东北大学21秋《材料科学导论》复习考核试题库答案参考套卷57

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1、东北大学21秋材料科学导论复习考核试题库答案参考1. 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2. 马氏体晶格为碳原子位于晶格间隙位置的_晶格。马氏体晶格为碳原子位于晶格间隙位置的_晶格。正确答案：体心立方体心立方3. 晶体的结构定出了之后，如得知原子半径r即可求出表示晶格大小的常数(晶格常数a)。晶体中的原子具有规则而有序的排列，因此可以借助子X射线衍射法确定结构，求出晶格常数a，由此来求出原子半径r。( )A.错误B.正确参考答案：B4. 现有下列铸铁，请按用途选材：HT250KTH350-10OT

2、600-2 A机床床身( ) B柴油机曲轴( ) C汽车前后轮壳现有下列铸铁，请按用途选材：HT250KTH350-10OT600-2A机床床身()B柴油机曲轴()C汽车前后轮壳()$5. FM广播、TV以及导航移动通信均属于哪一波段通信?FM广播、TV以及导航移动通信均属于哪一波段通信?正确答案：均属于超短波波段通信。均属于超短波波段通信。6. 短时间内以较高速度作用于零件上的载荷为( )。A交变载荷B静载荷C冲击载荷D特变载荷短时间内以较高速度作用于零件上的载荷为( )。A交变载荷B静载荷C冲击载荷D特变载荷正确答案：C7. 简述金属的塑性变形受哪些因素影响。简述金属的塑性变形受哪些因素影

3、响。正确答案：金属的塑性变形受以下因素影响：rn (1)晶粒位向的影响。由于多晶体中各个晶粒的位向不同在外力作用下当处于滑移位置的晶粒要进行滑移时必然受到周围位向不同的其他晶粒的约束使滑移增加从而提高塑性变形抗力。rn(2)晶界的作用。晶界处原子排列紊乱阻碍位错的移动因而阻碍了滑移。晶界越多塑性变形抗力越大。rn(3)晶粒大小影响。在一定体积的晶体内晶粒的数目越多晶粒就越细并且不同位向的晶粒也越多因而塑性变形抗力也越大。金属的塑性变形受以下因素影响：(1)晶粒位向的影响。由于多晶体中各个晶粒的位向不同,在外力作用下,当处于滑移位置的晶粒要进行滑移时,必然受到周围位向不同的其他晶粒的约束,使滑移

4、增加,从而提高塑性变形抗力。(2)晶界的作用。晶界处原子排列紊乱,阻碍位错的移动,因而阻碍了滑移。晶界越多,塑性变形抗力越大。(3)晶粒大小影响。在一定体积的晶体内,晶粒的数目越多,晶粒就越细,并且不同位向的晶粒也越多,因而塑性变形抗力也越大。8. 简述不锈钢的合金化原理。Crl2MoV钢中wCr117，但它并不是不锈钢，这是为什么?能通过热处理的方法简述不锈钢的合金化原理。Crl2MoV钢中wCr117，但它并不是不锈钢，这是为什么?能通过热处理的方法使它变为不锈钢吗?正确答案：合金化原理：加入合金元素在钢的表面形成稳定、致密而牢固的钝化膜提高铁基固溶体的电极电位或使钢得到单相组织。rn 因

5、为Cr能使钢耐蚀的主要原因是：当Cr在铁基固溶体的溶人量wCr117时可以显著提高铁基体的电极电位。如果Cr在铁基固溶体的溶人量低于117则电极电位不能明显提高也就不能提高钢的耐蚀性。Crl2MoV钢中虽然wCr117但是由于该钢中含碳量高会形成大量的Cr23C6这样Cr在铁基体的溶入量就会低于117不能明显提高铁基体的电极电位不能提高钢的耐蚀性所以Crl2MoV钢不是不锈钢也不能通过热处理的方法使它变为不锈钢。合金化原理：加入合金元素,在钢的表面形成稳定、致密而牢固的钝化膜,提高铁基固溶体的电极电位或使钢得到单相组织。因为Cr能使钢耐蚀的主要原因是：当Cr在铁基固溶体的溶人量wCr117时,

