工程材料考題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列材料中，屬于金屬材料的是（）A.陶瓷B.塑料C.鋁合金D.玻璃答案：C。陶瓷屬于無機(jī)非金屬材料，塑料是高分子材料，玻璃也是無機(jī)非金屬材料，鋁合金是金屬材料。2.材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為（）A.硬度B.強(qiáng)度C.塑性D.韌性答案：B。硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力；塑性是材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力；韌性是材料在沖擊載荷作用下吸收能量和抵抗斷裂的能力。強(qiáng)度符合抵抗永久變形和斷裂能力的定義。3.下列哪種晶體缺陷屬于面缺陷（）A.空位B.位錯(cuò)C.晶界D.間隙原子答案：C。空位和間隙原子屬于點(diǎn)缺陷，位錯(cuò)是線缺陷，晶界是面缺陷。4.鐵素體的晶體結(jié)構(gòu)是（）A.體心立方B.面心立方C.密排六方D.簡(jiǎn)單立方答案：A。鐵素體是碳溶解在α-Fe中形成的間隙固溶體，α-Fe的晶體結(jié)構(gòu)是體心立方。面心立方結(jié)構(gòu)的如奧氏體；密排六方結(jié)構(gòu)有鎂等金屬。5.鋼的含碳量范圍是（）A.小于0.0218%B.0.0218%-2.11%C.2.11%-6.69%D.大于6.69%答案：B。含碳量小于0.0218%的是工業(yè)純鐵，含碳量在2.11%-6.69%的是鑄鐵。6.下列熱處理工藝中，屬于整體熱處理的是（）A.表面淬火B(yǎng).滲碳C.正火D.鍍覆答案：C。表面淬火和滲碳屬于表面熱處理，鍍覆不屬于熱處理工藝，正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫適當(dāng)時(shí)間后在空氣中冷卻的熱處理工藝，屬于整體熱處理。7.普通黃銅是由（）組成的二元合金。A.銅和鋅B.銅和錫C.銅和鋁D.銅和鎳答案：A。銅和錫組成錫青銅，銅和鋁組成鋁青銅，銅和鎳組成白銅，普通黃銅是銅鋅二元合金。8.下列材料中，密度最小的是（）A.鋁合金B(yǎng).銅合金C.鋼鐵D.鈦合金答案：A。鋁合金密度一般在2.6-2.8g/cm3，銅合金密度約8.5-8.9g/cm3，鋼鐵密度約7.85g/cm3，鈦合金密度約4.5g/cm3，所以鋁合金密度最小。9.金屬材料在反復(fù)交變載荷作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象稱為（）A.疲勞破壞B.脆性破壞C.韌性破壞D.塑性破壞答案：A。脆性破壞是材料在外力作用下僅產(chǎn)生很小的變形即斷裂破壞的現(xiàn)象；韌性破壞是材料在斷裂前產(chǎn)生明顯的塑性變形的破壞方式；塑性破壞和韌性破壞有一定關(guān)聯(lián)，而疲勞破壞是在反復(fù)交變載荷作用下發(fā)生的。10.灰鑄鐵中的石墨形態(tài)是（）A.片狀B.球狀C.蠕蟲狀D.團(tuán)絮狀答案：A。球墨鑄鐵中石墨形態(tài)是球狀，蠕墨鑄鐵中石墨是蠕蟲狀，可鍛鑄鐵中石墨是團(tuán)絮狀，灰鑄鐵中石墨是片狀。11.淬火鋼回火時(shí)，隨著回火溫度的升高，其硬度（）A.升高B.降低C.先升高后降低D.先降低后升高答案：B。淬火鋼回火時(shí)，隨著回火溫度升高，馬氏體分解，碳化物聚集長(zhǎng)大等，導(dǎo)致硬度降低。12.下列陶瓷材料中，屬于功能陶瓷的是（）A.氧化鋁陶瓷B.氧化鋯陶瓷C.壓電陶瓷D.碳化硅陶瓷答案：C。氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、碳化硅陶瓷主要用于結(jié)構(gòu)方面，屬于結(jié)構(gòu)陶瓷，壓電陶瓷具有壓電效應(yīng)等特殊功能，屬于功能陶瓷。13.高分子材料按性能和用途可分為塑料、橡膠和（）A.纖維B.膠粘劑C.涂料D.以上都是答案：D。高分子材料按性能和用途可分為塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等。14.金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度（）A.越高B.越低C.不變D.先高后低答案：B。