东北大学21秋《材料科学导论》在线作业二答案参考61

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1、东北大学21秋材料科学导论在线作业二答案参考1. 20CrMnTi与1Cr18Ni9Ti中的Ti都是起细化晶粒作用。( )20CrMnTi与1Cr18Ni9Ti中的Ti都是起细化晶粒作用。()错误2. 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

2、。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

3、),即得材料的泊松比3. 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/m34. 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：B5. 在A卜Ag合金中从Al为基的固溶体

4、中析出富Ag相，在Al-Cu合金中从A1为基的固溶体中析出富Cu相。A1、Ag和Cu的原子在A卜Ag合金中从Al为基的固溶体中析出富Ag相，在Al-Cu合金中从A1为基的固溶体中析出富Cu相。A1、Ag和Cu的原子半径分别为1.43nm、1.44nm和1.28nm。若简单地由原子半径估计错配度，并简单地认为析出物的非共格界面能为0.5J/m2，共格界面能为0.05J/m2。A1的切变模量，又设析出物自的切变模量和Al的相同，估计这两种析出物丧失共格的尺寸。对于Al-Ag合金，析出物与基体间的错配度为- 因析出物的错配度为 对于A1-cu合金，析出物与基体间的错配度为 因析出物的错配度0.05，

5、它是圆片状，按10-6题导出的式子，丧失共格的尺寸为 6. 冷加工金属经再结晶退火后，下列说法( )是错误的。 A其晶粒形状会改变 B其力学性能会发生改变 C其晶格冷加工金属经再结晶退火后，下列说法()是错误的。A其晶粒形状会改变B其力学性能会发生改变C其晶格类型会发生改变D其晶粒大小会发生改变C7. 金属铸造锭的组织常分为三层，即外层的_、次层的_和中心的_。金属铸造锭的组织常分为三层，即外层的_、次层的_和中心的_。细晶区$柱状晶区$等轴晶区8. 弹簧用60Si2Mn制造，其最终热处理是( )。A调质B淬火C淬火+中温回火D淬火+低温回火弹簧用60Si2Mn制造，其最终热处理是( )。A调

6、质B淬火C淬火+中温回火D淬火+低温回火正确答案：C9. 新型建材逐步替代传统材料，对于减重、节能、节土、节木、抗震、保护生态环境、隔音、保温、改善建筑功能都具有十分重要的作用。( )A.错误B.正确参考答案：B10. 金属材料发生弹性变形后，其内部组织与性能也发生变化。金属材料发生弹性变形后，其内部组织与性能也发生变化。此题为判断题(对，错)。正确答案：11. 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12. 材料的制备技术和成型加工技术

7、是一个国家经济发达程度的标志之一。这是因为最终体现材料作用的是其制品的( )，材料只有经过各种成型加工手段，形成最终产品(制品)，才能体现其功能和价值。A.品种B.数量C.质量D.以上所有参考答案：D13. 一般在室温下，细晶粒金属具有较高的_；对于中、小型铸件，若要细化晶粒宜采用_的方法。一般在室温下，细晶粒金属具有较高的_；对于中、小型铸件，若要细化晶粒宜采用_的方法。正确答案：强度和硬度增加过冷度强度和硬度增加过冷度14. 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：A15. 高速钢反复锻造的目的是_，W18Cr4V钢采用高温淬火的目的是_，经

8、三次高温高速钢反复锻造的目的是_，W18Cr4V钢采用高温淬火的目的是_，经三次高温回火后的组织是_.正确答案：消除粗大鱼骨状碳化物保证有足够的合金元素溶入奥氏体中提高热硬性回火马氏体+合金碳化物+少量残余奥氏体；消除粗大鱼骨状碳化物,保证有足够的合金元素溶入奥氏体中提高热硬性,回火马氏体+合金碳化物+少量残余奥氏体；16. 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：ABC17. 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