6、可以显著提高铁基体的电极电位。如果Cr在铁基固溶体的溶人量低于117,则电极电位不能明显提高,也就不能提高钢的耐蚀性。Crl2MoV钢中,虽然wCr117,但是由于该钢中含碳量高,会形成大量的Cr23C6,这样Cr在铁基体的溶入量就会低于117,不能明显提高铁基体的电极电位,不能提高钢的耐蚀性,所以Crl2MoV钢不是不锈钢,也不能通过热处理的方法使它变为不锈钢。9. 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：B10. 大多数

7、低合金高强度结构钢是在热轧或正火状态下使用，一般不再进行热处理。大多数低合金高强度结构钢是在热轧或正火状态下使用，一般不再进行热处理。此题为判断题(对，错)。正确答案：11. 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：C12. P类硬质合金是_的英文代号，该类硬质合金刀具适合加工_材料。P类硬质合金是_的英文代号，该类硬质合金刀具适合加工_材料。正确答案：钨钴钛类硬质合金 塑性钨钴钛类硬质合金塑性13. 钢的淬硬性主要取决于( )。 A含碳量 B冷却速度 C合金元素含量钢的淬硬性主要取决于()。A含

8、碳量B冷却速度C合金元素含量A14. 黄铜(CtaZn)具有B2结构，其Zn与Cu原子之比为46：54，在450C时若有90%的(1/2 1/2 1/2)位置被铜原子占据，问有多黄铜(CtaZn)具有B2结构，其Zn与Cu原子之比为46：54，在450C时若有90%的(1/2 1/2 1/2)位置被铜原子占据，问有多少百分数的(0 0 0)位置被铜原子占据?B2结构如上题的图2-2所示，当合金成分是计量成分(即Zn与Cu原子之比为1：1)时，黑(1/2 1/2 1/2)位置和白(0 0 0)位置的圆分别是Cu和Zn原子。现在Zn与Cu原子之比为46：54，设Cu在(0 0 0)位置所占的分数为

9、x，根据题意有 0.90.5+0.5x=0.54故 即有18%的Cu原子处在(0 0 0)位置。 15. 为什么说通过淬火得到马氏体是钢的最经济而有效的强化方法?为什么说通过淬火得到马氏体是钢的最经济而有效的强化方法?马氏体具有高的强度和硬度。马氏体的强化充分而合理地利用了四种强化机制：固溶强化、相变强化、沉淀强化和细晶强化，强化效果特别显著。要得到马氏体，工艺过程并不复杂，只需将钢淬火即可。所以说通过淬火得到马氏体是钢的最经济而有效的强化方法。16. 金属材料的性能是机械零件设计中选材的主要依据，也是在加工过程中合理选择加工方法、切削用量、刀金属材料的性能是机械零件设计中选材的主要依据，也是

10、在加工过程中合理选择加工方法、切削用量、刀具几何参数的重要保证。此题为判断题(对，错)。正确答案：17. 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：A18. 零件在外力作用下形状和尺寸发生的改变称为( )。A强度B塑性C硬度D变形零件在外力作用下形状和尺寸发生的改变称为( )。A强度B塑性C硬度D变形正确答案：D19. 下列金属材料在其他条件相同时焊接性最好的是( )。A灰铸铁B球墨铸铁C高碳钢D低碳钢下列金属材料在其他条件相同时焊接性最好的是( )。A灰铸铁B球墨铸铁C高碳钢D低碳钢正确答案：D20. 常用45钢制造机械零件，这是因为其

