1 ?绪论
?本章内容
? 1.1材料发展概要
? 1.2材料应用现状与新材料的发展趋势?1.3材料科学与工程
?1.4材料的分类
?1.5材料加工工程
?1.6课程主要内容及要求
1.1材料发展概要
材料:人类用来制造各种产品的物质, 是人类生产和生活的物质基础。
人类早期历史划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代,现已进入人工合成材料6勺薪时代。
材料和能源、信息一起成为现代科学技术白6三大文社支O
?石器是人类最先使用的工具。
\ 仏
?还出现了玉器、陶器和瓷器。
我国是玉器的故乡。
?烧制的陶器包括红陶、
陶、白陶和釉陶。我国是
最早生产瓷器的国家。瓷器
成为中国文化的象征。
图1瓷器
?铜锡合金一青铜是人类历史上
发明的第一个合
金。
?灿烂的青铜文化:
“司母戊”;越王勾践的宝
剑;战国青铜编钟,秦皇陵墓
铜车马等。
图1?2司母戊
从春秋战国时期(公元前770?221年)已开始大量使用铁器:铸铁刑鼎;铁丸、铁镭和铁鼎,
比其他国家早许多个世纪。
先炼铁后炼钢的两步炼钢技术比其它国家早1600多年。
钢的热处理技术
第一章 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷?它们对性能有什么影响? 答:点缺陷:空位、间隙原子、异类原子。点缺陷造成局部晶格畸变,使金属的电阻率、屈服强度增加,密度发生变化。 线缺陷:位错。位错的存在极大地影响金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含极少量位错时,金属的屈服强度σs很高,当含有一定量的位错时,强度降低。当进行形变加工时,为错密度增加,σs将会增高。 面缺陷:晶界、亚晶界。亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。亚晶界是晶粒内的一种面缺陷。 在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上,原子的排列偏离平衡位置,晶格畸变较大,位错密度较大(可达1016m-2以上)。原子处于较高的能量状态,原子的活性较大,所以对金属中的许多过程的进行,具有极为重要的作用。晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多,晶粒越细,金属的塑性变形能力越大,塑性越好。 8、什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么? 答:形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度。 9、间隔固溶体和间隔相有什么不同? 答:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的,且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。 第二章 1、金属结晶的条件和动力是什么? 答:液态金属结晶的条件是金属必须过冷,要有一定的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在的自由能差(ΔF)。 2、金属结晶的基本规律是什么? 答:液态金属结晶是由生核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。液态金属结晶时,首先在液体中形成一些极微小的晶体(称为晶核),然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大的同时,又出现新的品核并逐渐长大,直至液体金属消失。 3、在实际应用中,细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能,细化晶粒、提高金属材料使用性能的措施有哪些? 答:(1)提高液态金属的冷却速度,增大金属的过冷度。(2)进行变质处理。在液态金属中加入孕育剂或变质剂,增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大,以细化晶粒和改善组织。(3)在金属结晶的过程中采用机械振动、超声波振动等方法。(4)电磁搅拌。将正在结晶的金属置于一个交变的电磁场中,由于电磁感应现象,液态金属会翻滚起来,冲断正在结晶的树枝状晶体的晶枝,增加了结晶的核心,从而可细化晶粒。
工程材料学习题 绪论、第一章 一.填空题 1. 纳米材料是指尺寸在_0.1-100nm 之间的超细微粒,与传统固体材料具 有一些特殊的效应,例如_表面与界面效应__________ 、—尺寸效应__________ 和量子尺寸效应________ 。(体积效应、宏观量子隧道效应) 2. 固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲,可以分为___________ 晶体和_非晶体__________ 两大类。 3. 工程材料上常用的硬度表示有—布氏硬度(HB)_______________ 、—洛氏硬度(HR)_________ 、—维氏硬度(HV)_________ 、—肖氏硬度(HS) ________ 以及—显微硬度_________ 等。 4. 在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为—金属材 料__________ 、—高分子材料_____________ 、—陶瓷材料_____________ 以及复合材料等几大类。 5. 结合键是指—在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式___________ . 6. 材料的性能主要包括—力学性能___________ 、—物理化学性能_________ 和工艺性能____ 三个方面。 7. 金属晶体比离子晶体具有较—强__________ 的导电能力。
