机械工程材料练习题

1、机械工程材料练习题第一章工程材料的力学性能1 .画出低碳钢力一伸长曲线,并简述拉伸变形的几个阶段.2 .有一钢试样,其直径为10mm,标距长度为50mm,当拉伸力到达18840N时试样产生屈服现象；拉伸力加至36110N时,试样产生颈缩现象,然后被拉断；拉断后标距长度为73mm,断裂处直径为6.7mm,求试样的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率.3 .区分以下各组常用机械性能指标的物理意义1附和由；28和ak;3HB和HRC.4 .有一碳钢制支架刚性缺乏,有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决.哪种方法合理？为什么？第二章工程材料的根本知识第一局部金属的晶

2、体结构与纯金属的结晶1 .常见的金属晶体结构有哪几种？a-Fe、Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构,分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径.2 .配位数和致密度可以用来说明哪些问题？3 .晶面指数和晶向指数有什么不同？4 .为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？5 .过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？6 .金属结晶的根本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？7 .在铸造生产中,采用哪些举措限制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？第二局部合金的相结构与合金的结晶1 .指出以

3、下名词的主要区别：1置换固溶体与间隙固溶体；2相组成物与组织组成物；2 .试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.3 .固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差异？4 .何谓共晶反响、包晶反响和共析反响？式比拟这三种反响的异同点.5 .二元合金相图表达了合金的哪些关系？6 .A熔点600C与B500C在液态无限互溶；在固态300c时A溶于B的最大溶解度为30%,室温时为10%,但B不溶于A;在300c时,含40%B的液态合金发生共晶反响.现要求：1作出A-B合金相图；2分析20%A,45%A,80%A等合金的结晶过程,并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量.7

4、.某合金相图如下图.1试标注一空白区域中存在相的名称；2指出此相图包括哪几种转变类型；3说明合金I的平衡结晶过程及室温下的显微组织.8 .有形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件,一个含90%Ni,另一个含50%Ni,铸后自然冷却,问哪个铸件的偏析较严重？第三局部铁碳合金1 .试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图.2 .为什么丫-Fe和a-Fe的比容不同？一块质量一定的铁发生丫-Fe-Fe转变时,其体积如何变化？3 .何谓铁素体F,奥氏体A,渗碳体Fe3C,珠光体P,莱氏体Ld?它们的结构、组织形态、性能等各有何特点？4 .Fe-Fe3c合金相图有何作用？在生产实践中有何指导意义？又有何局

5、限性？5 .画出Fe-Fe3c相图,指出图中S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各点、线的意义,并标出各相区的相组成物和组织组成物.6 .简述Fe-Fe3c相图中三个根本反响：包晶反响,共晶反响及共析反响,写出反响式,标出含碳量及温度.7 .亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点.8 .分析含碳量分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织.9 .指出以下名词的主要区别：一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体10 .根据Fe-Fe3c相图,计算：1室温下,含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少；2

6、室温下,含碳1.2%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少；3铁碳合金中,二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量.11 .某工厂仓库积压了许多碳钢退火状态,由于钢材混杂,不知道钢的化学成分,现找出其中一根,经金相分析后,发现其组织为珠光体+铁素体,其中铁素体占80%,问此钢材的含碳量大约是多少？12 .对某退火碳素钢进行金相分析,其组织的相组成物为铁素体+渗碳体粒状,其中渗碳体占18%,问此碳钢的含碳量大约是多少？13 .对某退火碳素钢进行金相分析,其组织为珠光体+渗碳体网状,其中珠光体占93%,问此碳钢的含碳量大约为多少？14 .根据Fe-Fe3c相图,说明产生以下现象的原因：1含碳量为1.0%的钢

7、比含碳量为0.5%的钢硬度高；2在室温下,含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高；3在1100C,含碳0.4%的钢能进行锻造,含碳4.0%的生铁不能锻造；4绑轧物件一般用铁丝镀锌低碳钢丝,而起重机吊重物却用钢丝绳用60、65、70、75等钢制成；5钳工锯T8,T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力,锯条容易磨钝；6钢适宜于通过压力加工成形,而铸铁适宜于通过铸造成形.第三章金属的塑性变形与再结晶1 .产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？2 .划分冷加工和热加工的主要条件是什么？答：主要是再结晶温度.在再结晶温度以下进行的压力加工为冷加工,产生加工硬化现象；反之为热加

