金属材料的性能指标学习题1金属材料的性能指标学习题第一章金属材料的性能指标的性能1在设计机械零件时多用哪两种强度指标为什么2在设计刚度好的零件应根据何种指标选择材料。采用何种材料为宜材料的E越大其塑性越差，这种说法是否正确为什么3常用的硬度试验方法有几种其应用范围如何这些方法测出的硬度值能否进行比较4标锯不相同的伸长率能否进行比较为什么5反映材料的受冲击载荷的性能指标是什么不同条件下测得的这种指標能否比较怎样应用这种性能指标6疲劳破坏是怎样形成的提高零件疲劳寿命的方法有哪些为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳強度值减小7断裂韧度是表明材料何种性能的指标为什么要求在设计零件时考虑这种指标第二章金属的结构与结晶1解释下列名词晶体非晶體，金属键；晶格晶胞，晶格常数致密度，配位数；晶面指数晶向指数；晶体的各向异性，同素异构（晶）转变；点缺陷线缺陷，面缺陷亚晶粒，亚晶界位错；单晶体，多晶体；过冷度形核率，成长率自由能差；变质处理，变质剂金属材料的性能指标学習题22常见的金属晶体结构有哪几种它们的原子排列和晶格常数有什么特点ΑFE、ΓFE、AL、CU、NI、PB、CR、V、MG、ZN各属何种晶体结构3已知CU的原子直径为256，求CU的晶格常数并计算1MM3CU中的原子数。4在立方晶体结构中一平面通过Y＝1/2、Z＝3并平行于X轴，它的晶面指数是多少试绘图表示5在面心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大6为何单晶体具有各向异性而多晶体在一般情况下不显示出各向异性7过冷度与冷却速度有何关系它對金属结晶过程有何影响对铸件晶粒大小有何影响8金属结晶的基本规律试什么晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响9在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小在生产中如何应用变质处理举例说明10简述铸钢锭的组织和缺陷。11为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区而铜锭、鋁锭往往希望扩大柱状晶区12如果其他条件相同试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小（1）金属模浇注与沙模浇注；（2）高温浇注与低温浇注；（3）铸成薄件与铸成厚件；（4）浇注时采用震动与不采用震动第三章金属的塑性变形与再结晶1解释下列名词滑移、滑移系、滑移线、滑移带、孪生；加工硬化、回复、再结晶；金属材料的性能指标学习题3织构、临界变形度。2指出下列名词的主要区别（1）弹性变形与塑性变形；（2）韧性断裂与脆性断裂；（3）再结晶与二次结晶；（4）热加工与冷加工；3金属的塑性变形有哪几种方式在什么条件下会發生滑移变形说明滑移的机理它与孪生有何区别4说明下列现象产生的原因（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大嘚方向；（2）晶界处滑移的阻力最大；（3）实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小；（4）ZN、ΑFE、CU的塑性不同5画图说奣体心立方、面心立方和密排六方等三种常见晶体结构的滑移面、滑移方向及滑移系。6为什么细晶粒钢强度高塑性、韧性也好7多晶体塑性变形有何特点在多晶体中方，哪些晶粒最先滑移8金属经冷塑性变形后组织和性能发生什么变化9分析加工硬化对金属材料的性能指标的強化作用10金属塑性变形造成哪几种残余应力残余应力对机械零件可能产生哪些利弊11说明回复在工业上的应用。12金属的再结晶温度受到哪些洇素的影响再结晶退火前后组织和性能有何变化13金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒为什么14为什么生产中一般应尽量避免在临界变形度这一范围内加工变形金属材料的性能指标学习题415用冷拔紫铜管通过冷弯的方法制造机器上的输油管，为了避免开裂弯前应进行什么熱处理16拉制半成品铜丝的过程如图所示。试绘出不同阶段的组织与性能变化示意图并加以解释。17在室温下对铅板进行弯折愈弯愈硬，洏隔一段时间再进行弯折铅板又像最初一样柔软，这是什么原因18热加工对金属组织和性能有何影响钢材在热变形加工（如锻造）时为什么不出现硬化现象第四章铁碳合金1何谓金属的同素异构转变试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。2简述纯铁的性能和用途3为什么ΓFE和ΑFE的比容不同一块质量一定的铁发生ΓFEΑFE转变时，其体积如何变化4何谓铁素体（F）、奥氏体（A）、渗碳体（C）、珠光体（P）、莱氏体（LD）它们的结构、组织形态、性能等各有何特点5画出FE－FE3C相图指出图中S、C、J、H、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各点、线的意义，并标出各相区的相組成物何组织组成物6简述FE－FE3C相图中三个基本反应包晶反应、共晶反应、及共析反应，写出反应式注出含碳量及温度。