9、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：C18. 材料增强的种类有( )。A.颗粒增强B.晶须C.纤维增强D.上述所有参考答案：D19. 螺杆压出机的开发与应用使橡胶压出生产效率及自动化程度大大提高它可将大块的橡胶料不断地喂进压出机，并被压制成为半成品形状。( )A.错误B.正确参考答案：A20. 拉深时用_来衡量变形程度，该值一般取_，若太小则可采用_方法。拉深时用_来衡量变形程度，该值一般取_，若太小则可采用_方法。正确答案：扣模、筒模和合模；扣模、筒模和合模；21. 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

10、参考答案：ABE22. 对要求表面硬、耐磨性好、心部强韧性好的重载齿轮，则通常选用_钢经_热处理制造。对要求表面硬、耐磨性好、心部强韧性好的重载齿轮，则通常选用_钢经_热处理制造。渗碳$渗碳+淬火+低温回火23. 为什么过冷液体形核要求晶核具有一定的临界尺寸?为什么过冷液体形核要求晶核具有一定的临界尺寸?在过冷液体中出现晶胚时，一方面原子从液态转变为固态将使系统的自由能降低，它是结晶的驱动力；另一方面，由于晶胚构成新的表面，形成表面能，从而使系统的自由能升高，它是结晶的阻力。当rrk时，随着晶胚尺寸r的增大，则系统的自由能增加，显然这个过程是不能自动进行，这种晶胚不能成为稳定的晶胚，而瞬时形成

11、，又瞬时消失。但当rrk时，则随着晶胚尺寸的增大，伴随着系统自由能的降低，这一过程可以自动进行，晶胚可以自发地长大成稳定的晶核，将不再消失。24. 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

12、胶的状态方程为 得 又 得 25. 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。26. 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：27. 简述铸锭的组织和性能与偏析缺陷类型。简述铸锭的组织和性能与偏析缺陷类型。(1)铸锭

13、组织一般由三区组成：外表层的细晶区、中间的柱状晶区、心部的等轴晶区；外表层的细晶区：晶粒细小、组织致密、力学性能良好；中间的柱状晶区：晶粒取向、组织致密、缺陷聚集、塑性较差；心部的等轴晶区：晶粒无方向性、树枝状晶体、组织不够致密、性能一般。 (2)偏析缺陷类型：显微偏析和区域偏析两大类，区域偏析还包括正偏析、反偏析、比重偏析。 28. 早在2000多年前，希腊和古罗马人就将石灰和火山灰的混合物作建筑材料，这是最早应用的水泥。( )A.错误B.正确参考答案：A29. 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

14、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。 30. 渗碳钢都是低碳碳素结构钢或低碳合金钢。渗碳钢都是低碳碳素结构钢或低碳合金钢。此题为判断题(对，错)。正确答案：31. 中国古代使用的钱币铜板是纯铜(紫铜)制造，而中间有方空的铜钱是属于青铜。中国古代使用的钱币铜板是纯铜(紫铜)制造，而中间有方空的铜钱是属于青铜。此题为判断题(对，错)。正确答案：32. 硬质合金是将某些难熔的_粉末和金属粘结剂(如_等)混合，加压成型，再经烧结而制成的金属陶瓷。硬质合金是将某些难熔的_粉末和金属粘结剂(如_等)混合，加压成型，再经烧结而制成的金属陶瓷。碳化物$Co、Ni

15、33. 焊接性能主要与金属材料的化学成分有关，尤其与碳的影响最大。焊接性能主要与金属材料的化学成分有关，尤其与碳的影响最大。此题为判断题(对，错)。正确答案：34. 若空位形成能为73kJtool，晶体从1000K淬火至室温(约300K)，b约为0.3nm，问刃位错能否攀移?若空位形成能为73kJ/tool，晶体从1000K淬火至室温(约300K)，b约为0.3nm，问刃位错能否攀移?35. 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：C36. 5CrNiMo和3Cr2W8V同属热作模具钢，使用上是否