金屬結(jié)晶時(shí)存在過冷現(xiàn)象，冷卻速度越快，過冷度越大，實(shí)際結(jié)晶溫度越低。15.下列鋼材中，屬于優(yōu)質(zhì)鋼的是（）A.Q235AB.45鋼C.T10D.Q345答案：B。Q235A和Q345屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，T10是碳素工具鋼，45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.金屬的晶體結(jié)構(gòu)類型主要有（）A.體心立方B.面心立方C.密排六方D.簡(jiǎn)單立方答案：ABC。常見金屬晶體結(jié)構(gòu)類型有體心立方、面心立方和密排六方，簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)的金屬較少。2.下列熱處理工藝中，能提高鋼的硬度的有（）A.淬火B(yǎng).回火C.正火D.退火答案：AC。淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后快速冷卻，可獲得高硬度的馬氏體組織；正火也能使鋼的硬度有一定提高?；鼗鹨话闶墙档痛慊痄摰拇嘈缘龋嘶鹗墙档弯摰挠捕雀纳魄邢骷庸ば缘?。3.復(fù)合材料按基體材料可分為（）A.金屬基復(fù)合材料B.陶瓷基復(fù)合材料C.樹脂基復(fù)合材料D.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料答案：ABC。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是按增強(qiáng)相的形態(tài)分類的，按基體材料可分為金屬基、陶瓷基和樹脂基復(fù)合材料。4.影響金屬材料塑性變形的因素有（）A.晶體結(jié)構(gòu)B.變形溫度C.變形速度D.應(yīng)力狀態(tài)答案：ABCD。不同晶體結(jié)構(gòu)的金屬塑性變形能力不同；變形溫度升高，金屬塑性增加；變形速度過快可能導(dǎo)致金屬塑性降低；應(yīng)力狀態(tài)也會(huì)影響金屬的塑性變形。5.下列屬于有色金屬的有（）A.鋁B.銅C.鎂D.鐵答案：ABC。鐵屬于黑色金屬，鋁、銅、鎂屬于有色金屬。三、判斷題（每題2分，共20分）1.材料的強(qiáng)度和塑性是相互矛盾的，強(qiáng)度高的材料塑性一般較低。（）答案：√。一般情況下，材料強(qiáng)化的同時(shí)會(huì)使塑性降低，強(qiáng)度和塑性存在一定的矛盾關(guān)系。2.所有金屬材料在室溫下都是晶體。（）答案：×。有些金屬材料如非晶態(tài)金屬在室溫下是非晶體。3.過冷度越大，金屬結(jié)晶后的晶粒越粗大。（）答案：×。過冷度越大，形核率越高，金屬結(jié)晶后的晶粒越細(xì)小。4.珠光體是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物。（）答案：√。珠光體是由鐵素體和滲碳體片層相間組成的機(jī)械混合物。5.表面淬火可以提高鋼的表面硬度和耐磨性，同時(shí)心部仍保持良好的韌性。（）答案：√。表面淬火只對(duì)鋼的表面進(jìn)行快速加熱和冷卻，使表面獲得高硬度組織，心部組織基本不變，保持良好韌性。6.黃銅的耐蝕性比純銅好。（）答案：√。黃銅中加入鋅等元素后，形成了一定的保護(hù)膜等，耐蝕性比純銅好。7.陶瓷材料的抗壓強(qiáng)度一般高于其抗拉強(qiáng)度。（）答案：√。陶瓷材料內(nèi)部存在氣孔等缺陷，拉伸時(shí)缺陷容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞，抗壓時(shí)缺陷擴(kuò)展相對(duì)困難，所以抗壓強(qiáng)度高于抗拉強(qiáng)度。8.高分子材料的力學(xué)性能主要取決于其分子鏈的結(jié)構(gòu)和分子間的作用力。（）答案：√。高分子材料的分子鏈結(jié)構(gòu)和分子間作用力決定了其力學(xué)性能，如分子鏈的柔順性、交聯(lián)程度等。9.金屬材料的韌性隨著溫度的降低而提高。（）答案：×。一般金屬材料的韌性隨著溫度降低而降低，在低溫下可能發(fā)生脆性轉(zhuǎn)變。10.復(fù)合材料的性能總是優(yōu)于其單一組成材料的性能。（）答案：×。