8. __________________________________________________________ 低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、—弹塑性变形____________________ 和断裂三个阶段 9. ____________________________________ 金属塑性的指标主要有_伸长率和—断面收缩率_______________________________ 两种。 二.选择题 1. 金属键的特点是_____ B ______ : A ?具有饱和性 B.没有饱和性 C.具有各向异性 D.具有方向性 2. 共价晶体具有_A___________ : A.高强度 B.低熔点 C.不稳定结构 D.高导电性 3. 决定晶体结构和性能最本质的因素是A_________ : A.原子间的结合力 B.原子间的距离 C.原子的大小 D.原子的电 负性 4. 在原子的聚合体中,若原子间距为平衡距离时,作规则排列,并处于稳定状 态,则其对应的能量分布为:B A.最高 B.最低 C.居中 D.不确定 5. 稀土金属属于 B ________ :
《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学,并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习,使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求: (1)掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系;掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计; (2)熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求; (3)了解各种外加剂的性能;了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向; (4)了解石灰、水泥凝结硬化原理;沥青混凝土强度理论;集料的级配理论;沥青乳化机理。 (5)了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程,以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。二、本课程学习和考核的内容 绪论(2学时) 教学内容:土木工程材料发展概况,土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用,以及在经济发展中的意义;课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标:了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用,以及在经济发展中的意义;明确本课程在本专业中的地位,了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点:土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用,土木工程材料的发展概况。 难点:土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 (一)土木工程材料的基本性质(2学时) 教学内容:材料学的基本理论,材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标:了解材料学的基本理论,掌握材料的物理性质、力学性质,掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用,掌握材料耐久性的基本概念。 重点:材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点:材料的物理性质。 (二)天然石料(2学时) 教学内容:岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种
《土木工程材料》课程题库及参考答案
2015.6.18 绪论部分 一、名词解释 1、产品标准 2、工程建设标准 参考答案: 1、产品标准:是为保证产品的适用性,对产品必须达到的某些或全部要求所指定的标准。其 围包括:品种、规格、技术性能、试验法、检验规则、包装、储藏、运输等。建筑材料产品,如各种水泥、瓷、钢材等均有各自的产品标准。 2、工程建设标准:是对基本建设中各类的勘察、规划设计、施工、安装、验收等需要协调统一 的事项所指定的标准。与选择和使用建筑材料有关的标准,有各种结构设计规、施工及验收规等。 二、填空题 1、根据组成物质的种类及化学成分,将土木工程材料可以分为、和三类。 2、我国的技术标准分为、、和四级。 参考答案: 1、无机材料、有机材料、复合材料; 2、标准、行业标准、地标准、企业标准 三、简答题 1、简述土木工程材料的发展趋势。