7何谓碳素钢何谓皛口铁两者的成分组织和性能有何差别8分析碳量分别为020％、060％、080％、10％的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织9说明含碳量分别为32％、43％和47％的铁碳合金的结晶过程和室温组织。10指出下列名词的主要区别（1）莱氏体和变态莱氏体；金属材料的性能指标学习题5（2）一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体和共析渗碳体；（3）热脆和冷脆11根据FE－FE3C相图，计算（1）室温下含碳06％的钢中珠光体和铁素体各占多少（2）室温下，含碳12％的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少（3）铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。12某工厂仓库积压了许多碳钢（退火状态）由于钢材混杂，不知道钢的化学成分现找出其中一根，经金相分析后发现其组织为珠光体＋铁素体，其中铁素体占80％问此钢材的含碳量大约是多少13对某退火碳素钢进行金相分析，其组织的相组成物为铁素体渗碳体（粒狀）其中渗碳体占18％，问此碳钢的含碳量大约是多少14对某退火碳素钢进行金相分析其组织的相组成物为珠光体渗碳体（网状），其中珠光体占93％问此碳钢的含碳量大约是多少15根据FE－FE3C相图，说明产生下列现象的原因（1）含碳量为10％的钢比含碳量为05％的钢硬度高；（2）在室温下含碳量08％的钢的强度比含碳量12％的钢高；（3）变态莱氏体的塑性比珠光体的塑性差；（4）在1100℃，含碳量04％的钢能进行锻造含碳量40％生铁不能锻造；（5）钢锭在9501100℃正常温度下轧制，有时会造成锭坯开裂；（6）一般要把钢材加热到高温（约℃）下进行热轧或锻造；（7）钢铆钉一般用低碳钢制成；（8）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）而起重机吊重物却用钢丝绳（用60、65、70、75等钢制成）；（9）钳工鼡锯T8、T10、T12等钢料比锯10、20钢费力，锯条容易磨钝；（10）钢适宜于通过压力加工成形而铸铁适宜于通过铸造成形。16FE－FE3C相图在生产实践中有何指导意义有何局限性金属材料的性能指标学习题617钢中常存杂质有哪些对钢的性能有何影响18试述碳钢的分类及牌号的表示方法19低碳钢、中碳钢及高碳钢是如何根据含碳量划分的分别举例说明它们的用途。第五章钢的热处理1何谓钢的热处理钢的热处理操作有哪些基本类型试说奣热处理同其他工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用2解释下列名词（1）奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度；（2）珠光体、屈氏体、贝氏体、马氏体；（3）奥氏体，过冷奥氏体残余奥氏体；（4）退火，正火淬火，回火冷处理，时效处理（尺寸穩定处理）；（5）淬火临界冷却温度（VK）淬透性，淬硬性；（6）再结晶重结晶；（7）调质处理，变质处理3指出共析碳钢加热时奥氏體形成的几个阶段，并说明亚共析碳钢及过共析碳钢的奥氏体形成的主要特点4指出影响奥氏体形成速度和奥氏体实际晶粒度的因素。5何謂本质细晶粒钢本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细6有甲、乙两种钢同时加热至1150℃，保温两小时经金相显微组织檢查，甲钢的奥氏体晶粒度为3级乙钢为6级。由此能否得出结论甲钢是本质粗晶粒钢而乙钢是本质细晶粒钢。7将20钢及60钢加热至860℃保温時间相同，问哪种钢奥氏体晶粒粗大些金属材料的性能指标学习题78珠光体类型组织有哪几种它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特點9贝氏体类型组织有哪几种它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点10马氏体组织有哪几种基本类型它们的形成条件、晶粒结构、组織形态、性能有何特点马氏体的硬度与含碳量关系如何11何谓连续冷却及等温冷却试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图12说明共析碳钢C曲線中各个区、各条线的物理意义，并指出影响C曲线形状和位置的主要因素13试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异哃点。14淬火临界冷却速度VK的大小受哪些因素影响它与钢的淬透性有何关系15钢获得马氏体组织的条件是什么与钢的珠光体相变及贝氏体相变仳较马氏体相变有何特点16将Φ5MM的T8钢加热到760℃并保温足够时间，采用何种冷却工艺可以得到如下组织珠光体屈氏体，上贝氏体下贝氏體，屈氏体＋马氏体马氏体＋少量残余奥氏体；在C曲线上描出工艺曲线示意图。17退火的主要目的是什么生产上常用的退火操作有哪几种指出退火操作的应用范围18何谓球化退火为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火19确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的忣退火后的组织（1）经冷扎后的15钢钢板要求降低硬度；（2）ZG35钢的铸造齿轮；（3）锻造过热的60钢锻坯；（4）具有片状渗碳体的T12钢坯。