07工程材料及机械制造基础习题

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1、《工程材料及机械制造基础》习题第一章材料的种类与性能（P7）１、金属材料的使用性能包括哪些？力学性能、物理性能、化学性能。２、什么是金属的力学性能？它包括那些主要力学指标？金属材料的力学性能：金属材料在外力作用下所表现出来的性能。主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。３、一根直径10mm的钢棒，在拉伸断裂时直径变为8.5mm，此钢的抗拉强度为450Mpa，问此棒能承受的最大载荷为多少？断面收缩率是多少？F=3532500Nψ=27.75%４、简述洛氏硬度的测试原理。以压头压入金属材料的压痕深度来表征

2、材料的硬度。5、什么是蠕变和应力松弛？蠕变：金属在高温长时间应力作用下，所加应力远小于σs逐渐产生明显的塑性变形的现象。应力松弛：承受弹性变形的零件，在工作过程中总变形量不变，但随时间的延长，工作应力逐渐衰减的现象。６、金属腐蚀的方式主要有哪几种？金属防腐的方法有哪些？主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。　防腐方法：1、改变金属的化学成分；2、通过覆盖法将金属同腐蚀介质隔离；3、改善腐蚀环境；4、阴极保护法。第二章材料的组织结构（P26）1、简述金属三种典型结构的特点。体心立方晶格：晶胞是一个立方体，在晶胞的中心和

3、每个顶角各有一个原子。原子数为：2个。塑性较好。面心立方晶格：晶格属于立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心各有一个原子。每个面心立方晶格的原子数为：4个。塑性优于体心立方晶格的金属。密排六方晶格：晶格属于六方棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项角上各有一个原子，两个端面的中心各有一个原子，晶胞内部有三个原子。每个密排六方晶胞原子数为：6个，较脆2、金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？存在点缺陷、线缺陷和面缺陷。使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度提高。4、什么是固溶强化？造成固溶强

4、化的原因是什么？固溶强化：因形成固溶体而引起合金强度、硬度升高的现象。原因：固溶体中溶质原子的溶入引起晶格畸变，使晶体处于高能状态。11、何为共晶反应、匀晶反应共析反应？试比较三种反应的异同点。共晶反应：从某种成分固定的合金溶液中，在一定恒温下同时结晶出两种成分和结构都不同的固相的反应。共析反应：由一种固相在恒温下同时转变成两种新的固相的反应。匀晶反应：两组元组成的合金系，在液态无限互溶，在固态也能无限互溶，形成固溶体的反应。17、分析碳的质量分数分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金

5、从液态缓慢冷至室温时的结晶过程和室温组织。指出这四种成分组织与性能的区别。15碳的质量成分分别为0.20%、0.60%的铁碳合金均属于亚共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过GS线时由于贫碳有F析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+F。并随碳的质量分数的增加P增加，F减少。碳的质量成分分别为0.80%、1.0%的铁碳合金均属于过共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过E

6、S线时由于富碳有Fe3CⅡ析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+Fe3CⅡ。并随碳的质量分数的增加Fe3CⅡ增加，P减少。由于F、P、Fe3CⅡ，的力学性能上的差异，随碳的质量分数的增加铁碳合金的强大和硬度增加，而塑性和韧性下降。第三章金属热处理及表面改性1、钢的热处理的基本原理是什么？其目的和作用是什么？钢的热处理是将钢在固态下、在一定的介质中施以不同的加热、保温和冷却来改变钢的组织，从而获得所需性能的一种工艺。其目的是通过其组织的变化，挖掘钢的潜力以满足使用要求。3、A在等温冷却转变时，按

7、过冷度的不同可以获得哪些组织？可以获得：珠光体、索氏体、托氏体（屈氏体）、贝氏体和马氏体。6、正火与退火的主要区别是什么？如何选用？正火的冷却速度比退火稍快，过冷度稍大。组织较细，强度、硬度较高。选用：（1）从切削加工性方面考虑，低碳钢用正火提高硬度，而高碳钢用退火降低硬度，以便于切削加工。（2）从使用性能上考虑，对零件性能要求不高，可用正火作为最终热处理；当零件形状复杂、厚薄不均时，采用退火；对中、低碳钢，正火比退火力学性能好。（3）从经济上考虑，正火冷却不占用设备，操作简便，生产周期短，能耗少，故在可能

8、条件下，应优先考虑正火处理。10、回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？试指出各种回火操作得到的组织、性能及运用范围？回火的目的：（1）降低脆性；（2）消除或减少内应力；（3）获得工件所要求的力学性能；　（4）稳定工件尺寸；低温回火：150～250℃。回火马氏体。高硬耐磨。刃具，轴承，冷作磨具等。中温回火：350～500℃。回火屈氏体。高的屈服极限，弹性极限和韧性。弹簧，热作磨具。高温回火（调质处理）：500～