渗碳体的聚集长大和a相的回复和再结晶。 40. 为使65钢得到回火托氏体，应进行( )。 A淬火+中温回火 B淬火+高温回火C淬火+低温回火D直接油冷为使65钢得到回火托氏体，应进行()。A淬火+中温回火B淬火+高温回火C淬火+低温回火D直接油冷A41. 实际金属晶体结构中的晶界属于晶体缺陷中的( )。A.面缺陷B.点缺陷C.线缺陷参考答案：A42. 调质就是_与_相结合的热处理工艺。调质就是_与_相结合的热处理工艺。正确答案：淬火 高温回火淬火高温回火43. 现代工业上习惯把金属分为黑色金属和有色金属两大类，除( )三种金属属于黑色金属之外，其余的所有金属都属于有色金属。A.铁B.锰C.铬D.钒参考答案：ABC44. 武汉长江大桥用A3钢建造，虽然16Mn钢比A3钢贵，但南京长江大桥采用16Mn钢是符合经济性原则的。( )武汉长江大桥用A3钢建造，虽然16Mn钢比A3钢贵，但南京长江大桥采用16Mn钢是符合经济性原则的。()正确45. 汽车板簧应选用( )材料。 A45钢 B60Si2Mn C2Cr13 DQ345汽车板簧应选用()材料。A45钢B60Si2MnC2Cr13DQ345B46. 钢60Si2Mn中的平均含碳量为_，属于_钢。钢60Si2Mn中的平均含碳量为_，属于_钢。正确答案：060 合金弹簧钢60合金弹簧钢47. 弯制V形件时，模具角度和工作角度相比( )。A增加一个回弹角B减小一个回弹角C不需考虑回弹角D弯制V形件时，模具角度和工作角度相比( )。A增加一个回弹角B减小一个回弹角C不需考虑回弹角D减小一个收缩量正确答案：B48. 为使45钢工件具备良好的综合力学性能，通常应在粗机械加工后进行调质处理。( )为使45钢工件具备良好的综合力学性能，通常应在粗机械加工后进行调质处理。()正确49. 锻造与其他毛坯成型工艺相比，具有塑变成型时质量保持不变的特点，不像切削加工那样切除多余的金属成型，也不像铸造、焊接那样积累和增加金属，属无废料或少废料的加工方法。( )A.错误B.正确参考答案：B50. Q235D钢的屈服强度_，D表示_。Q235D钢的屈服强度_，D表示_。正确答案：235MPa 质量等级为D级235MPa质量等级为D级51. Q235一A.F钢的牌号中，屈服强度为_。Q235一A.F钢的牌号中，屈服强度为_。正确答案：235 MPa235MPa52. 碳对铁碳合金的组织和性能有着重大影响，不同成分的铁碳合金在机械性能和工艺性能等方面产生了极碳对铁碳合金的组织和性能有着重大影响，不同成分的铁碳合金在机械性能和工艺性能等方面产生了极大差异。此题为判断题(对，错)。正确答案：53. 高温莱氏体的组织是( )。AA+PB(A+Fe3C)CLdDA+Ld+Fe3C高温莱氏体的组织是( )。AA+PB(A+Fe3C)CLdDA+Ld+Fe3C正确答案：B54. 一般零件均以( )作为热处理技术条件。A强度B塑性C韧性D硬度一般零件均以( )作为热处理技术条件。A强度B塑性C韧性D硬度正确答案：A55. 淬火钢回火的种类一般有_三种，其中要求具有较高硬度和耐磨性的零件宜采用_回火。淬火钢回火的种类一般有_三种，其中要求具有较高硬度和耐磨性的零件宜采用_回火。正确答案：低温回火、中温回火和高温回火低温；低温回火、中温回火和高温回火,低温；56. 求含碳质量分数小于等于0.02%的铁碳合金在室温下的各组织的含量。求含碳质量分数小于等于0.02%的铁碳合金在室温下的各组织的含量。含碳质量分数为0.02%铁碳合金室温下的组织为F+Fe3C F=(6.69-0.02)/(6.69-0.008)100% Fe3C=(0.02-0.008)/(6.69-0.008)100% 57. 共析钢在加热时组织转变，主要包含奥氏体晶粒的形成与长大两个过程。共析钢在加热时组织转变，主要包含奥氏体晶粒的形成与长大两个过程。此题为判断题(对，错)。正确答案：58. 45钢，用作性能要求不高的零件时，可在_状态或正火状态下使用；用作要求良好综合性能的零件时，可进行_45钢，用作性能要求不高的零件时，可在_状态或正火状态下使用；用作要求良好综合性能的零件时，可进行_热处理。退火$调质59. 估计fcc结构以111、100和110作表面在OK的表面能。设升华热为Ls(J/mol)，点阵常数为a。估计fcc结构以111、100和110作表面在OK的表面能。设升华热为Ls(J/mol)，点阵常数为a。升华热相当于把晶体所有结合键断开的能量，现忽略次近邻键，认为升华热只由最近邻键所贡献。设为平均键能，每摩尔有(阿伏伽德罗常数)个原子，fcc结构的配位数为12，最近邻键对数是12/2，所以 晶体表面能的公式是 fcc结构中每个晶胞含4个原子，所以原子体积。 对于111)为表面，单位法线矢量，它割断最近邻的键矢量为。故表面能为 对于110为表面，单位法线矢量，它割断最近邻的键矢量为，因为(110)面的面间距为穿过两个(110)面，所以对于110方向的键矢量为110。表面能为 对于lOO为表面，单位法线矢量n=100，它割断最近邻的键矢量为101、011、011和011。故表面能为 另外，我们可以用简单的比较直观的方法计算。 对于111为表面，在图(b)所表示的面积中，共含2个原子(顶角的原子只有1/6属于这块面积，边上的原子有1/2属于这块面积)。每个原子在空间有12个最近邻，但在(111)面上，每个原子和相邻的(111)面只有3个最近邻(图a中3个深色的原子)，即以(111)面为表面，每个原子切断3个最近邻键。而图(b)所表为：的面积的大小为，所以表面能为 对于110为表面，在图(b)所表示的面积中，共含2个原子(顶角的原子只有1/4属于这块面积，边上的原子有1/2属于这块面积)。在(110)面上，每个原子和最近邻层的(110)面有4个最近邻和次近邻层有1个最近邻(图a中5个深色的原子)，即以(110)面为表面，每个原子切断5个最近邻键。图(b)所表示的面积的大小为，所以表面能为 对于100为表面，在图(b)所表示的面积中，共含2个原子(顶角的原F只 有1/4属于这块面积)。在(001)面上，每个原子和最近邻层的(001)面有4个最近邻(图a中4个深色的原子)，即以(001)面为表面，每个原子切断4个最近邻键。图(a)所表示的面积的大小为，所以表面能为 后面的计算和前面的计算所得结果是相同的。 60. 常用于制造轧钢机机架、轴承座、缸体、箱体的材料是( )。AHT300BQT700-2CZG270500DHT100常用于制造轧钢机机架、轴承座、缸体、箱体的材料是( )。AHT300BQT700-2CZG270500DHT100正确答案：C