金属材料的硬度实验思考题

绪论（2 学时）

一、基本概念

1、无机非金属材料的定义

2、无机非金属材料的分类

二、判断题

1、所有无机非金属材料都具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性。（ ）

2、日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷和搪瓷属于传统无机非金属材料，而化工陶瓷和电瓷属于新型无机非金属材料。（ ） 3、新型无机非金属材料和传统无机非金属材料划分的根本依据是二者的原料不同。（ ） 三、思考题

1、查阅资料，总结陶瓷、玻璃、水泥及耐火材料的发展简史。（注意：在陶瓷、玻璃、水泥及耐火材料之中任选一种材料来总结，要求注明参考文献的出处。）

2、查阅有关资料，列举1～2种你认为能充分发挥无机非金属材料作用的地方。（注意：要求注明参考文献的出处。）

第一篇 生产过程原理 概述（1 学时）

一、基本概念 二、判断题

1、无机非金属材料的大宗产品，如水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的天然非金属矿物，如石英砂、粘土、长石、氧化铝、氧化锆、石灰石、白云石、硅灰石和碳化硅等。（ ）

2、无机非金属材料的原料大多来自天然的矿物，一般是经过配料后进行各种热处理或成型、煅烧。（ ） 3、水泥的生产过程可以用P

金属材料学课程复习题

（2011）

第一章 钢的合金化原理

1．名词解释

1）合金元素； 2）杂质元素 3）微合金元素； 4）奥氏体形成元素；

5）铁素体形成元素； 6）原位析出； 7）离位析出； 8）二次硬化； 9）二次淬火。 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在?-Fe或?-Fe 中形成无限固溶体？

3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明此原理在生产中有何意义？ 4．什么叫钢的内吸附现象? 其机理和主要影响因素是什么? 5．简述合金元素对铁碳相图的共析碳量及共析转变温度等的影响。

6．说明钢中碳化物形成元素V，Nb，Mo，W，Cr，Mn所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 7．说明主要合金元素V，Cr，Ni，Mn，Si，B对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制，为什么合金化原则是“多元少量，复合加入” ?

8．为什么W、Mo、V、Ti等合金元素阻止珠光体转变作用大，而阻止贝氏体转变作用较小? 9．说明合金元素对马氏体转变有何主要影响？

10．如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？ 11．如何理解二次硬化与二次

1.简述什么是材料科学

研究材料组分、结构、性能相互关系和变化规律的科学，是一门基础应用学科。

2.什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？

凡与工程相关的材料均可称为工程材料。按性能可分为结构材料和功能材料；按化学方法分为金属材料，陶瓷材料，高分子材料和复合材料。

3.什么是新材料？开发新材料的重要意义是什么？

新材料：相对于传统的材料而言。经过新工艺新技术制造的整合原有材料的功能的材料。意义：对高科技和新技术的发展具有非常关键的作用；是发展高科技的物质基础；是国家在科技领域处于领先地位的标志之一。

4.钢的分类方法很多通常有哪些分类？

按冶金方法分：平炉、转炉、电炉（镇静钢、半镇静钢，沸腾钢）。

按化学成分分：碳钢(普通碳钢，优质碳钢)，合金钢(合金元素，合金含量)； 按质量分：普通质量钢，优质质量钢，高级优质钢。

按金相分：退火态(P+F，珠光体钢，P+Fe3C)，正火态(珠光体钢，贝氏体钢， 奥氏体钢)；冷却时有无相变(铁素体，马氏体，奥氏体，双相钢)；

按用途分：工程结构钢，机器零件用钢，工程模具用钢，特殊用钢（不锈钢，耐热钢、磁钢）。

5.通常钢中的P，S控制钢的质量，按质量等级碳素钢，合金钢的钢材质量可分为哪些等级，P，S

金属材料学复习

安徽工业大学材料学院金属材料学复习题

一、必考题

1、金属材料学的研究思路是什么？试举例说明。 答：使用条件→性能要求→组织结构→化学成分 ↑ 生产工艺 举例略 二、名词解释

1、合金元素：添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能 的含量在一定范围内的化学元素。（常用M来表示） 2、微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%， V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩大γ相区的合金元素 4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩小γ相区的合金元素。

5、原位析出：回火时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合金渗碳体在原位 转变为特殊碳化物。

6、离位析出：回

硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量材料软硬的判据，是一个综合的物理量。材料的硬度越高，耐磨性越好，故常将硬度值作为衡量材料耐磨性的重要指标之一。 一、布氏硬度 1、试验原理

用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，以相应的试验力F压入试样表面，保持规定的时间后卸除试验力，在试样表面留下球形压痕，如左图所示。布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力表示。用淬火钢球作压头时，布氏硬度用符号“HBS”表示;用硬质合金球作压头，布氏硬度用符号“HBW”表示。

金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬的数量概念。由于在金属表面以下不同深度的材料承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合的反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料所产生的塑性变形就越困难。另外，硬度与其它机械性能（如强度指标σb及塑性指标Ψ和δ）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能以及寿命具有决定性的意义。