2、实行标准化的意义有哪些? 3、简述土木工程材料课程学习的基本法与要求以及实验课学习的意义。 参考答案: 1、土木工程材料有下列发展趋势: 1)高性能化。例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料,以及充分利用和发挥各种材料的特性,采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料。 2)多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。 3)工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化,而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工,生产要标准化、大型化、商品化等。 4)生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡,生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材,产品可再生循环和回收利用。 2、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义,这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以建筑材料性能的试验法为例,如果不实行标准化,不同部门或单位采用不同的试验法。则所得的试验结果就无可比性,其获得的数据将毫无意义。所以,没有标准化,则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。由此可见,标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序,并带来了社会效益。 3、土木工程材料课程具有容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点,因此学习时应在首先掌握材料基本性质和相关理论的基础上,再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用法;同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点,较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能;必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等面的知识,掌握这些材料在工程使用中的基本规律。
《土木工程材料》思考题答案 绪论 1、土木工程材料的研究在现代建筑业中有何意义? (1)建材在基建总费用中占很大比例(总投资的60%)(2)建筑形式、结构设计、施工方法等受建材品种、质量的制约(3)建材量大面广,涉及资源、能源、环境等各方面,具有综合的、巨大的社会经济效益。 2、土木工程材料可分为哪几类? 按组成:金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料;按作用:结构材料、功能材料;按使用部位:墙体材料、屋面材料、地面材料等。 3、选用土木工程材料的基本原则是什么? (1)就地取材,选用技术成熟、经济实用的建材(2)遵照有关政策法规,合理使用利废、节能的新材料,淘汰粘土砖等落后传统建材(3)综合考虑材料性能、施工进度、热工及抗震等建筑性能要求、工程投资等因素。总之,要做到:价廉物美、满足使用要求、综合效益好。 4、对于传统土木工程材料与新品种材料的使用应抱什么态度? 传统建材有长久的历史、广泛的应用,但面临社会的发展、技术进步更新,也暴露出不足和落后,应结合地区特点、工程性质、市场规律进行合理利用和改进。新型建材既存在技术成熟、经济可行方面的问题,也面临人们观念更新、设计与施工、销售配套等问题,因此,既不要盲目照搬,也不要消极保守,应积极而慎重地推广使用。 第一章土木工程材料的基本性质 1、材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别?材料含水后对它们有何影响? (1)定义、测试方法;(2)大小:ρ> ρ’> ρ0 > ρ0’ (3)适用对象:块材,散粒状;(4)影响因素:孔隙率、含水率。 2、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸声性的影响? 孔隙率越大,表观密度越小、强度越低。开孔能提高材料的吸水性、透水性、吸声性,降低抗冻性。细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。细小的开孔能提高材料的吸声性。 3、一块砖,外形尺寸240*115*53mm,从室外取来时重量为2700g,浸水饱和后重量为2850g,绝干时重量为2600g,求此砖的含水率、吸水率、干表观密度。W含=(2700-2600)/2600*100% W吸=(2850-2600)/2600*100% ρ0=2600/(24*11.5*5.3) 4、某石灰石的密度为2.70g/cm3,孔隙率为1.2%,将该石灰石破碎成石子,石子的堆积密度为1580kg/m3,求此石子的表观密度和空隙率。 ρ0=(1-0.012)*2.70 P’=(1-1580/ρ0)*100% 5、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172、178、168MPa,求该岩石的软化系数?并指出该岩石可否用于水下工程?
华中科技大学材料学院工程材料学精品课程组 工程材料学习题 绪论、第一章 一.填空题 1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒,与传统固体材料具有一些特殊的效应,例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。(体积效应、宏观量子隧道效应) 2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲,可以分为晶体和非晶体两大类。 3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)以及显微硬度等。 4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。 5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式 . 6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。 7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。 8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。 9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。二.选择题
