工程材料与机械制造基础答案

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时间:2018-07-17

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1、工程材料与机械制造基础答案`第一章金属材料的力学性能1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?答:σs用于测定有明显屈服现象的材料,σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。2、什么是应力?什么是应变?它们的符号和单位各是什么?答:试样单位截面上的拉力称为应力,用符号σ表示,单位是MPa。试样单位长度上的伸长量称为应变,用符号ε表示,应变没有单位。3、画出低碳钢拉伸曲线图,并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点?断裂发生在哪一点?若没有出现缩颈现象,是否表示试样没有发生塑性变形?答:b点发生缩颈现象,k点发生断裂。若没有出现缩颈现象,试样并不是没有发生塑形性变,而是没有产生明显的塑性变

2、形。4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形?怎样判断它的变形性质?答:将钟表发条拉直是弹性变形,因为当时钟停止时,钟表发条恢复了原状,故属弹性变形。5、在机械设计时采用哪两种强度指标?为什么?答:(1)屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。(2)抗拉强度。因为它的数据易准确测定,也容易在手册中查到,用于一般对塑性变形要求不严格的零件。6、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值愈大,其塑性愈差,这种说法是否正确?为什么?答:应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件,应选用弹性模量大的金属材料。金属材料弹性模量的大小,主要取决于原子间

3、结合力(键力)的强弱,与其内部组织关系不大,而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力,与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。7、常用的硬度测定方法有几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?答:工业上常用的硬度测定方法有:布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。其应用范围:布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较,但可以通过经验公式换算成同一硬度后,再进行比较。8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点?各适用于何种场合。下列情况应采

4、用哪种硬度法测定其硬度?答:布氏硬度法:(1)优点:压痕面积大,硬度值比较稳定,故测试数据重复性好,准确度较洛氏硬度法高。(2)缺点:测试费时,且压痕较大,不适于成品、小件检验。(3)应用:硬度值HB小于450的毛坯材料。洛氏硬度法:(1)优点:设备简单,测试简单、迅速,并不损坏被测零件。(2)缺点:测得的硬度值重复性较差,对组织偏析材料尤为明显。(3)应用:一般淬火件,调质件。库存钢材—布氏硬度;锻件—布氏硬度;锉刀—布氏硬度台虎钳钳口—洛氏硬度;硬质合金刀头—洛氏硬度黄铜轴套——布氏硬度供应状态的各种碳钢钢材——布氏硬度硬质合金刀片——洛氏硬度9、疲劳破坏是怎样形成的?提高

5、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强度值减小?为什么疲劳断裂对机械零件潜在着很大的危险性?交变应力和重复应力区别何在?答:由于材料表面或内部有缺陷,这些缺陷处的局部应力大于屈服强度,从而产生局部塑性变形而断裂。这些微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展,使承载的有效面积减少,以致不能承受所加载荷而突然断裂。提高疲劳寿命的方法,就是消除或减少疲劳源及延缓疲劳裂纹的扩展。一般在结构上避免应力集中;制定合理的工艺;使材料得到韧性组织,减少内部缺陷;降低表面粗糙度,避免表面不划伤、腐蚀;强化表面,在材料表面形成压应力。表面粗糙易形成疲劳源。零件尺寸增大,

6、其内部组织不易均匀,也易存在夹杂物等各种缺陷,这些易形成疲劳源,并加快疲劳裂纹的扩展。因为材料在受到远低于屈服应力的外力作用下,在没有明显塑性变形的条件下,产生的突然断裂,属低应力脆断。12、试画出疲劳曲线,并说明疲劳曲线所表示的含义。答:疲劳曲线表明,金属材料承受的交变应力越大,则材料断裂时应力循环次数越少。反之,应力循环次数越大。13、拉伸试样的原标距为50mm,直径为10mm,拉伸试验后,将已断裂的试样对接起来测量,若断后的标距为79mm,缩颈区的最小直径为4.9mm,求该材料的伸长率和断面收缩率的值。79?50?100%?58%50??52???2.452?76%???

7、?52答:?=第二章材料凝固与结晶1、求出体心和面心立方晶格的致密度。面心立方晶格的致密度?3原子数?单个原子的体积单个晶胞的体积?2?44??3.14?a??4?3???0.74?a32、什么是过冷度?它对结晶过程和晶粒度的影响规律如何?答:过冷度就是理论结晶温度和实际结晶温度相差的度数。在一般冷却条件下,过冷度愈大,结晶过程进行的愈快。过冷度增加,形核率和长大速度同时增加,但形核率增加的更快,所以随着过冷度的增加,晶粒细化。3、什么是同素异晶转变?试画出纯铁的冷却曲线,并指出室温和110

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