工程材料的答案

选定的文档第一章金属材料的力学性能一、判决1.对于同一台机器上不同应力的零件，材料强度高的零件一般不会变形，而材料强度低的零件会先变形。2.对于没有明显屈服现象的材料，屈服强度可用条件屈服强度表示。；3.对于相同的金属材料，短样品的伸长率大于样品的伸长率。；4.布氏强度试验具有测量数据准确、稳定性高的优点，主要用于各种成品的硬度测量。5.在罗克韦尔实验中，三个读数的算术平均值通常被测试为硬度值。；二。选择1.拉伸试验以确定材料的最佳状态；2.如果有成品淬硬钢零件，应测定硬度，采用D；Iii .问答问题1.解释拉伸曲线的绘制原理，绘制低碳钢的拉伸曲线，并在屈服开始时，在我的载荷载荷断裂之前，在最大载荷载荷载荷曲线上标出相应的位置？答：测试时，将标准样品夹在拉伸试验机上，缓慢拉伸，使样品承受轴向拉力，直至断裂。试验机的自动记录装置可以描述整个拉伸过程中的拉伸力和拉伸量在具有纵坐标和横坐标的伸长曲线图上，获得力-伸长曲线，如图所示。2.比较和说明布氏硬度试验和洛氏硬度真眼的优缺点及其应用？答：布氏硬度：优点：压痕大，能在较大范围内反映被测金属的平均硬度，且结果准确；缺点：由于压痕较大，不适合测试成品或金属板的硬度。洛氏硬度：优点：操作快速简单。由于压痕较小，可以在工件表面或较薄的金属上进行测试。同时，不同的刻度可以用来测量材料从极软到极硬的硬度。缺点：由于压痕小，测量粗糙和不均匀材料的硬度不够准确。四.申请问题甲乙两种机器使用一批相同规格、相同钢种的紧固螺栓。使用中，机器出现明显的塑性变形，b机器出现裂纹。试着从实际应力值解释上述问题的原因，并提出两种解决问题的方法？答：A机螺栓塑性变形的原因是实际应力接近屈服极限，即us；B机出现裂纹的原因是实际承受的应力接近强度极限，即80B；解决这一问题的两种方法：(1)更换强度较高的螺栓材料；(2)增加螺栓的横截面直径。第二章金属和合金的晶体结构和结晶一、对还是错1.在正常情况下，所有固态金属都是晶体。；2.实际的金属一般是单晶，因为不同方向的原子排列密度不同，所以存在“各向异性”。3.在同一种金属中，尽管颗粒原子排列方向不同，但它们的大小是相同的。4.实际的金属材料是多晶的，其中晶粒的取向不同，因此晶粒的取向相互抵消，因此实际的金属材料基本上是各向同性的。；5.金属的实际结晶温度等于理论结晶温度；第二，选择题1.金属结晶的条件是过冷；2.当同一种金属为液态时，冷却速率越大，结晶过程中的过冷度B越大；3.在正常连续冷却条件下，随着过冷度的增加，结晶过程中的成核速率和生长速率增大；4.在实际生产中，为了获得细小的晶粒组织，采用人工神经网络来增加金属的过冷度，进行变质处理和振动方法。三。简答题的答案要点1、金属字符的常见类型有哪些？还解释了其晶胞的结构特征。指出铁、铜和锌属于哪种晶格？常用金属参见下表：特征格子晶胞中的原子序数r与a的关系密度典型金属答：(1)表面细小等轴晶区当高温液态金属注入锭模时，由于锭模温度较低，靠近模壁的金属液体薄层形成高度过冷，由于模壁的自发成核作用，形成非常细小的等轴晶层。(2)随着柱状晶区表层等轴细晶层的形成，钢锭模温度升高，液态金属冷却速度减慢，过冷度降低；此时，沿着垂直于模具壁的方向散热最快，并且晶体优先沿着散热的相反方向生长以形成柱状晶粒区域。(3)随着中心粗大等轴晶区柱状晶区的结晶，钢锭模的模壁温度不断升高，散热速度减慢，并逐渐趋于均匀冷却状态。晶核可以在液态金属中自由生长，其在不同方向的扩展速率基本相同，从而形成粗大的等轴晶。3.画出液态金属结晶时审计率、增长率和过冷度之间的关系图。还解释了在正常连续冷却条件下过冷对成核速率和生长速率影响的异同。如图所示，如果过冷度增加，使得金属结晶过程中的成核速率增加得比生长速率快，则结晶后将获得细晶粒结构。