11、( )。A属于中碳钢B具有良好的综合力学性能C具有良好的硬度常用45钢制造机械零件，这是因为其( )。A属于中碳钢B具有良好的综合力学性能C具有良好的硬度和强度D价格便宜正确答案：B21. 为了处理成分复杂的难选矿石，还有可以与机械选矿法联合使用的化学选矿方法，即采用( )处理。A.草酸盐酸B.盐酸C.硫酸D.上述所有参考答案：D22. 超导合金是超导材料中( )的超导体，是早期最具有使用价值的超导材料。A.磁场强度低B.机械强度最高C.应力应变小D.以上所有参考答案：D23. 用电测法通过拉伸实验测量材料的泊松比，试确定测试方案，并建立泊松比与应变仪读数应变R之间的用电测法通过拉伸实验测量材

12、料的泊松比，试确定测试方案，并建立泊松比与应变仪读数应变R之间的关系。已知材料的弹性模量为E；拉伸试样横截面面积为A。正确答案：(1)布片方案rn 在拉伸试样的左右对称两侧面上各沿轴向、横向粘贴一应变片如图13-10a所示。rnrn (2)组桥方案rn 全桥接线如图13-10b所示。rn (3)应变仪读数应变rnrn式中N、N分别为轴向拉力F引起的轴向应变、横向应变；M、M分别为因拉伸试样可能存在的初始曲率导致的附加弯矩引起的轴向应变、横向应变。rn 根据胡克定律和拉伸正应力计算公式rnrn将式(b)代入式(a)即得材料的泊松比rn(1)布片方案在拉伸试样的左右对称两侧面上各沿轴向、横向粘贴一

13、应变片,如图13-10a所示。(2)组桥方案全桥接线,如图13-10b所示。(3)应变仪读数应变式中,N、N分别为轴向拉力F引起的轴向应变、横向应变；M、M分别为因拉伸试样可能存在的初始曲率导致的附加弯矩引起的轴向应变、横向应变。根据胡克定律和拉伸正应力计算公式将式(b)代入式(a),即得材料的泊松比24. 各种工具要求硬度及耐磨性好，则应选用含碳量( )的钢。A较高B较低C小于04D大于2各种工具要求硬度及耐磨性好，则应选用含碳量( )的钢。A较高B较低C小于04D大于2正确答案：A25. 钢的淬火是将钢加热到_以上的一定温度，保温一定时间，然后以_临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏钢的淬火

14、是将钢加热到_以上的一定温度，保温一定时间，然后以_临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为_或_组织的热处理工艺。临界温度$大于$马氏体$贝氏体26. 汽车传动轴在工作过程中所受到的载荷是( )。A弯曲载荷B压缩载荷C拉伸载荷D扭转载荷汽车传动轴在工作过程中所受到的载荷是( )。A弯曲载荷B压缩载荷C拉伸载荷D扭转载荷正确答案：D27. 近年来红外技术的飞速发展，涌现出许多新型红外材料和器件。红外滤光材料要求在光谱的( )，具有最大的积分透射系数。此外，光谱透射曲线的前部越陡越好。A.紫外线区B.超紫外线区C.红外区域内D.可见光区参考答案：C28. 调质就是_与_相结合的热处理工艺。调质

15、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29. 普通低合金结构钢具有良好的塑性是由于( )。A含碳量低B单相固溶体C晶粒细小D过热敏感性小普通低合金结构钢具有良好的塑性是由于( )。A含碳量低B单相固溶体C晶粒细小D过热敏感性小正确答案：A30. 为调整硬度，便于机械加工，低碳钢、中碳钢和低碳合金钢在锻造后一般应采用正火处理。( )为调整硬度，便于机械加工，低碳钢、中碳钢和低碳合金钢在锻造后一般应采用正火处理。()正确31. 有一矩形交联的橡胶样条长100mm，宽40mm，厚度为5mm，在26.85时，用10N的力可将其沿长度方向拉伸至原长的两倍，有一矩形交联的橡胶样

16、条长100mm，宽40mm，厚度为5mm，在26.85时，用10N的力可将其沿长度方向拉伸至原长的两倍，如果该橡胶的密度为900kg/m3，计算该橡胶网链的平均分子量。已知l=100mm，=40mm，t=5mm，T=26.85=300K，F=10N，=900kg/m3，=2，k=1.3810-23J/K 橡胶的状态方程为 得 又 得 32. 整体式芯盒上面设置大的平面敞口，一般是形成铸件较重要的面。( )整体式芯盒上面设置大的平面敞口，一般是形成铸件较重要的面。( )参考答案：33. 金属化合物的强度、硬度高，而塑性、韧性差。金属化合物的强度、硬度高，而塑性、韧性差。错误金属化合物的硬度高，强

