工程材料第1阶段测试题.doc

江南大学现代远程教育2013年上半年第一阶段测试卷
考试科目:《工程材料》绪论至第二章 （总分100分）
时间：90分钟

一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。）
1. 工程中常根据（ C ）确定材料许用应力。
A．弹性极限 B．抗拉强度Rm
C．屈服强度Rp0.2 D．疲劳强度σ-1
2．拉伸试验时，低碳钢拉伸曲线上应力超过最高点后表明试样开始产生（ D ）变形。
A．均匀弹性 B．不均匀弹性
C．均匀塑性 D．不均匀塑性
3．αK值小的金属材料表现为（ D ）。
A．塑性差 B．强度低
C．疲劳强度低 D．韧性差
4．测定铸铁的硬度，应采用（ A ）。
A．HBW B．HRC
C．HRA D．HV
5．实际晶体中的线缺陷表现为（ C ）。
A．空位 B．间隙原子
C．位错 D．晶界
6．承受交变应力的零件选材应以材料的（ D ）为依据。
A．弹性极限 B．抗拉强度Rm
C．屈服强度Rp0.2 D．疲劳强度σ-1
7．能使单晶体金属产生塑性变形的应力主要为（ B ）。
A．正应力 B．切应力
C．复杂应力 D．临界正应力
8．在三种常见的金属晶体结构中，原子排列最疏松的是（ A ）。
A．体心立方晶格 B．面心立方晶格
C．密排六方晶格 D．三种都一样
9．工程上使用的金属材料一般是（ C ）的。
A．各向同性 B．各向异性
C．伪各向同性 D．伪各向异性
10．金属化合物与一般化合物不同之处是具有（ D ）。
A．低的硬度 B．良好的综合力学性能
C．良好的加工性能 D．金属特性

二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。在每小题列出的五个选项中有2至5个选项是符合题目要求的。多选、少选、错选均无分。)
1. 工程材料按其使用功能分为（ B ）（　D ）（　 ）（　 ）（ ）等几大类。
A．金属材料 B．结构材料 C．高分子材料
D．功能材料 E．复合材料
2. 通过拉伸试验可以得到的力学性能指标有（ A ）（　D ）（　 ）（　 ）（ ）。
A．弹性极限 B．抗拉强度Rm C．疲劳强度σ-1
D．断后伸长率A E．断面收缩率Z
3．金属晶体中最常见的晶格类型有（ B ）（　C ）（　D ）（　 ）（ ）。
A．体心正方 B．体心立方 C．面心立方
D．面心正方 E．密排六方
4．金属化合物具有（ B ）（　C ）（　E ）（　 ）（ ）的性能特点。
A．熔点低 B．熔点高 C．硬度高
D．硬度低 E．脆性大
5．多晶体与单晶体相比，其力学性能表现为（ E ）（　C ）（　E ）（　 ）（ ）。
A．强度低 B．强度高 C．塑性好
D．塑性差 E．韧性好

三、是非题（本题共10小题，每小题1分，共10分。你认为对的打 “√”，错的打“×”，不需要改错。）
1． 金属材料的弹性模量E越大，则其塑性越差。（ × ）
2． 金属材料的强度越高，则其冲击韧度越低。（ × ）
3． 洛氏硬度试验因压痕较小，代表性差，故不适合大批量生产零件的检验。（ × ）
4． 材料和尺寸相同的试样，表面光滑者比表面有微裂纹者的疲劳强度为高。（ √ ）
5． 一般来说，材料的硬度越高，耐磨性越好。（ √ ）
6． 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同的。（ × ）
7． 金属多晶体是由许多结晶方向相同的单晶体组成的。（ × ）
8． 金属晶体各向异性的产生，与不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，致使原子间的结合力大小不同等因素密切相关。（ √ ）
9．由于大多数固态金属都是晶体，所以它们都具有各向异性。（ × ）
10．金属中晶体缺陷的存在会使金属的力学性能降低，故通常希望金属中的晶体缺陷越少越好。（ × ）

