北京工业大学：《材料科学与工程导论》课程教学资源（习题解答）2ds

、名词解释(6题共30分,每题5分) (1).塑性:外力作用下,材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。 (2).刚度:外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。 (3)抗蠕变性:材料在恒定应力(或恒定载荷)作用下抵抗变形的能力。 (4)马氏体:碳在a-Fe的过饱和固溶体。 (5).断裂韧性:工程上使用的各种材料,本身不可避免地存在着微裂纹,在应力的作用 下,这些裂纹进行扩展,一旦达到失稳扩展状态,便会发生低应力脆断。 (6).材料的热处理:通过一定的加热、保温、冷却工艺过程,来改变材料的相组成情况 达到改变材料性能的方法。 二、填空题(10个空共10分,每空1分) (1)材料的物理性质主要包括:(电学性质)、磁学性质、(光学性质)、热学性质等 (2)三类主要的材料力学失效形式:(断裂)、(磨损)、腐蚀。 (3)材料物理性能的电学性能表征有:(导电率)、(电阻率)、介电常数等。 (4)三大类材料的成型技术在材料工程中是内容最为丰富的一部分。如果按材料的流变 特性来分析,则材料的成型方法可分为三种:(液态成型)、(塑变成型)、流变成型 (5).三束表面改性是指:(激光東)、(电子東)、离子束等。 三、是非题(5题共10分,每题2分) (1)结构材料是指工程上要求机械性能的材料。(×) (2).表面淬火既能改变钢的表面化学成分,也能改善心部的组织和性能。(×) (3).材料的加工与合成主要内容包括材料制备、材料加工、表面工程、材料复合。 (4)有许多种薄膜技术能够在基材表面覆盖薄膜材料层,其中最重要的两种方法是:物 理气相沉积PⅤD和化学气相沉积CVD。(√) (5).合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。(×) 四、选择题(5题共10分,每题2分) (1)晶体中的位错属于:a体缺陷b面缺陷c线缺陷(c) (2).奥氏体是:a碳在γ-Fe中的间隙固溶体;b碳在α-Fe中的间隙固溶体c.碳在β Fe中的间隙固溶体a) (3)在发生L→a+β共晶反应时,三相的成分:a.确定b.相同c.不定(b) (4)设计纤维复合材料时,对于韧性较低的基体,纤维的膨胀系数可(a);对于塑性 较好的基体,纤维的膨胀系数可(c) 略低b相差很大c略高d相同 五、简答题(4题共20分,每题5分) (1)何为复合材料?简述材料复合的目的。 复合材料为由两种以上不同性质的材料组成的多相固体材料,具有其组成材料所 有的优越性能,材料复合的主要目的就是依据不同材料性能的优势互补、协调作 用的原则,进行材料的设计与制备。因此材料复合的过程就是材料制备、改性、加 工的统一过程 (2)简述性质与性能的关系和区别。 材料性质:是功能特性和效用的描述符,是材料对电.磁.光热.机械载荷的反应。 使用性能:是指材料在最终使用状态(产品、元件)下表现出的行为。 性能是包括材料在内的整个系统特征的体现:性质则是材料本身特征的体现