8、工,产生的加工硬化现象被再结晶所消除.3 .为什么细晶粒钢强度高,塑性,韧性也好？4 .金属经冷塑性变形后,组织和性能发生什么变化？5 .分析加工硬化对金属材料的强化作用？6 .金属鸨、铁、铅、锡的熔点分别为3380C、1538C、327C、232C,试计算这些金属的最低再结晶温度,并分析鸨和铁在1100c下的加工、铅和锡在室温20C下的加工各为何种加工？7 .在制造齿轮时,有时采用喷丸法即将金属丸喷射到零件外表上使齿面得以强化.试分析强化原因.答：高速金属丸喷射到零件外表上,使工件外表层产生塑性变形,形成一定厚度的加工硬化层,使齿面的强度、硬度升高.第四章钢的热处理1 .指出A1、A3、Ac

9、m；Ac1、Ac3、Accm；Ar1、Ar3、Arcm各临界点的意乂.2 .珠光体类型组织有哪几种？它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？3 .马氏体组织有哪几种根本类型？它们在组织形态、性能有何特点？马氏体的硬度与含碳量关系如何？4 .何谓等温冷却及连续冷却？试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图.5 .试比拟共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点.6 .淬火临界冷却速度Vk的大小受哪些因素影响？它与钢的淬透性有何关系？7 .将西mm的T8钢加热至760c并保温足够时间,问采用什么样的冷却工艺可得到如下组织：珠光体,索氏体,屈氏体,上贝氏体,下贝氏体,屈氏体+马氏体,马氏体+

10、少量剩余奥氏体；在C曲线上描出工艺曲线示意图.8 .何谓球化退火？为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火？9 .确定以下钢件的退火方法,并指出退火目的及退火后的组织：1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度；2) ZG35的铸造齿轮3)锻造过热后的60钢锻坯；4)具有片状渗碳体的T12钢坯；10 .正火与退火的主要区别是什么？生产中应如何选择正火及退火？11指出以下零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：(1) 20钢齿轮(2)45钢小轴(3)T12钢锂刀12 .一批45钢试样(尺寸15*10mm),因其组织、晶粒大小不均匀,需采用退火处理.拟采用以下几种退火工艺；(1)缓慢

11、加热至700C,保温足够时间,随炉冷却至室温；(2)缓慢加热至840C,保温足够时间,随炉冷却至室温；(3)缓慢加热至1100c,保温足够时间,随炉冷却至室温；问上述三种工艺各得到何种组织？假设要得到大小均匀的细小晶粒,选何种工艺最适宜？13 .亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？试从获得的组织及性能等方面加以说明.14 .常用的淬火方法有哪几种？说明它们的主要特点及其应用范围.15 .说明45钢试样(10mm)经以下温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700C,760C,840C,1100C.16 .有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样,分别加热到780c和860c并保温相同时

12、间,使之到达平衡状态,然后以大于Vk的冷却速度至室温.试问：(1)哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？(2)哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？(3)哪个温度加热淬火后剩余奥氏体较多？(4)哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？(5)你认为哪个温度加热淬火后适宜？为什么？17指出以下工件的淬火及回火温度,并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：(1) 45钢小轴(要求综合机械性能)；(2) 60钢弹簧；(3) T12钢锂刀.18 .淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区别？影响钢淬透性的因素有哪些？影响钢制零件淬硬层深度的因素有哪些？19 .怎样表示钢的淬透性值.20 .回火的目的是什么？常用的回火操作