四.申请问题1.当其他条件相同时，尝试比较在以下铸造条件下铸件的晶粒尺寸和原因。答：A:金属型铸造比砂型铸造晶粒小，金属型过冷度比砂型大；薄壁铸件的晶粒尺寸小于厚壁铸件，薄壁铸件的散热速度更快。普通晶粒比附加振动晶粒大，附加振动可以细化晶粒。2.什么是金属的同构转变？为什么金属的变质经常伴随着金属体积的变化？解释了铁向铁体积变化的原因。答：大多数金属的晶格类型在结晶后不会改变。然而，也有一些金属，如铁、钴、钛等。当它们在结晶后继续冷却时，将经历晶体结构的变化，即从一个晶格到另一个晶格的变化，这被称为金属的同素异形转变；因为不同类型的晶格具有不同的体积，所以在同构转变期间会发生体积变化。由于面心立方晶格的体积大于体心立方晶格的体积，在同构转变过程中，纯铁的体积会由小变大，再由大变小。第三章金属的塑性变形和再结晶一、对还是错1.金属在其再结晶温度下的变形称为热变形。2.再结晶可以消除冷变形过程中的加工硬化现象。；3.金属铸件可以通过结晶退火进行精炼。；4.冲压材料应具有良好的可塑性。5.细晶组织的可锻性优于细晶组织。；第二，选择题1.冷变形金属低温退火的目的是消除内应力；2.冷变形强化意味着金属碳的强度增加而塑性降低。3.金属在其再结晶温度以下的变形称为B；冷变形4。为了提高冷成形金属的塑性变形能力，可以采用硼再结晶退火。三。简答题的答案要点1.什么是金属的塑性变形？什么是塑性变形方法？答：我们都可以在热或冷的条件下进行压力加工。压力加工后，金属材料不仅改变其外部尺寸，还改变其内部结构和性能。塑性变形的基本模式是滑移和孪生。3.冷塑性变形对金属的微观结构和性能有什么影响？答：纤维组织的形成是为了产生各向异性。1)产生冷变形强化(加工硬化)2)形成变形纹理(或优选取向)3)产生残余应力四、应用问题1.在铁碳合金中，劳动分析反应只发生在共析钢中，因此只有共析钢具有珠光体组织。2.亚共析钢在室温下的平衡结构随着合金中碳含量的增加而增加，其中珠光体的相对含量增加。；3.碳含量对合金力学性能的影响是：随着碳含量的增加，合金的强度和硬度增加，塑性和韧性降低。4.钢中的硫和磷是有害元素，所以硫和磷的含量越高，钢的质量越差。；5.高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。二。选择1珠光体中渗碳体一般为0.C针状；2.铁碳合金中从液体中析出的渗碳体是B D二次渗碳共析渗碳体。3.铁碳合金中析出的渗碳体包括A C初生渗碳体和共晶渗碳体。4.平衡状态下碳钢中二次渗碳体的形态一般为B网状针状；3.问答：1.根据室温下的平衡结构，解释了碳含量对碳钢力学性能的影响。答：随着碳含量的增加，f相逐渐减少，渗碳体相增加，形貌也发生变化，从颗粒状到片状，再到网状、块状和基体。因此，随着碳含量的增加，硬度逐渐增加，塑性韧性逐渐降低。对于强度，当碳0.9%时，强度随碳含量的增加而增加，而当碳0.9%时，强度随碳含量的增加而降低。2、根据含碳量，碳钢一般分为哪几类？并解释它们的碳含量范围和机械性能？按碳含量分类低碳钢：碳含量0.01-0.25%，低强度，低硬度，良好的塑性和韧性；中碳钢：含碳量为0.25-0.6%的碳具有良好的综合力学性能；高碳钢：碳含量 0.6%强度，高硬度，低塑性和韧性。四、应用问题：1、指出下列材料是否合理？为什么？并纠正不合理的。(1)Q235A；用于一般紧固螺栓；合理满足性能要求(2)小尺寸渗碳齿轮用45钢不合理且难以保证型芯的塑性和韧性要求；应改为：20(3)小截面弹簧用30钢，不合理的弹性极限太差；替换为：60(4)凿子用T12钢不合理的韧性太差；替换为T72.