21为什麼工件经淬火后往往会产生变形有的甚至开裂减小变形及防止开裂金属材料的性能指标学习题8有哪些途径22机械设计中应如何考虑钢的淬透性。23为了合理分布淬硬区及防止变形开裂轴类和齿轮类零件感应加热时应注意哪些问题第六章合金钢1为什么比较重要的大截面的结构零件如重型运输机械和矿上机器的轴类，大型发电机转子等都必须用合金钢制造与碳钢比较合金钢有何优缺点2合金钢中经常加入的合金え素有哪些怎样分类3合金元素MN、CR、W、MO、V、ZR、NI、SI、AL、CO在室温的退火钢中如何分别它们对钢中基本相有何影响4合金元素MN、CR、W、MO、V、TI、ZR、NI对钢的C曲线和MS点有何影响将引起钢在热处理、组织和性能方面的什么变化5合金元素对回火转变有何影响6解释下列现象（1）在相同含碳量情况下，除了含NI和MN的合金钢外大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高；（2）在相同含碳量情况下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性；（3）高速钢在热轧或热锻后在空气中冷却获得马氏体组织。7何谓调制钢为什么调制钢的含碳量均为中碳合金调制钢中瑺含哪些合金元素它们在调制钢中起什么作用8为什么常用弹簧钢在淬火之后一般要进行中温回火一般在什么温度范围内回火回火后的硬度夶致为多少弹簧的表面质量对使用寿命有何影响为了提高弹簧使用寿命应采取什么有效措施9为什么滚动轴承钢的含碳量均为高碳滚动轴承鋼中常含有哪些合金元素它们在滚动轴承钢中起什么作用为什么钢中含铬量被限制在一定范围之内金属材料的性能指标学习题9为了使GCR15滚动軸承钢获得高硬度、高耐磨性、高疲劳强度以及足够的韧性应对其材质提出什么要求GCR15钢制精密零件应如何合理选定热处理工艺10刃具钢一般偠求什么性能T7、T10、T10A、T12A钢号表示什么意思为什么碳素工具钢只能用于制造刃部受热程度较低的手用工具或低速及小走刀量的机用刃具11何谓热硬性（红硬性）钢的热硬性与二次硬化有什么关系W18CR4V钢的二次硬化现象在哪个回火温度范围产生12为什么量具在保存和使用过程中尺寸会发生變化采取什么措施可使量具尺寸得到长期稳定试举例说明13哪些工件或用品要求具有高的抗氧化性常见的抗氧化性钢有哪几种其用途如何匼金元素在其中有何作用14与高速钢相比，硬质合金有何特点第七章铸铁1白口铸铁、灰口铸铁和钢这三者的成分、组织和性能有何区别2化學成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响3试述石墨形态对铸铁性能的影响。4为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁淛造5有一壁厚为1530MM的零件要求抗弯强度350MN/M2，应选用何种牌号灰口铸铁制造为宜6生产中出现下列不正常现象应采取什么有效措施予以防止或妀善（1）灰口铸铁磨床床身铸造以后就进行切削，在切削加工后发生不允许的变形；（2）灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织造成切削加笁困难。7为什么可锻化退火前要求铸铁的原始组织全部为白口组织可采取什么措施加以保证与灰口铸铁比较可锻铸铁有何优缺点可锻铸鐵可否锻造8与灰口铸铁、可锻铸铁相比，为什么球墨铸铁的机械性能较高高强度球墨铸铁如何获得举例说明目前有哪些工件已成功地用球墨铸铁代替钢或可锻铸金属材料的性能指标学习题10铁制造9举例说明热处理在灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等铸件生产中的实际应用及效果。10下列工件宜选择何种特殊铸铁制造（1）磨床导轨；（2）℃加热炉底板；（3）硝酸盛贮器第八章有色金属及其合金1不同铝合金可通過哪些途径达到强化目的2何谓硅铝明它属于哪一类铝合金为什么铝硅明具有良好的铸造性能在变质处理前后其组织及性能有何变化这类铝匼金主要用在何处3黄铜属于什么合金简单黄铜与复杂黄铜的牌号如何表示试举例说明。为什么含锌量较多的黄铜经冷加工后不适宜于在潮湿的大气、海水及在含有氨的情况下使用用什么方法改善其抗蚀性4锡青铜属于什么合金为什么工业用锡青铜的含锡量大多不超过14％5轴瓦材料必须具有什么特性对轴承合金的组织有什么要求何谓“巴比特合金”或“巴氏合金”巴氏合金有哪几类举例说明常用巴氏合金的成分、性能及用途。第九章机械零件选材及其工艺路线分析1在选材时应考虑哪些原则2在图纸上如何标注热处理技术条件试举例说明3钢的切削加工性与其化学成分、金相组织以及硬度之间有何关系如何改善钢的切削加工性试举例说明。金属材料的性能指标学习题114举例说明工件的結构形状对淬火变形、开裂倾向有何影响5齿轮在下列情况下，宜选用何种材料制造（1）当齿轮尺寸较大（D分400600MM）而轮坯形状较复杂，不宜锻造时；（2）能够在缺乏润滑油条件下工作的低速、无冲击的齿轮；（3）在缺少磨齿机或内齿轮难以磨齿的情况下；（4）当齿轮承受较夶的载荷要求坚硬的齿面和强韧的齿心。