1.金属键的特点是 B: A.具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性 2.共价晶体具有 A : A. 高强度 B. 低熔点 C. 不稳定结构 D. 高导电性 3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A : A. 原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性 4.在原子的聚合体中,若原子间距为平衡距离时,作规则排列,并处于稳定状态,则其对应的能量分布为:B A. 最高 B. 最低 C. 居中 D. 不确定 5.稀土金属属于 B : A. 黑色金属 B. 有色金属 C. 易熔金属 D. 难熔金属 6.洛氏硬度的符号是 B : A.HB B. HR C. HV D.HS 7. 表示金属材料屈服强度的符号是 B 。 A. σe B. σs C. σB. D. σ-1 8.下列不属于材料的物理性能的是 D : A. 热膨胀性 B. 电性能 C. 磁性能 D. 抗氧化性 三.判断题 1. 物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和他们的热运动。√
目录 绪论、第一章 (1) 第二章 (2) 第三章 (4) 第四章 (6) 第五章 (9) 第六章 (12) 第七章 (14) 第八章 (17) 第九、十、十一章 (18) 第十二章 (20) 华中科技大学材料学院工程材料学精品课程组 工程材料学习题 绪论、第一章 一.填空题 1.纳米材料是指尺寸在之间的超细微粒,与传统固体材料具有一些特殊的效应,例如、和。 2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲,可以分为和 两大类。 3.工程材料上常用的硬度表示有、、、以及等。 4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为、、以及等几大类。 5.结合键是指 . 6.材料的性能主要包括、和三个方面。 7.金属晶体比离子晶体具有较的导电能力。 8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、和三个阶段。 9.金属塑性的指标主要有和两种。 二.选择题 1.金属键的特点是: A.具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性 2.共价晶体具有: A. 高强度 B. 低熔点 C. 不稳定结构 D. 高导电性 3.决定晶体结构和性能最本质的因素是: A. 原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性 4.在原子的聚合体中,若原子间距为平衡距离时,作规则排列,并处于稳定状态,则其对应的能量分布为: A. 最高 B. 最低 C. 居中 D. 不确定
5.稀土金属属于: A. 黑色金属 B. 有色金属 C. 易熔金属 D. 难容金属 6.洛氏硬度的符号是: A.HB B. HR C. HV D.HS 7. 表示金属材料屈服强度的符号是。 A. σe B. σs C. σ B. D. σ-1 8.下列不属于材料的物理性能的是: A. 热膨胀性 B. 电性能 C. 磁性能 D. 抗氧化性 三.判断题 1. 物质的状态反映了原子或分子之间的相互作用和他们的热运动。 2. 用布氏硬度测量硬度时,压头为钢球,用符号HBS表示。 3. 用布氏硬度测量硬度时,压头为硬质合金球,用符号HBW表示。 4. 金属材料的机械性能可以理解为金属材料的失效抗力。 四.问答题 1. 工程材料是如何分类的?它们之间性能的主要差异表现在哪里?工程材料与功能材料的大致概念是什么? 2. 材料的弹性模量E的工程含义是什么?它和零件的刚度有何关系? 3. 说明以下符号的意义和单位。 (1)σe;(2)σs(σ0.2);(3)σ B. ;(4)δ;(5)ψ;(6)σ-1;(7)ɑk ;(8)K I;(9) K IC. ; 4. 现有标准圆柱形的长、短式样各一根,原始直径D. 0=10mm,经拉伸实验测得其伸长率δ 5、δ10均为25%,求两试样拉断时标距长度。 5. δ与ψ两个性能指标,那个表征材料的塑性更准确?塑性指标在工程上有哪些实际意义? 6. ɑk指标有什么实用意义? 7. 比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。 8. 在零件设计中必须考虑的力学性能指标有哪些?为什么? 第二章 一.填空题 1.在晶体学中,通常按晶胞中三个棱边的长度及夹角是否相等,还有夹角是否为直角的原则,将全部晶体分为种晶系,种晶胞。 2.纯金属常见的晶体结构主要有、和。 3.点缺陷的三种表现形式为、和。 4.在立方晶系中,{120}晶面族包括。 5.位错分为两中,它们是和,多余半面原子是位错所特有的。 6.γ-Fe、α-Fe的晶胞内的原子数分别是和。
