工程材料作业及答案汇总1

1、1.14.简答及综合分析题(1) 金属结晶的基本规律是什么？条件是什么？简述晶粒的细化方法。(2) 什么是同素异构转变？(1) 金属结晶的基本规律：形核、长大；条件是具有一定的过冷度；液态金厲晶粒的细化方法：增大过冷度、变质处理、附加振动；固态金厲晶粒的细化方法：釆用热处理、压力加工方法。(2) 金属同素异构性(转变)：液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的晶体， 在冷却过程中晶格发生改变的现象。1. 24.简答及综合分析题(4) 简述屈服强度的工程意义。(5) 简述弹性变形与塑性变形的主要区别。(4) 答：屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之一。其工程意义在于：屈服强度是防

2、止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材侬据；根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金 属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。(5) 答：随外力消除而消失的变形称为弹性变形。当外力去除时，不能恢复的变形称为塑性变形。1. 34.简答題(6) 在铁碳相图中存在三种重要的固相，请说明它们的本质和晶体结构(如，6相是碳在6-Fe 中的固溶体，具有体心立方结构)。a相是；V相是Fe3C相是。(7) 简述Fe-Fe3C相图中共晶反应及共析反应，写出反应式，标出反应温度。所示的铁碳合金相图中，试解答下列问题：3-2 (9)在图F

3、e(%铁碳合金相图2图3)标上各点的符号:(1)填上各区域的组成相(写在方括号内);(2 )填上各区域的组织组成物(写在圆括号内)3；(；) K()、)、C( 、P()S(4()指出下列各点的含碳虽：E()中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。5)在表3-1 ( 3-1表水平线产物名昧线线Fe中的固溶体，具有体心立方结构；碳在Y中的固溶体，具有面心(6)答：碳在a -FeC 形成的金属化合物，具有复杂结构。立方结构；Fe和点成分的铁PS点成分的奥氏体中同时析出 具有727 (7)答：共析反应：冷却到C时具有*027 F+FeC素体和渗碳体的两相混合物。V6. 690. 020. 83点成

4、分的奥氏体和渗碳体FC时具有C点成分的液体同时结晶出具有 共晶反应：1148C1147fy+Fe的两相混合物。(9)解答：(1),( 2 ) ,( 3 )如图3T中所示。3-1 图 K(6. 69%)S(0. 77%)； C ( 4. 3%) ； P(0. 0218%)； ( 4 ) E (2. 11%):( 5 )表3-1淄哎反应式产物名祢线I+95V奥氏体ATF线1H8VL-*PSK线7271A-(F+Fm珠光体1. 4(3)试分析石墨形态对铸铁性能的影响。(6) 写出下列各牌号材料的类别、成分或含义(3) 答石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力

5、集中。普通灰铸铁和孕育铸铁的石墨呈片状，对基体的严重割裂作用使其抗拉强 度和塑性都很低。球墨铸铁的石墨呈球状，对基体的割裂作用显著降低，具有很高的强度，又有 良好的塑性和韧性，其综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁的石墨形态为蠕虫状，虽与灰铸铁的片 状石墨类似，但石墨片的长厚比较小，端部较钝，对基体的割裂作用减小，它的强度接近于球墨 铸铁，且有一定的韧性，较高的耐磨性。可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，具 有较高的强度、一定的延伸率。6)解答:牌号类别成分或数字含义Q345低合金高强度结构钢345表示钢的屈服点值为345MPa20Cr渗碳钢Wc=0.2%, Cr 1.5%T10A高级优质

6、碳素工具钢Wc = l%Q235A级碳素结构钢A235表示钢的屈服点值为235MPaHT200灰铸铁200表示灰铸铁抗拉强度为200 MPaGCrl5SiMn滚动轴承钢Cr=1.5%t Si. Mn)齿轮零件图113-6 (处？为什么？应如何改进(就在图上进行修改)？13-7图 (1)答：不合理。因为图中有斜面或锥面，缎件上不应有锥体或斜体结构，改后如图。(2)答：，肪板和凸台结构不利于自由锻造成形。改进方案为：在去除肋板的同时，为保证强度和 刚度可适当增加圆筒壁厚；此外，将凸台结构改为沉头孔结构，在自由锻中不成形留待切削加工 成形。(4) 答：拉深时起皱和拉裂是由拉深过程中产生的应力引起的，

7、当法兰处的切向压应力达到一定 数值时，法兰部分便会失稳而发生起皱现象；当筒壁与筒底的过渡部分即“危险断面内应力达 到该处材料的抗拉强度时，就会导致拉裂现象产生。避免起皱现象，往往可采用增加压边圏的方法来解决；避免拉裂现象，可以从圆角半径、凸凹模间隙、拉深系数、润滑等方面加以控制。(11)解答：不合适。齿轮辐板太簿，需加厚以便金属充填；轮毂外径不加工，应有设计斜度，以便锻件脱模：尖角处 须倒圆，既利于金厲塑性流动，又不易使模具损坏。改进后结构见下图。(12)答：(a)、(d)锻件：自由锻不能锻出曲面相交的复杂结构；对(a)锻件，将其设计成两 个简单件构成的组合件，锻造后再用焊接或机械连接方法将它

8、们连成整体件；对(d)锻件，在自 由锻工艺设计时将曲面相交设计成平面相交、凹处用敷料填平。(b)锻件：自由锻应避免锥体结构和斜面；在自由锻工艺设计时将锥体设计成圆柱体。(C)锻件：自由锻不能锻出凹凸不平的辐板；在自由锻工艺设计时用叛料将辐板凹处填平。(e)锻件：自由锻应避免加强筋结构；在自由锻工艺设计时去掉加强筋，通过增加壁厚以提高强 度和刚度。第四章 (2)如图4 1所示焊接件，试改进零件结构不合理之处。(b)(a)焊接件结构工艺性一1图4所示的焊接件，试说明采用不同的焊接顺序对焊接变形的影响。4-2(3)比较如图(b)(a)埠接件焊接阪序的选择2图4一确定较为？为什么？9)试对图44所示两

9、种拼板焊缝的布置进行比 较，哪种较为合理(合理的焊缝的焊接顺序，并简要说明理由。(b)(a)拼板焊錢的布总4图一4所示零件的结构工艺性，并对其不合理之处进行改进。一)分析如图(1145)H不炎(b)铸件(保持自由緞件(小结构工艺性改错5(a)焊接件(c)焊接件图9所示焊件的焊接顺序。)试确定图(164-埠接顶序的选择一9图4)用小块钢板拼焊，如图所示，从减小焊接应力考虑，应如何布置焊缝、 确定合理的焊19(接顺序，试在图中标出，并说明理由。中，左图应避开加工表面且不便施焊，可适当延长连接板；右图心避免焊缝一89(2)答：图集中, 可在焊缝集中处切一小口，改进后的结构如下图所示。9中右图对称焊接有利于减小焊接变形。一(3)答：图9(b)解答：图中所示为正确的焊缝布 置。(9因为在焊缝交叉点上在焊缝布置上要尽虽减少交叉集中的现象，在焊平面交叉焊缝时， 会产生较大的焊接应力。在设计应尽虽避免交叉焊缝，如不可避免，应采用