17、度不一定高。34. 纯铁发生a多形性转变，设界面是非共格的，估计在1150K以及900K时a-Fe界面迁移速度。晶界扩散激活能近似为120纯铁发生a多形性转变，设界面是非共格的，估计在1150K以及900K时a-Fe界面迁移速度。晶界扩散激活能近似为120kJ/mol，原子间距0.248nm。两相的摩尔自由能差为其中系数：温度范围/KABCDE740T860-2696931294.373-2.2882421.7794-5.156663860T9405442896-24104.3140.02958-2.9535378.167968940T1080243631.7-932.28321.350039

18、-8.7369772.1262651080T1240587297-1967.5622.473726-1.3827982.898708解根据上表的数据，1150K的RT=8.3141150J/mol=9561.1J/mol； 900K的RT=8.3 14900J/mol=7482.6J/mol； 因为在这两个温度下，多形性转变界面迁移速度简化为 晶界扩散系数，简单假设晶界厚度d6，原子振动顷率则在1150K温度下界面迁移速度为 在900K温度下界面迁移速度为 结果表明，在这两个温度下的界面迁移速度差不多相等，这是因为有两个相反的因素起作用：温度高时扩散速度快，但是界面迁移的驱动力小；反之，温度低

19、时扩散速度慢，但是界面迁移的驱动力大。所以导致在这两个温度下界面迁移的速度相近。 35. 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；36. 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：37. 若在过冷液体中，外加10000颗形核剂，则结晶后可以形成10000颗晶粒。若在过冷液体中，外加10000颗形核剂，则结晶后可以形成100

20、00颗晶粒。错误结晶后可以形成数万颗晶粒。38. 成分过冷是什么?成分过冷是什么?正确答案：凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化，引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷，称为成分过冷。由界面前方的实际温度和液相线温度分布两者共同决定。39. 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

21、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。40. 高分子材料的断裂韧性普遍较低，只有用玻璃纤维增强的塑料才有较高的断裂韧性。( )A.错误B.正确参考答案：B41. 塑性变形除了影响力学性能外，还会使金属材料的物理、化学性能发生变化。塑性变形除了影响力学性能外，还会使金属材料的物理、化学性能发生变化。此题为判断题(对，错)。正确答案：42. 腐蚀防护有三大要素：( )这三者几平同等重要。A.材料B.环境C.设计D.材料选择参考答案：ABC43. 在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少(即确

22、定其再结晶退火的温度，铜的熔点为1 083)?在拉拔铜材的过程中，需要进行中间退火时，其退火温度约为多少(即确定其再结晶退火的温度，铜的熔点为1 083)?再结晶温度TR0.4(1083+273) -273=269.4270 铜的再结晶退火温度TZ=TR+(100200) =370470 44. 材料选样的五个目的（名词解释）材料选样的五个目的（名词解释）参考答案：(1)辅助设计.(2)辅助概预算。(3)辅助工程甲方理解设计。(4)材料选样可作为工程验收的依据之一。(5)材料选样可作为施工方提供采购及处理饰面效果的示范依据。45. 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

23、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；46. 沥青混合料中，沥青与矿料发生吸附作用，形成扩散结构膜称为_沥青，可改善沥青原有_的性质。沥青混合料中，沥青与矿料发生吸附作用，形成扩散结构膜称为_沥青，可改善沥青原有_的性质。结构$粘性47. 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：ABC48. 汽车后桥的外壳选用( )制造。AHT300BQT700-2CKTH35010D65汽车后桥的外壳选用( )制造。AHT3

24、00BQT700-2CKTH35010D65正确答案：C49. 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

25、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

26、(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

27、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。 50. 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。