第一章 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷它们对性能有什么影响 答:点缺陷:空位、间隙原子、异类原子。点缺陷造成局部晶格畸变,使金属的电阻率、屈服强度增加,密度发生变化。 线缺陷:位错。位错的存在极大地影响金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含极少量位错时,金属的屈服强度σs很高,当含有一定量的位错时,强度降低。当进行形变加工时,为错密度增加,σs将会增高。 面缺陷:晶界、亚晶界。亚晶界由位错垂直排列成位错墙而构成。亚晶界是晶粒内的一种面缺陷。 在晶界、亚晶界或金属内部的其他界面上,原子的排列偏离平衡位置,晶格畸变较大,位错密度较大(可达1016m-2以上)。原子处于较高的能量状态,原子的活性较大,所以对金属中的许多过程的进行,具有极为重要的作用。晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多,晶粒越细,金属的塑性变形能力越大,塑性越好。 8、什么是固溶强化造成固溶强化的原因是什么 & 答:形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度。 9、间隔固溶体和间隔相有什么不同 答:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的,且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。间隙固溶体中溶质原子进入溶剂晶格的间隙之中。间隙固溶体的晶体结构与溶剂相同。 第二章 1、金属结晶的条件和动力是什么 答:液态金属结晶的条件是金属必须过冷,要有一定的过冷度。液体金属结晶的动力是金属在液态和固态之间存在的自由能差(ΔF)。 、 2、金属结晶的基本规律是什么 答:液态金属结晶是由生核和长大两个密切联系的基本过程来实现的。液态金属结晶时,首先在液体中形成一些极微小的晶体(称为晶核),然后再以它们为核心不断地长大。在这些晶体长大的同时,又出现新的品核并逐渐长大,直至液体金属消失。 3、在实际应用中,细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能,细化晶粒、提高金属材料使用性能的措施有哪些 答:(1)提高液态金属的冷却速度,增大金属的过冷度。(2)进行变质处理。在液态金属中加入孕育剂或变质剂,增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大,以细化晶粒和改善组织。(3)在金属结晶的过程中采用机械振动、超声波振动等方法。(4)电磁搅拌。将正在结晶的金属置于一个交变的电磁场中,由于电磁感应现象,液态金属会翻滚起来,冲断正
绪论 一、土木工程材料及其分类 广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称,种类极为繁多。 1.按主要组成成分分类 图0.1 土木工程材料的分类 2.按使用功能分类 根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能,大体可分为建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料三大类。 3.按材料来源分类 根据材料来源,可分为天然材料与人造材料。而人造材料又可按冶金、窑业(水泥、玻璃、陶瓷等)、石油化工等材料制造部门来分类。 一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。如装饰砂浆、沥青防水材料等。 二、土木工程材料在土建工程中的地位 土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。 首先,土木工程材料是一切土木工程的物质基础。 第二,土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。 第三,建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。 第四,土建工程的质量,主要取决于材料的质量控制。 最后,建筑物和构筑物的可靠度评价,相当程度地依存于材料的可靠度评价。 三、土木工程材料的发展趋势
遵循可持续发展战略,土木工程材料的发展趋势表现为: (1)高性能化 (2)高耐久性 (3)多功能化 (4)绿色环保 (5)智能化 另外,主产品和配套产品应同步发展,并解决好利益平衡关系。同时,为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求,材料的应用应向着工业化方向发展。 四、土木工程材料的检验方法及标准化 1.土木工程材料的质量检验方法 通常可采用实验室内原材料性能检验、实验室内模拟结构鉴定及现场鉴定等方法。本课程主要着重介绍实验室内材料性能的检验,包括下列内容: ⑴物理性能检验 ⑵力学性能检验 ⑶材料与水有关的性能检验 2.土木工程材料的标准化 土木工程材料涉及的标准主要包括两类。一是产品标准。其内容主要包括:产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、应用技术规程等;二是工程建设标准。其内容有土木工程材料选用有关的标准,有各种结构设计规范、施工及验收规范等。 目前,我国常用的标准按适用领域和有效范围,分为四级。 ⑴国家标准分强制性标准(代号为GB)和推荐性标准(代号GB/T)。 ⑵行业标准某些行业标准代号见表0.1。 表 0.1 几个行业的标准代号 ⑶地方标准(代号DB) ⑷企业标准(代号QB) 有关工程建设方面的技术标准的代号,应在部门代号后加J。地方标准或企业标准所制定的技术要求应高于类似(或相关)产品的国家标准。 标准一般由标准名称、部门代号(以汉语拼音字母表示)、标准编号和颁发年份等来表示。例如,1992年制定的建材行业推荐性479号建筑石灰的标准为:《建筑石灰》(JC/T 479-92)。 五、课程学习的目的和要求 ⒈课程学习的目的与主要内容 土木工程材料课程是针对土木工程、工程管理、水利水电等专业开设的专业技术基础课。通过学习,使学生掌握材料的基本理论和基础知识,为后续专业课程的学习及以后从事土木工程正确选用材料打下良好的基础。 本教材重点介绍了当前土木工程常用的材料,如水泥、石灰、混凝土、钢材、沥青材料等,并简要介绍了建筑功能材料。对于各类材料,除重点介绍了技术性质外,对材料的生产、组成、结构与构造、技术标准也做了简要介绍,另外还简要介绍了检测这些技术性能指标的试验方法。
