工程材料与成型工艺基础习题答案.ppt

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1、1.工程材料的主要性能分为（1）使用性能和（2）工艺性能。（1）又包括力学性能、物理性能和化学性能等。作业1工程材料2.金属的变形包括弹性变形和塑性变形。一、填空题3.通过拉伸试验可测得的强度指标主要有屈服强度和抗拉强度；可测得的塑性指标有延伸率和断面收缩率。5.实际金属的晶体缺陷有点缺陷（空位或间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。4.常见的金属晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种类型。α–Fe属于体心立方晶格，γ–Fe属于面心立方晶格，δ–Fe属于体心立方晶格。6.金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度。金属的冷却速度越快，过冷度越大，获得的晶粒越

2、细。7.细化金属材料的晶粒，可使金属的强度、硬度提高，塑性、韧性提高；在生产中常用的细化晶粒的方法有增大过冷度、变质处理、机械搅拌和振动；压力加工再结晶；热处理。8.合金的晶体结构有固溶体和金属化合物，其中固溶体具有良好的塑性，金属化合物具有高的硬度和脆性。10.铁碳合金相结构中，属于固溶体的有铁素体和奥氏体；其中铁素体是碳在α–Fe中形成的固溶体。11.铁碳合金的力学性能随含碳量的增加，其强度和硬度增高，而塑性和韧性降低。但当wC>1.0%时，强度随其含碳量的增加而降低。9.在铁碳合金的基本组织中，珠光体属于复相结构，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成，珠光体用符号P表示。12.铁碳

3、合金中，共析钢wC为0.77%，室温平衡组织为P；亚共析钢wC为<0.77%，室温平衡组织为P+F；过共析钢wC为>0.77%，室温平衡组织为P+Fe3C；共晶白口生铁wC为4.3%，室温平衡组织为Ld'；亚共晶白口生铁wC为<4.3%，室温平衡组织为P+Fe3CII+Ld'；过共晶白口生铁wC为>4.3%，室温平衡组织为Fe3CI+Ld'。13.钢是以Fe为主要元素，含碳量一般在2.11%以下，并含有其他元素的材料。钢按化学成分可分为碳素钢、合金钢和特殊性能钢三类；钢按主要质量等级分类，可分为普通钢、优质钢和高级优质钢三类。合金钢均属于优质钢和高级优质钢质量等级钢。14.20CrM

4、nTi钢按化学成分分类，它属于结构钢中的合金钢，适宜制造齿轮等较重要的零件。16.GCr9、GCr15钢按化学成分分类，它们属于结构钢中的合金钢，主要用来制造轴承套圈、滚珠、滚柱。15.40Cr、40CrMo钢按化学成分分类，它们属于结构钢中的合金钢，适宜制造主轴、连杆等零件。二、简答题与应用题1.材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零件在使用过程中突然发生断裂，是由于那些力学性能指标不足所造成的？(1)常用力学性能指标有:强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。(2)零件在使用过程中突然发生断裂，是由于强度、塑性、冲击韧性、疲劳强度等力学性能指标不足所造成的。2．画出低碳

5、钢的应力-应变曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。bkesoe段：弹性变形esbk段：塑性变形s点:屈服点b点：最大应力点k点：断裂点3．图1-1所示为三种不同材料的拉伸载荷（拉力）-变形量（伸长量）曲线（试样尺寸相同），试比较这三种材料的抗拉强度、屈服强度和塑性的大小。抗拉强度：2>1>3屈服强度：1>3>2塑性：3>2>1图1-1拉伸曲线4.用20钢制成10㎜、标距30㎜的试样作拉伸试验，测得屈服时的拉力为21630N，断裂前的最大拉力为34940N，拉断后测得标距长度为65㎜，断裂处直径为5㎜。试计算σb、σs、δ、ψ的值。5.零件的失效形式有哪些？影响失效的基本因素有哪些？（1

6、）断裂、塑性变形、过量弹性变形、磨损、腐蚀等。（2）设计因素、材质因素、工艺因素和安装使用不当。6.什么是同素异晶转变？请绘出纯铁的冷却曲线，并指出同素异晶转变温度和晶格类型。（1）固态下随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。温度℃时间1538℃1394℃912℃体心面心体心8.图1-1所示为部分的铁碳合金状态图，请在右边的T-t图中画出含碳量为0.45%的铁碳合金的结晶过程并标注出各温度段的组织。ESQGC%1147℃1538℃727℃PLA912℃C0.45温度℃TtLL+AA+FF+PA钢号类别适用零件举例质量含碳量成分用途普优高优低中高碳素合

7、金结构工具Q235冲压件15冲压件45轴类60Si2Mn弹簧T8A锉刀9SiCr钻头W18Cr4V铣刀11.填表回答：一、填空题1．液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性。流动性不好的合金铸件易产生浇不足和冷隔、气孔、夹渣等铸造缺陷。2．影响液态合金流动性的主要因素有合金的化学成分、合金的物理性质、合金的温度、不溶杂质和气体等。合金的凝固温度范围越宽，其流动性越差。3．任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经历三个相互联系的收缩阶段，即液