13、有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围.21 .外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪几种？比拟它们的优缺点及应用范围.并说明外表淬火前应采用何种预先热处理.22化学热处理包括哪几个根本过程？常用的化学热处理方法有哪几种？23.试述一般渗碳件的工艺路线.24拟用T10制造形状简单的车刀,工艺路线为：锻造一热处理一机加工一热处理一磨加工(1) 试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；(2) 指出最终热处理后的显微组织及大致硬度；(3) 制定最终热处理工艺规定(温度、冷却介质)25 .选择以下零件的热处理方法,并编写简明的工艺路线(各零件均选用锻造毛坯,并且钢材具有

14、足够的淬透性)：(1)某机床变速箱齿轮(模数m=4),要求齿面耐磨,心部强度和韧性要求不高,材料选用45钢；(2)某机床主轴,要求有良好的综合机械性能,轴径局部要求耐磨(HRC50-55),材料选用45钢；(3)链床链杆,在重载荷下工作,精度要求极高,并在滑动轴承中运转,要求键杆外表有极高的硬度,心部有较高的综合机械性能,材料选用38CrMoALA.26 .某型号柴油机的凸轮轴,要求凸轮外表有高的硬度(HRC50),而心部具有良好的韧性(Ak40J),原采用45钢调质处理再在凸轮外表进行高频淬火,最后低温回火,现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢,拟用15钢代替.试说明：(1)原45钢各热处

15、理工序的作用；(2)改用15钢后,应按原热处理工序进行能否满足性能要求？为什么？(3)改用15钢后,为到达所要求的性能,在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺？27 .有甲、乙两种钢,同时加热至1150C,保温两小时,经金相显微组织检查,甲钢奥氏体晶粒度为3级,乙钢为6级.由此能否得出结论：甲钢是本质粗晶粒钢,而乙钢是本质细晶粒钢？28 .钢获得马氏体组织的条件是什么？与钢的珠光体相变及贝氏体相变比拟,马氏体相变有何特点？29 .说明共析钢C曲线各个区各条线的物理意义,并指出影响C曲线形状和位置的主要因素.第五章金属材料1 .以下牌号是何材料？说明其符号、数字所代表的意义、常用的热处理方法及

16、使用状态下的显微组织：Q235、Q345(16Mn)、45、60、15Mn、65Mn、Tl2、20Cr、20CrMnTi、40Cr、40CrNiMo、60Si2Mn、GCrl5、9SiCrW18Cr4V、1Cr18Ni9Ti、3Cr13、ZGMn13、38CrMoAlA、CrWMn、Cr12MoV、5CrMnMo2 .直径为25mm的40CrNiMo棒料毛坯,经正火处理后硬度高很难切削加工,这是什么原因？试设计一个最简单的热处理方法以提升其机械加工性能.3 .汽车、拖拉机变速箱齿轮和汽车后桥齿轮多半用渗碳钢制造,而机床变速箱齿轮又多半用中碳(合金)钢制造,试分析原因何在？4 .在材料库中存有：

17、40MnB、GCr15、T13、60Si2Mn.现在要制作锤刀、齿轮、滚动轴承、弹簧,试选用材料,并说明应采用何种热处理方法及使用状态下的显微组织.5 .W18Cr4V钢所制的刃具(如铳刀)的生产工艺路线为：下料-屡次锻造-等温球化退火-机械加工最终热处理喷砂磨削加工产品检验.(1)为什么对钢W18Cr4V下料后必须锻造？(2)锻后为什么要等温球化退火？(3)采用的最终热处理是什么？有何特点？为什么？(4)写出最终热处理后的组织.6 .车床主轴在轴颈部位的硬度为5658HRC,其余地方为2024HRC.其加工工艺路线为：锻造-正火-粗加工-调质-精加工-轴颈外表淬火-低温回火-磨削加工.试说明：(1)主轴应采用何种材料？(2)指出以上四种不同热处理工序的目的和作用.(3)轴颈外表组织和其余地方的组织是什么？7 .要使球墨铸铁分别得到珠光体、铁素体和贝氏体的基体组织,热处理工艺上如何限制？依据是什么？8 .化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响？9 .试述石墨形态对铸铁性能的影响.10 .以下牌号各表示什么材料？牌号中的数字表示什么