绪论、第一章 一.填空题 1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒,与传统固体材料具有一些特殊的效应,例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。(体积效应、宏观量子隧道效应) 2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲,可以分为晶体和非晶体两大类。 3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)以及显微硬度等。 4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。 5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式 . 6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。 7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。 8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂三个阶段。 9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。 二.选择题 1.金属键的特点是 B: A.具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性 2.共价晶体具有 A : A. 高强度 B. 低熔点 C. 不稳定结构 D. 高导电性 3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A : A. 原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性 4.在原子的聚合体中,若原子间距为平衡距离时,作规则排列,并处于稳定状态,则其对应的能量分布为:B A. 最高 B. 最低 C. 居中 D. 不确定 5.稀土金属属于 B : A. 黑色金属 B. 有色金属 C. 易熔金属 D. 难熔金属 6.洛氏硬度的符号是 B : A.HB B. HR C. HV D.HS
土木工程材料》课程 题库及参考答案 2015.6.18 绪论部分 一、名词解释
1、产品标准 2、工程建设标准 参考答案: 1、产品标准:是为保证产品的适用性,对产品必须达到的某些或全部要求所指定的标准。其范 围包括:品种、规格、技术性能、试验方法、检验规则、包装、储藏、运输等。建筑材料产品,女口 各种水泥、陶瓷、钢材等均有各自的产品标准。 2、工程建设标准:是对基本建设中各类的勘察、规划设计、施工、安装、验收等需要协调统一 的事项所指定的标准。与选择和使用建筑材料有关的标准,有各种结构设计规范、施工及验收规范 等。 二、填空题 1、根据组成物质的种类及化学成分,将土木工程材料可以分为______________ 、 ___________ 和三类。 2、我国的技术标准分为____________ 、 ___________ 、____________ 和____________ 四级。 参考答案: 1、无机材料、有机材料、复合材料; 2、国家标准、行业标准、地方标准、企业标准 三、简答题 1、简述土木工程材料的发展趋势。 2、实行标准化的意义有哪些? 3、简述土木工程材料课程学习的基本方法与要求以及实验课学习的意义。 参考答案: 1、土木工程材料有下列发展趋势: 1)高性能化。例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料,以及充分利用和发挥各 种材料的特性,采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料。 2)多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。 3)工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化,而且为了降低成本、控制质量、便于 机械化施工,生产要标准化、大型化、商品化等。 4)生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡,生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材,
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) 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R m C.屈服强度R p0.2 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R m C.屈服强度R p0.2 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R m 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。
华科工程材料学习题(含答案)