按一定长度购买一捆相同规格的20、60、T8、T12钢。钢的等级在装运过程中是混合的。根据所学知识，提出了两种划分方法，并简述了它们的确定原则。答：区别方法1。从四捆钢中剪下一个硬度样本并编号。分别到实验室进行硬度测量；硬度最高的是T12，最高的是T8，最低的是60，最低的是20。区别方法2，从四捆钢中分别切割一个拉伸试样并编号；在实验室进行拉伸试验；塑性最好为20，最好为60，T8较低，T12最低。第五章钢的热处理1.判决1。当碳钢被加热到略高于Ac1时，所有组织都转变为奥氏体；2.钢加热后形成的奥氏体晶粒尺寸主要取决于原始组织的晶粒尺寸，与加热条件无关。3.加热后钢的奥氏体晶粒尺寸对冷却后组织的晶粒尺寸起决定性作用。只有细小的奥氏体晶粒才能获得良好的温室结构。；4.C曲线可用于分析钢中过冷奥氏体在不同等温温度下的组织转变过程和转变产物。；5.在用C曲线转变珠光体类型时，随着过冷度的增加，珠光体中铁素体和渗碳体之间的距离越来越小。；6.共析钢碳钢的过冷奥氏体、珠光体、索氏体和等温转变过程中形成的托里迭体都是铁素体和渗碳体片层的机械混合物，因此它们的机械性能是相同的。7.与上贝氏体相比，下贝氏体具有更高的硬度、耐磨性、强度、韧性和塑性。；8.共析成分的碳钢具有良好的淬透性。；9.淬透性好的钢淬火后必须具有高硬度。10.钢零件渗碳后，表层含碳量增加，淬火后可获得高碳马氏体，使表层具有高硬度和耐磨性。二。选择1.亚共析钢的加热是完全奥氏体化的温度。随着钢中碳含量的增加，硼；减少2。亚共析钢的加热是完全奥氏体化的温度，随着钢中碳含量的增加，A值降低；3.对于共析碳钢，C曲线表明过冷奥氏体最不稳定的温度范围在D-C曲线的尖端附近。4.珠光体、索氏体和屈氏体属于珠光体型组织，但它们的形成温度不同，组织的片层间距不同，力学性能也不同。5.马氏体的硬度主要取决于硼马氏体中碳的含量。Iii .问答问题1.钢受热时，导致奥氏体晶粒长大的因素是什么？并解释为什么当钢被热处理加热时总是希望获得细小的奥氏体晶粒。答：钢加热时奥氏体晶粒长大的原因是加热温度过高或保温时间过长。加热后钢的奥氏体晶粒尺寸对冷却后组织的晶粒尺寸起决定性作用。只有细小的奥氏体晶粒才能获得良好的室温组织。2.解释过冷奥氏体等温转变温度不同的共析碳钢在组织和性能上的差异。答：珠光体转变：A1-5500，分别得到珠光体、索氏体和屈氏体。等温温度越低，珠光体片层越细，片层间距越小，片层间距越小，珠光体的强度和硬度越高，同时塑性和韧性也增加。贝氏体转变：转变温度：550至2305500C 3500C:贝氏体呈羽状，称为上贝氏体，标记为b，硬度高，塑性和韧性差，没有必要。3500c ms (2300c):贝氏体为针状，称为下贝氏体。它被标记为b，并具有良好的高强度、硬度和塑性韧性。它在工业上应用于由中碳钢和中碳合金钢制成的零件。3.与其他热处理相比，正火工艺有什么优点？简述了正火的目的及其在生产中的主要应用范围。答：与退火不同的是冷却速度快，组织好，强度和硬度提高。当钢尺寸小时，正火组织为s，而退火组织为p。钢的退火和正火工艺参数见图5-15。标准化的应用：(1)用于普通结构件的最终热处理，以细化晶粒和提高机械性能。(2)用于中碳钢的预热处理，以获得合适的切削硬度。4.根据共析钢的C曲线，说明了淬火介质65005000和30002000冷却速度范围的要求和原因。指出了常温水和矿物油在上述两个温度范围内的冷却能力。回答：6500以上，缓慢，降低热负荷1.一批45钢零件，淬火后，有些零件的硬度不符合图纸要求。金相分析后的显微组织如下：(1)马氏体铁素体残余奥氏体；(2)马氏体托氏体的残余奥氏体。它们在淬火过程中有什么问题？指出了合理的淬火工艺和钢的最终组织。答：(1)马氏体