四、填空题（本题共5小题，每空1分，共10分）
1．机械工程材料按其开发、使用时间的长短及先进性分为 传统材料 和 新型材料 两类。
2．材料的力学性能是材料在一定环境因素下承受外加载荷时所表现出的行为，通常表现为 变形 与 断裂 。
3．测量HV值时所采用的压头是 两相对面夹角为136°的金刚石四棱锥体，HV值的单位是 N/mm2 。
4．固体根据其内部原子的排列是否有规律性分为 晶体 和 非晶体 两类。
5．测量HRC值时所采用的压头是 顶角为120°的金刚石圆锥体 ，总载荷是 1471N(150kg) 。

五、简答题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．金属材料的刚度与金属机件的刚度两者含义有何不同?
答：金属材料的刚度取决于材料的弹性模量E，实际工件的刚度除取决于材料的弹性模量外
还与工件的形状和尺寸有关。

2．简述布氏硬度试验的基本原理。
答：一定大小的载荷F（单位N）将直径为D的硬质合金球压入被测试样的表面，保持规定时间
后卸除载荷，根据试样表面残留的压痕直径d，求出压痕表面积S，将单位压痕面积承受的平均应力乘以一常熟后定义为布氏硬度，用符号HBW表示，即：

3．简述晶界的结构及特性。
答：多晶体中晶粒间的过渡区称作晶界，晶界处原子排列十分混乱，晶格畸变程度较大；晶界是晶体的一种面缺陷，除增大金属的塑性变形抗力外，还使硬度、强度增高，同时能够协调相邻晶粒间的塑性变形；晶界比晶粒内部容易被腐蚀和氧化，熔点较低，原子沿晶界扩散快。

4．简述固溶强化的概念及其产生原因。
答：由于溶质原子溶入基体中形成固溶体而使其强度、硬度升高的现象称为固溶强化。原因是溶质原子溶入溶剂晶格以后产生了晶格畸变。

5．某室温下使用的一紧固螺栓在工作时发现紧固力下降。
(1) 试分析材料的何种力学性能指标没有达到要求？
答：屈服强度没有达到要求。
(2) 为防止上述现象的出现，试提出主要的可能解决措施。
答：选用高强度螺栓。

六、计算题（本题共2小题，每小题10分，共20分）
1．已知20钢热轧供应状态的力学性能如下：Rm≥ 410MPa，A≥25%。
现用20钢制成φ10㎜，标距为50㎜的试样做拉伸试验，测得开始屈服时拉力为21630N，断裂前最大拉力为34940N，拉断后量得标距长度为65㎜，断裂处直径为φ5㎜，试计算Rm、Rp、A、Z，并判断这批钢材的力学性能是否合格？

判断：这批钢材的力学性能是合格的。

2．已知γ－Fe的晶格常数(a＝0.363nm)要大于α－Fe的晶格常数(a＝0.287nm)，但为什么γ－Fe冷却到912℃转变为α－Fe时，体积反而增大(通过计算回答)？
解：γ－Fe为面心立方晶格，每个晶胞包含4个原子。α－Fe体心立方晶格，每个晶胞包含2个原子。故原子数不变时，γ－Fe转变为α－Fe后，晶胞数量增加1倍。所以，转变后的α－Fe与转变前的γ－Fe的体积比为：

即：转变后体积增大约1%。

七、填表题（本题共1小题，共10分）
1．已知下列各硬度值，请填表写出各硬度值的含义。
硬度值
硬度种类
硬度值大小
压头种类
试验力/N
试验力保持时间/s
350HBW5/750
布氏硬度
350
φ5mm硬质合金球
7.355
10～15
60HRC
洛氏C硬度
60
120°金刚石圆锥
1471
4±2
75HRB
洛氏B硬度
75
φ1.588mm淬火钢球
980.7
4±2
640HV30/20
维氏硬度
640
两相对面夹角为136°的金刚石四棱锥体
294.2
20