16、有区别?为什么?5CrNiMo和3Cr2W8V同属热作模具钢，使用上是否有区别?为什么?有区别，5CrNiMo主要用于制作热锻模，3Cr2W8V主要用于制作热挤压模、压铸模等。它们使用上有区别的原因是由于含合金元素的种类及数量不同，致使其高温强度、耐磨性、热稳定性、韧性等均不相同。相比较而言，5CrNiMo钢有高的淬透性和良好的综合力学性能，而3Cr2W8钢具有更高的高温强度、耐磨性和热稳定性等故应用不同。37. 亚共析钢加热至Ac1和Ac3之间将获得奥氏体+铁素体二相组织，在此区间，奥氏体的碳质量分数总是大于钢的碳质量亚共析钢加热至Ac1和Ac3之间将获得奥氏体+铁素体二相组织，在此区间，奥

17、氏体的碳质量分数总是大于钢的碳质量分数。()正确38. 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：39. 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：40. 与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些?与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些?(1)通过热加工，可使铸态金属中的气孔焊合，从而使其致密度得以提高。

18、(2)通过热加工可使铸态金属中的枝晶和柱状晶破碎，从而使晶粒细化，力学性能提高。 (3)通过热加工，可使铸态金属中的枝晶偏析和非金属夹杂分布发生改变，使它们沿着变形的方向细碎拉长，形成热压力加工“纤维组织”(流线)，使纵向的强度、塑性和韧性显著大于横向。如果合理利用热加工流线，尽量使流线与零件工作时承受的最大拉应力方向一致，而与外加切应力或冲击力相垂直，可提高零件使用寿命。 41. 设母相(fcc结构)的，最近邻原子间距为0.14nm。若在刃位错上形核，如果简单地假设核心是圆柱状，长度为直径的两设母相(fcc结构)的，最近邻原子间距为0.14nm。若在刃位错上形核，如果简单地假设核心是圆柱状，

19、长度为直径的两倍，又设位错密度为(简单地认为都是刃位错)，每原子面长度位错线上包含10个原子。大致估计ln(/)，利用题的结果，求核心的临界直径。在位错上形成圆柱状核心的临界半径为 式中，。利用第104题的数据，形核驱动力。临界半径为 上式得及。=6.2m是临界半径，3.80m大小相当位错的。临界形核功为 单位长度位错所占的体积，n为原子体积。现在是fcc结构，点阵常数，1个晶胞含有4个原子，原子体积是 故单位长度位错所占的体积。单位体积中位错所占的体积Vd匀 按10-4题数据，温度为600K，在晶内形成非共格核心所需的形核功，故在位错上形核率与在晶内形核率之比 这个结果说明在位错上形核是主要

20、的，在晶内均匀形核可以忽略。 42. 共析线是指_线，常称_线。共析线是指_线，常称_线。正确答案：PSK A1PSKA143. 铁的同素异构转变是钢铁能够进行热处理的重要依据。铁的同素异构转变是钢铁能够进行热处理的重要依据。此题为判断题(对，错)。正确答案：44. 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45. 合金钢20Cr从含合金元素总量看是属于( )。A低碳钢B低合金钢C中合金钢D高合金钢合金钢20Cr从含合金元素总量看是属于( )。A低碳钢B低合金钢C中合金

21、钢D高合金钢正确答案：A46. 综合画出冷变形金属在加热时的组织、性能、内应力、晶粒尺寸变化示意图。综合画出冷变形金属在加热时的组织、性能、内应力、晶粒尺寸变化示意图。正确答案：参考图81。rn参考图81。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. C618机床变速箱齿轮工作转速较高，性能要求：齿的表面硬度5056HRC，齿心部硬度2225HRC，整体强度b=760800MPC618机床变速箱齿轮工作转速较高，