工程材料学习题 绪论、第一章 一.填空题 1.纳米材料是指尺寸在0.1-100nm 之间的超细微粒,与传统固体材料具有一些特殊的效应,例如表面与界面效应、尺寸效应和量子尺寸效应。(体积效应、宏观量子隧道效应) 2.固体物质按其原子(离子、分子)聚集的组态来讲,可以分为晶体和非晶体两大类。 3.工程材料上常用的硬度表示有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)以及显微硬度等。 4.在工程材料上按照材料的化学成分、结合键的特点将工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料等几大类。 5.结合键是指在晶体中使原子稳定结合在一起的力及其结合方式 . 6.材料的性能主要包括力学性能、物理化学性能和工艺性能三个方面。 7.金属晶体比离子晶体具有较强的导电能力。 8.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、弹塑性变形和断裂
三个阶段。 9.金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。 二.选择题 1.金属键的特点是B: A.具有饱和性 B. 没有饱和性 C. 具有各向异性 D. 具有方向性 2.共价晶体具有 A : A. 高强度 B. 低熔点 C. 不稳定结构 D. 高导电性 3.决定晶体结构和性能最本质的因素是 A : A. 原子间的结合力 B. 原子间的距离 C. 原子的大小 D. 原子的电负性 4.在原子的聚合体中,若原子间距为平衡距离时,作规则排列,并处于稳定状态,则其对应的能量分布为:B A. 最高 B. 最低 C. 居中 D. 不确定 5.稀土金属属于 B : A. 黑色金属 B. 有色金属 C. 易熔金属 D. 难熔金属
第1章绪论 本章提示:本章是介绍关于工程经济学概述性的内容,主要有工程经济学的产生和发展、相关概念、研究范围、学科性质、主要内容特点以及评价原则,其中,工程经济学的评价原则是本章的重点。 §1.1工程经济学的产生与发展 工程经济学(Engineering Economics)的产生至今有100多年的历史。美国的土木工程师亚瑟·M.·惠灵顿被公认为是最早探讨工程经济问题的人物,他首次将成本分析方法应用于铁路的最佳长度和路线的曲率选择问题,开创了工程领域中的经济评价工作,并于1887年出版《铁路布局的经济理论》,标志着工程经济学的产生。斯坦福大学教授菲尔(J.C.L.Fish)于1915年出版了《工程经济学》,系统地阐述了与债券市场相联系的工程投资模型。与此同时,戈尔德曼(O.B.Goldmen)于20世纪20年代,出版了《财务工程》,第一次提出用复利法来确定方案的比较值、进行投资方案评价的思想,并且在书中提到:“存在一种奇怪而且令人遗憾的现象,即许多的作者在他们的工程著作中,没有或者很少考虑成本问题,实际上,工程师的最基本的责任是考虑成本,以便取得真正的经济效益”。使得工程经济学成为一门系统化科学的关键性人物是格兰特教授(E.L.Grant),他于1930年出版教科书《工程经济学原理》,奠定了经典工程经济学的基础。指出了古典工程经济学的局限性,并以复利计算为基础,对固定资产投资的经济评价原理作了阐述,同时指出人的经验判断在投资决策中具有重要作用,被誉为“工程经济学之父”。二战以后,受到凯恩斯主义经济理论的影响,工程经济学从单纯的工程费用效益分析扩大到市场供求和投资分配领域,其中,比较重要的人物有乔尔·迪安(Joel Dean), 他在凯思斯经济理论的基础上,分析了市场供求状况对企业有限投资分配的影响。他1951年出版的《投资预算》,阐述了动态经济评价法以及合理分配资金的一些方法及其在工程经济中的应用。还有美国布西教授(Lynn.E.Bussey),于1978年出版了《工业投资项目的经济分析》,全面系统地总结了工程项目的资金筹集、经济评价、优化决策以及项目的风险和不确定性分析等,并指出了传统工程经济学局限于某部门的孤立的缺乏远见的经济方案选择方法的缺点,提出了应该从整体上进行经济方案评价,实现整体利益最大化。对工程经济学研究成果进行全面吸收总结的应该是美国的里格斯教授,1982年出版的《工程经济学》系统地阐述了货币的时间价值、货币理论、经济决策和风险以及不确定性等工程经济学的内容,把工程经济学的学科水平向前推进了一大步。 我国对工程经济学的研究和应用起步于20世纪70年代后期。随着改革开放的推进,工程经济学的原理和方法已在经济建设宏观与微观的项目评价中得到广泛应用;对工程经济学学科体系、理论和方法、性质与对象的研究也十分活跃;有关工程经济的投资理论、项目评价等著作和文章大量出现,逐步形成了有体系的、符合我国国情的工程经济学。
土木工程材料习题集 目录 0 绪论 (2) 1土木工程材料的基本性质 (3) 2气硬性胶凝材料 (10) 3水泥 (15) 4混凝土 (23) 5建筑砂浆 (43) 6墙体材料 (46) 7天然石材 (50) 8金属材料 (52) 9合成高分子材料…………………………………………………………… 10木材…………………………………………………………………………11沥青与防水材料……………………………………………………………12绝热材料与吸声材料………………………………………………………13建筑装饰材料………………………………………………………………习题解答 0 绪论习题解答……………………………………………………………… 1土木工程材料的基本性质习题解答……………………………………… 2气硬性胶凝材料习题解答………………………………………………… 3水泥习题解答………………………………………………………………