硬度的试验方法有很多，在机械工业中广泛采用

金属材料复习思考题及参考答案（计算分析部分）

（仅供参考）

1. 根据GB700-88《碳素结构钢》的规定，牌号为Q235

钢的力学性能应达到：σs≥235MPa，σb≥375Mpa，δ5≥26％，ψ≥55％。现对进厂的一批Q235钢材采用d0=10mm的标准短试样(试样的标距等于5倍直径)进行拉伸试验，测得的试验数据是Fs=20kN，Fb=32kN，断后标距长l1=65mm，d1=6.3mm，试问这批钢材合格否？

2. 某金属材料拉伸试样，其l 0=100mm，d0=10mm，拉伸

时测得Fs=18KN，Fb=28KN，拉断后对接起来测得l 1=124mm，d1=6.4mm，求该材料的σs、σb、δ、ψ。

3. 计算体心立方晶格的致密度。

4. 计算面心立方晶格的致密度。

5. 计算密排六方晶格的致密度。

6. 某退火态碳素钢钢号不清，经金相检察其显微组织是

F+P，其中P所占比例约为20%，试判定该碳素钢含碳量。

7. 依据Pb-Sn合金相图，若F点的合金成分是WSn=2%，G

点的合金成分是WSn=99%。问在下列温度t时，WSn=20%的合金显微组织中有哪些相组成物？它们的相对质量百分数是多少？ ⑴ t=300℃；

金属材料学复习

安徽工业大学材料学院10级金属材料学复习题

一、必考题

1、金属材料学的研究思路是什么？试举例说明。 答：使用条件→性能要求→组织结构→化学成分 ↑ 生产工艺 举例略 二、名词解释

1、合金元素：添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能 的含量在一定范围内的化学元素。（常用M来表示） 2、微合金元素：有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%， V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这些化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素：使A3温度下降，A4温度上升，扩大γ相区的合金元素 4、铁素体形成元素：使A3温度上升，A4温度下降，缩小γ相区的合金元素。

5、原位析出：回火时碳化物形成元素在渗碳体中富集，当浓度超过溶解度后，合金渗碳体在原位 转变为特殊碳化物。

6、离位析

材料力学实验思考题

实验一：拉伸与压缩

主要反映材料的强度， 与 反映材料的可塑性和延展性。

2、在拉伸和压缩实验中，测量试样的直径时要求在一个截面上交叉90度测取两次是为了消除试样的 椭圆度误差 。而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是求得试样的最小横截面积。

3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段，它们分别是： 、 、 、 。 4、工程上通常把伸长率大于 的材料称为塑性材料。 5、对于没有明显屈服极限的塑性材料，通常用名义屈服应力来定义，也就是产生 0.2％ 塑性应变的应力。 6、低碳钢的失效应力为 ，最大应力为 ；铸铁的失效应力为 ，最大应力为 。

7、在拉伸实验中引起低碳失效的主要原因是 ，断裂的主要原因是 。而引起铸铁断裂的主要原因是 ，这说明低碳钢的 能力大于 。而铸铁 能力大于 。

8、对于铸铁试样，拉伸破坏发生在___________面上，是由___________应力造成的。压缩破坏发生在___________面

材料力学实验思考题

实验一：拉伸与压缩

主要反映材料的强度， 与 反映材料的可塑性和延展性。

2、在拉伸和压缩实验中，测量试样的直径时要求在一个截面上交叉90度测取两次是为了消除试样的 椭圆度误差 。而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是求得试样的最小横截面积。

3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段，它们分别是： 、 、 、 。 4、工程上通常把伸长率大于 的材料称为塑性材料。 5、对于没有明显屈服极限的塑性材料，通常用名义屈服应力来定义，也就是产生 0.2％ 塑性应变的应力。 6、低碳钢的失效应力为 ，最大应力为 ；铸铁的失效应力为 ，最大应力为 。

7、在拉伸实验中引起低碳失效的主要原因是 ，断裂的主要原因是 。而引起铸铁断裂的主要原因是 ，这说明低碳钢的 能力大于 。而铸铁 能力大于 。

8、对于铸铁试样，拉伸破坏发生在___________面上，是由___________应力造成的。压缩破坏发生在___________面

材料力学实验思考题

实验一：拉伸与压缩

主要反映材料的强度， 与 反映材料的可塑性和延展性。

2、在拉伸和压缩实验中，测量试样的直径时要求在一个截面上交叉90度测取两次是为了消除试样的 椭圆度误差 。而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是求得试样的最小横截面积。

3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段，它们分别是： 、 、 、 。 4、工程上通常把伸长率大于 的材料称为塑性材料。 5、对于没有明显屈服极限的塑性材料，通常用名义屈服应力来定义，也就是产生 0.2％ 塑性应变的应力。 6、低碳钢的失效应力为 ，最大应力为 ；铸铁的失效应力为 ，最大应力为 。

7、在拉伸实验中引起低碳失效的主要原因是 ，断裂的主要原因是 。而引起铸铁断裂的主要原因是 ，这说明低碳钢的 能力大于 。而铸铁 能力大于 。

8、对于铸铁试样，拉伸破坏发生在___________面上，是由___________应力造成的。压缩破坏发生在___________面