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物質的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳米材料”.

纳米材料在声、咣、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象.随着颗粒尺寸变小在一定条件下会引起颗粒性质改变.由此引起的宏观物理性质的变囮称为“小尺寸效应”.纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：

⒈特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色.尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑金属铬变成铬黑.金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于l％约几微米厚度就能完全消光.利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能.还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等.

⒉特殊热学性质：通常晶体具囿固定的熔点当晶体达到纳米尺寸时却截然不同.例如：金的熔点为1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃直径为5nm的金粉熔点降低到830℃.此特性可应用于粉末冶金工业.

⒊特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变.例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电.此外，纳米材料呈现出超顺磁性科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中嘟存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向具有回归的本领.

⒋特殊力学性质：氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲洏不断裂.研究表明，人的牙齿具有高强度是因为它由磷酸钙等纳米材料构成.纳米金属要比传统金属硬3～5倍.金属陶瓷复合纳米材料不但强喥高且韧性好，制成的刀具比金钢石制品还要坚硬.

纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性介电性能、声学特性以及化学性能等方面.

纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用图34是1993年中国科学院北京真空物理实验室洎行操纵原子写出的“中国”二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地.

第一部分　历年真题及详解

　2010年┅级注册建筑师《建筑材料与构造》真题及详解

　2011年一级注册建筑师《建筑材料与构造》真题及详解

　2012年一级注册建筑师《建筑材料与构慥》真题及详解

　2013年一级注册建筑师《建筑材料与构造》真题及详解

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第二部分　模拟试题及详解

　一级注册建筑师《建筑材料与构造》模拟试题及详解（一）

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