4混凝土习题解答…………………………………………………………… 5建筑砂浆习题解答………………………………………………………… 6墙体材料习题解答………………………………………………………… 7天然石材习题解答………………………………………………………… 8金属材料习题解答………………………………………………………… 9合成高分子材料习题解答………………………………………………… 10木材习题解答………………………………………………………………11沥青与防水材料习题解答…………………………………………………12绝热材料与吸声材料习题解答………………………………………… 13建筑装饰材料习题解答…………………………………………………… 0 绪论 0.1学习指导 一、内容提要 本章主要介绍土木工程材料的定义、分类、作用、发展趋势与技术标准以及本课程的学习目的与任务。 二、基本要求 了解土木工程材料的定义、分类、与发展趋势,领会土木工程材料标准化的意义及表示方法。 三、重、难点提示 1、重点提示:土木工程材料的分类。 2、难点提示:土木工程材料的产品及应用的技术标准。 0.2习题 一、名词解释 1.产品标准 2.工程建设标准 二、填空题
土木工程材料 主讲:廖国胜 绪论 一、土木工程材料定义 1.定义:土木工程中所涉及的各种材料。 (三)温度稳定性(温度敏感性) 1.定义:石油沥青的性质因温度的升降而变化的程度。 2.指标:软化点t软 软化点越高,温稳性越好,温敏性越差。 (四)大气稳定性 1.定义:石油沥青在大气(热、阳光、氧气、水)作用下抵抗老化的性能。又称为耐久性和抗老化性。 2.指标:针入度比 1.定义:根据沥青的针入度的大小来划分,取一个整数为该沥青的牌号。 2.牌号与沥青的性质的关系: 二、石油沥青的牌号 牌号↑→针入度↑→延度↑→软化点↓ →粘性↓→塑性↑→温稳性↓ 1.根据工程的性质 房屋、道路、防腐。 2.工作环境 屋面(牌号小)、地下(牌号高)。 3.当地的气候条件 沥青软化点=工作温度+20~25℃≠气温+20~25℃ 4.对于高温、有强氧化剂、汽油的环境禁止使用沥青及沥青类防水材料。 三、石油沥青的选用 烟煤干馏而得,由于含有蒽、酚等致癌物质,禁止用于房建工程,也不得与石油沥青掺配使用。 四、煤沥青 五、石油沥青的掺配 高牌号沥青的掺量Q1,软化点t1; 低牌号沥青的掺量Q2,软化点t2; 配制后沥青的软化点t。 软化点的确定:工作温度+20~25℃ 第一章土木工程材料基本性质 形态上分 材料的孔结构
A-开口孔 B-封闭孔 C-贯穿孔 §1-1 材料的物理性质 一、材料的基本物理性质 二、材料与水有关的性质 三、材料的热工性质 一、材料的基本物理性质 1.实密度(密度) (1)定义:材料在绝对密实状态下单位体积的质量。用ρ表示。 (2)实体积:V A+VB+VC=0 用V表示。 (3)测试方法:李氏比重瓶法。ρ=m/V (一)材料的密度 2.视密度(近似密度) (1)定义:材料在包含封闭孔状态下单位体积的质量。用ρ’表示 (2)视体积:VB≠0 用V’表示。 V’=V+VB (3)测试方法:排水法。ρ’=m/V’ 3.表观密度 (1)定义:材料在自然状态下单位体积的质量。用ρ0表示 (2)表观体积:V A+VB+VC ≠0 用V0表示。 V0= V + V A+VB+VC (3)测试方法: 规则几何外形:a ×b×c ρ0 =m/ V0 不规则几何外形:蜡封排水法:V0 =V排-(m蜡/ρ蜡) 4.堆积密度 (1)定义:材料在堆积状态下单位体积的质量。用ρ0 ’表示 (2)堆积体积:V空隙≠0 用V0’表示。 V0’= V0 + V空隙 (3)测试: (二)材料的密实度与孔隙率 1.密实度 (1)定义:材料体积(自然状态)内固体物质的充实程度。用D表示。(2)计算公式: D=V/V0 =ρ0/ρ 2.孔隙率 (1)定义:材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率。用P表示。(2)计算公式: P=V孔/V0 = ( V0 -V )/ V0 =1 -V/V0=1-D (三)材料的填充率与空隙率 1.填充率
2004年试题 一、名词解释 1)结构材料 2)功能材料 3)钢的合金化 4)钢的应变时效 5)高速钢(风钢) 6)钢结硬质合金 7)钢的热稳定性 8)麻口铸铁 9)HT200和QT450-10 10)特殊黄铜 二、填空题 1)材料的使用性能是指材料在使用过程中能够安全可靠地工作所必须具备的性能,它包括材料的_________性能、_________性能和___________性能 2)材料的组织状态包括:_________、_________、_________ 3)材料用钢以_________性能为主,_________性能为辅;机器零件用钢以_________性能为主、_________性能为辅。 4)钢中合金元素的强化作用主要有以下四种方式:
_________、_________、_________、以及_________ 5)钢中合金元素的存在形式主要有:______、______、______和______。 6)机器零件用钢的力学性能要求为:______、______、______和______。 7)热作模具包括:______、______和______三类。 8)塑料模具用钢应满足:______、______、______、______ 9)莱氏体是指______和______两相共存的共晶反应产物,主要表现在______铸铁中。 10)石墨晶体在空间上呈______结构,因而石墨在铁液中生长如不受外界影响时具有______特性。 11)石墨铸铁中石墨呈球状分布,因而这种工程结构材料的______高同时______好。 12)根据二元Al-Si相图,当含Si量超过共晶点(12.5%Si)后,获得的结晶组织为______,其中Si晶体有两种结晶形态,分别为______和______。 三、问答题 1)以汽车发动机曲轴为例,说明工程金属材料选材的一般原则。 2)汽车发动机缸体、减速机齿轮和耐酸泵泵体三个零件选用何种工程结构金属材料制造为好?为什么? 3)何为调质处理?调质钢的性能特点是什么?某材料成型模