一、 名词解释（6 题共 30 分，每题 5 分） (1). 塑性：外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。 (2). 刚度：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。 (3). 抗蠕变性：材料在恒定应力（或恒定载荷）作用下抵抗变形的能力。 (4). 马氏体：碳在α-Fe 的过饱和固溶体。 (5). 断裂韧性：工程上使用的各种材料，本身不可避免地存在着微裂纹，在应力的作用 下，这些裂纹进行扩展，一旦达到失稳扩展状态，便会发生低应力脆断。 (6). 材料的热处理：通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况， 达到改变材料性能的方法。 二、 填空题 （10 个空共 10 分，每空 1 分） (1). 材料的物理性质主要包括：(电学性质)、磁学性质、(光学性质)、热学性质等 (2). 三类主要的材料力学失效形式：(断裂)、(磨损)、腐蚀。 (3). 材料物理性能的电学性能表征有：（导电率）、（电阻率）、介电常数等。 (4). 三大类材料的成型技术在材料工程中是内容最为丰富的一部分。如果按材料的流变 特性来分析，则材料的成型方法可分为三种：（液态成型）、（塑变成型）、流变成型。 (5). 三束表面改性是指：（激光束）、（电子束）、离子束等。 三、 是非题 （5 题共 10 分，每题 2 分） (1). 结构材料是指工程上要求机械性能的材料。（×） (2). 表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（×） (3). 材料的加工与合成主要内容包括材料制备、材料加工、表面工程、材料复合。 （√） (4). 有许多种薄膜技术能够在基材表面覆盖薄膜材料层，其中最重要的两种方法是：物 理气相沉积 PVD 和化学气相沉积 CVD。（√） (5). 合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。（×） 四、 选择题 （5 题共 10 分，每题 2 分） (1). 晶体中的位错属于：a.体缺陷.b 面缺陷.c.线缺陷 （c） (2). 奥氏体是：a.碳在γ-Fe 中的间隙固溶体；b. 碳在α-Fe 中的间隙固溶体 c. 碳在β -Fe 中的间隙固溶体 （a） (3). 在发生 L→α+β 共晶反应时，三相的成分：a. 确定 b.相同 c.不定 （ b） (4). 设计纤维复合材料时，对于韧性较低的基体，纤维的膨胀系数可（a ）；对于塑性 较好的基体，纤维的膨胀系数可（ c ） a. 略低 b 相差很大 c 略高 d 相同 五、 简答题（4 题共 20 分，每题 5 分） (1). 何为复合材料？简述材料复合的目的。 复合材料为由两种以上不同性质的材料组成的多相固体材料，具有其组成材料所， 没有的优越性能，材料复合的主要目的就是依据不同材料性能的优势互补、协调作 用的原则，进行材料的设计与制备。因此材料复合的过程就是材料制备、改性、加 工的统一过程。 (2). 简述性质与性能的关系和区别。 材料性质：是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。 使用性能：是指材料在最终使用状态（产品、元件）下表现出的行为。 性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现

(3)简述材料的加工的主要范畴 传统意义上,材料的加工范畴包括四个方面 材料的切削:车、铣、刨、磨、切、钻 材料的成型:铸造、拉、拔、挤、压、锻 材料的改性:合金化、热处理 材料的联接:焊接、粘接 (4).简述材料改性的目的以及其主要内容 目的:通过改变材料的成分、组织与结构来改变材料的性能 内容:1.材料的“合金化” 2.材料的热处理 六、综合分析题(2题共20分,每题10分) (1).材料的成分和结构主要的测试手段有哪些 提示 成分分析 化学分析:化验 物理分析:物理量间接测定 谱学分析:红外光谱、光电子能谱,等 结构分析 光学显微镜、SEM、TEM、场离子显微镜、隧道扫描显微镜等 (2).试述材料热处理的常见工艺及其目的。 提示 典型热处理工艺 淬火、退火、回火、正火

(3). 简述材料的加工的主要范畴 传统意义上，材料的加工范畴包括四个方面： 材料的切削：车、铣、刨、磨、切、钻 材料的成型：铸造、拉、拔、挤、压、锻 材料的改性：合金化、热处理 材料的联接：焊接、粘接 (4). 简述材料改性的目的以及其主要内容 目的：通过改变材料的成分、组织与结构来改变材料的性能。 内容: １. 材料的“合金化” 2 . 材料的热处理 六、 综合分析题（2 题共 20 分，每题 10 分） (1). 材料的成分和结构主要的测试手段有哪些？ 提示： 成 分 分 析 化学分析：化验 物理分析：物理量间接测定 谱学分析：红外光谱、光电子能谱，等 结构分析 光学显微镜、SEM、TEM、场离子显微镜、隧道扫描显微镜等 (2). 试述材料热处理的常见工艺及其目的。 提示： 典型热处理工艺 淬火、退火、回火、正火 目的：略