復(fù)合材料通過合理設(shè)計(jì)和復(fù)合可以綜合各組成材料的優(yōu)點(diǎn)，但并不是在所有方面都優(yōu)于單一組成材料。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述金屬材料強(qiáng)化的主要方法。答：金屬材料強(qiáng)化的主要方法有：-固溶強(qiáng)化：通過溶入溶質(zhì)原子形成固溶體，使晶格發(fā)生畸變，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而提高材料強(qiáng)度。-細(xì)晶強(qiáng)化：晶粒越細(xì)小，晶界越多，晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使材料強(qiáng)度和塑性同時(shí)提高。可通過控制過冷度、變質(zhì)處理等方法細(xì)化晶粒。-加工硬化：金屬在塑性變形過程中，位錯(cuò)密度增加，位錯(cuò)之間相互作用阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使材料強(qiáng)度和硬度提高。-彌散強(qiáng)化：通過第二相粒子的彌散分布，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高材料強(qiáng)度?？赏ㄟ^熱處理等方法使第二相粒子析出。-相變強(qiáng)化：通過相變獲得高強(qiáng)度的組織，如淬火獲得馬氏體組織提高鋼的強(qiáng)度。2.說明淬火鋼回火的目的。答：淬火鋼回火的目的主要有：-降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力：淬火時(shí)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，容易導(dǎo)致工件變形甚至開裂，回火可使內(nèi)應(yīng)力降低。-調(diào)整硬度和韌性：淬火鋼硬度高但韌性差，通過回火可以調(diào)整硬度和韌性的配合，滿足不同工件的使用要求。-穩(wěn)定組織和尺寸：淬火組織不穩(wěn)定，回火可使組織趨于穩(wěn)定，保證工件在使用過程中尺寸穩(wěn)定。3.比較陶瓷材料和金屬材料的性能特點(diǎn)。答：陶瓷材料和金屬材料性能特點(diǎn)對(duì)比如下：-力學(xué)性能：陶瓷材料硬度高、抗壓強(qiáng)度高，但脆性大、抗拉強(qiáng)度低；金屬材料有良好的塑性和韌性，強(qiáng)度和硬度也有較大的調(diào)整范圍。-物理性能：陶瓷材料一般具有高熔點(diǎn)、高化學(xué)穩(wěn)定性、低導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等；金屬材料具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和金屬光澤。-化學(xué)性能：陶瓷材料化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕性強(qiáng)；金屬材料在一定條件下易發(fā)生腐蝕。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.已知某種碳鋼的含碳量為0.45%，計(jì)算該碳鋼在室溫下組織中珠光體和鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（鐵素體含碳量近似為0，珠光體含碳量為0.77%）解：根據(jù)杠桿定律，設(shè)珠光體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$w_P$，鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$w_F$。$w_P=\frac{0.45-0}{0.77-0}\times100\%=\frac{0.45}{0.77}\times100\%\approx58.44\%$$w_F=1-w_P=1-58.44\%=41.56\%$答：該碳鋼在室溫下組織中珠光體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為58.44%，鐵素體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為41.56