22、性能要求：齿的表面硬度5056HRC，齿心部硬度2225HRC，整体强度b=760800MPa，整体韧性K=4060J/cm2，应选下列哪种钢并进行何种热处理?35，45，20CrMnTi，38CrMoAlA，OCr18Ni9Ti，T12，W18Cr4V选45钢，进行调质+高频表面淬火+低温回火。49. 设一钢板在920分隔两种气氛，钢板的厚度为lOmm，原始碳含量(C)为0.1%，钢板一侧和气氛的平衡碳势为0.9%，另一设一钢板在920分隔两种气氛，钢板的厚度为lOmm，原始碳含量(C)为0.1%，钢板一侧和气氛的平衡碳势为0.9%，另一侧为0.4%。求20h后钢板的浓度分布。问经历多长时间

23、钢板内的扩散达到平稳态?此时碳以多大的流量从钢板的一侧扩散到另一侧?(用数值解。)解按教材第4章附录给出的程序，设时间步长为720s，距离步长为0.25mm。 则 求解是稳定的。=0.1、。20h后的浓度分布数据如下表所示，l=0，C0.9。浓度沿板厚的分布如图所示。 l/mm (C)/% l/mm (C)/% l/mm (C)/% l/mm (C)% 0.25 0.50.751.001.251.501.752.002.252.50 0.75352620.61470780.49001160.38383220.29810850.23247040.18478870.15191430.1393032

24、0.1170093 2.753.003.253.503.754.004.254.504.755.00 0.10909820.10465130.10227290.10106180.10047430.10020270.10008920.10003260.10001270.1000060 5.255.505.756.006.256.506.757.007.257.50 0.10000610.10001270.10003120.10007610.10017790.10039820.10085240.10174430.10341190.1063785 7.758.008.258.508.759.009.

25、259.509.7510.0 0.11139750.119 6790.13179580.14967640.17429070.206 3710.24625440.29301540.34507230.4000000 通过计算机的计算可知，经过506.6小时后，板内的浓度不再变化，扩散达到平稳态。 50. 金属材料的主要成型方法有：( )等。A.液态成型B.塑变成型C.锻压成型D.机械加工参考答案：AB51. 钢中Me含量越高，其淬透性越好。( )钢中Me含量越高，其淬透性越好。()错误52. 武汉长江大桥用Q235钢建造，虽然Q345(16Mn)钢比Q235钢贵，但南京长江大桥采用Q345钢是符合

26、经济性武汉长江大桥用Q235钢建造，虽然Q345(16Mn)钢比Q235钢贵，但南京长江大桥采用Q345钢是符合经济性原则的。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：53. -般而言，沥青混合料的动稳定度越大，其高温抗车辙性能越差。( )-般而言，沥青混合料的动稳定度越大，其高温抗车辙性能越差。()错误54. 在恒温下一定质量分数(成分)的液体同时结晶出现两种不同而又有固定成分的新固相，这一过程称之为_反应，在恒温下一定质量分数(成分)的液体同时结晶出现两种不同而又有固定成分的新固相，这一过程称之为_反应，它所形成的产物叫_组织。共晶$共晶体55. 简述片状马氏体和片状马氏体性能差别。简述片状

27、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

28、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。56. 纯铁在1000时为( )晶格A体心立方B面心立方C密排六方D斜方纯铁在1000时为( )晶格A体心立方B面心立方C密排六方D斜方正确答案：B57. 含碳量在211669的铁碳合金从液体冷却到ECF线时会发生共晶转变，共晶体组织为( )。A(A+Fe3含碳量在211669的铁碳合金从液体冷却到ECF线时会发生共晶转变，共晶体组织为( )。A(A+Fe3C1)BAC(P+Fe3C1)DLd正确答案：A58. 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：A59. 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：ABC60. 用同一化学成分的液态合金浇注同一形状和尺寸的铸件。若砂型铸件的强度为R砂，金属型铸件的强度为R用同一化学成分的液态合金浇注同一形状和尺寸的铸件。若砂型铸件的强度为R砂，金属型铸件的强度为R压，压力铸件的强度为R压，则有( )。AR砂=R金=R压BR砂R金R压CR砂金压DR砂金R压正确答案：D