机械工程材料练习题

..精选范本精选范本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—伸长曲线，并简述拉伸变形的几个阶段。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。区分以下各组常用机械性能指标的物理意义〔〕σs和b；〔〕 δ和ak〔HB和HR。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；有人要转变零件的截面外形来解决。哪种方法合理？为什么？其次章 工程材料的根本学问第一局部金属的晶体构造与纯金属的结晶常见的金属晶体构造有哪几种？α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体构造，分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径。配位数和致密度可以用来说明哪些问题？晶面指数和晶向指数有什么不同？为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般状况下不显示出各向异性？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？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？在铸造生产中，承受哪些措施掌握晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？其次局部 合金的相构造与合金的结晶1．指出以下名词的主要区分：置换固溶体与间隙固溶体；相组成物与组织组成物；试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区分.固溶体和金属间化合物在构造和性能上有什么主要差异？何谓共晶反响、包晶反响和共析反响?试比较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？A〔熔点600℃〕与B(500℃)在液态无限互溶；在固态300℃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300℃时，含40%B的液态合金发生共晶反响。现要求：作出A-B合金相图；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。某合金相图如下图。试标注①—④空白区域中存在相的名称；指出此相图包括哪几种转变类型；说明合金Ⅰ的平衡结晶过程及室温下的显微组织。有外形、尺寸一样的两个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峻？第三局部 铁碳合金1．试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体构造变化图。为什么γ-Fe和α-Fe的比容不同？一块质量肯定的铁发生〔γ-Fe→α-Fe〕转变时，其体积如何变化？何谓铁素体FA，渗碳体FeC，珠光体PL〕？它们的构造、组3织形态、性能等各有何特点？Fe-FeC合金相图有何作用？在生产实践中有何指导意义？又有何局限性？3画出Fe-FeC相图，指出图中S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各点、线3的意义，并标出各相区的相组成物和组织组成物。简述Fe-FeC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3量及温度。亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。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.指出以下名词的主要区分：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．依据Fe-FeC相图，计算：3室温下，含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少；室温下，含碳1.2%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少；铁碳合金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。1．某工厂仓库积压了很多碳钢〔退火状态中一根，经金相分析后，觉察其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80%，问此钢材的含碳量大约是多少？12．对某退火碳素钢进展金相分析，其组织的相组成物为铁素体+渗碳体〔粒状占18%，问此碳钢的含碳量大约是多少？〔网状，其中珠光体占93%此碳钢的含碳量大约为多少？依据Fe-FeC相图，说明产生以下现象的缘由：3含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高；在室温下，含碳0.8%的钢其强度比含碳1.2%的钢高；在1100℃，含碳0.4%的钢能进展锻造，含碳4.0%的生铁不能锻造；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；钳工锯T8，T10,T12等钢料时比锯10,20钢费力，锯条简洁磨钝；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．产生加工硬化的缘由是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？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展的压力加工为冷加工，产生加工硬化现象；反之为热加工，产生的加工硬化现象被再结晶所消退。为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？分析加工硬化对金属材料的强化作用？金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温〔20℃〕下的加工各为何种加工？7．在制造齿轮时，有时承受喷丸法〔马上金属丸喷射到零件外表上〕使齿面得以强化。试分析强化缘由。层，使齿面的强度、硬度上升。第四章 钢的热处理指出A、A、A ；A 、A 、A

；A、A、A

各临界点的意义。1 3

C1

ccm

r1

rcm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？如何？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。试比较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。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？将¢5mm的T8钢加热至760℃并保温足够时间，问承受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+少量剩余奥氏体；在C曲线上描出工艺曲线示意图。何谓球化退火？为什么过共析钢必需承受球化退火而不承受完全退火？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：经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；ZG35的铸造齿轮锻造过热后的60钢锻坯；具有片状渗碳体的T12钢坯；正火与退火的主要区分是什么？生产中应如何选择正火及退火？指出以下零件的锻造毛坯进展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钢锉刀一批45钢试样〔尺寸15*10m下几种退火工艺；缓慢加热至700℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；缓慢加热至840℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；缓慢加热至1100℃，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。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。说明45〔10m7076℃，840℃，1100℃。有两个含碳量为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780℃和860℃并保温一样时间，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？哪个温度加热淬火后马氏体含碳量较多？哪个温度加热淬火后剩余奥氏体较多？哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少？你认为哪个温度加热淬火后适宜？为什么？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：〔〕45钢小轴〔要求综合机械性能；〔2〕60钢弹簧；〔3〕T12钢锉刀。淬透性与淬硬层深度两者有何联系和区分？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？怎样表示钢的淬透性值。回火的目的是什么？常用的回火操作有哪几种？指出各种回火操作得到的组织、性能及其应用范围。外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪几种？比较它们的优缺点及应用范围。并说明外表淬火前应承受何种预先热处理。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？试述一般渗碳件的工艺路线。拟用T10制造外形简洁的车刀，工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工试写出各热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；指出最终热处理后的显微组织及大致硬度；制定最终热处理工艺规定〔温度、冷却介质〕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，并且钢材具有足够的淬透性：某机床变速箱齿轮〔模数m=用45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HRC50-5用45镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗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。某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮外表有高的硬度〔 HRC>50，而心部具有良好的韧性〔Ak>404545钢已用完，只剩15钢，拟用15钢代替。试说明：原45钢各热处理工序的作用；改用15钢后，应按原热处理工序进展能否满足性能要求？为什么？改用1527.有甲、乙两种钢，同时加热至1150℃，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较，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曲线外形和位置的主要因素。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使用状态下的显微组织Q23Q34〔16M4、615M、65MTl20C20CrMnT、40C40CrNiM、60Si2MnGCrl59SiCrW18Cr4V1Cr18Ni9Ti3Cr13ZGMn1338CrMoAlACrWMnCr12MoV、5CrMnMo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，这是什么缘由？试设计一个最简洁的热处理方法以提高其机械加工性能。碳〔合金〕钢制造，试分析缘由何在？在材料库中存有：40MnB、GCr15、T13、60Si2Mn。现在要制作锉刀、齿轮、滚动轴承、弹簧，试选用材料，并说明应承受何种热处理方法及使用状态下的显微组织。W18Cr4V钢所制的刃具〔如铣刀〕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。为什么对钢W18Cr4V下料后必需锻造？锻后为什么要等温球化退火？承受的最终热处理是什么？有何特点？为什么？写出最终热处理后的组织。车床主轴在轴颈部位的硬度为56～58HRC，其余地方为20～24HRC。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：主轴应承受何种材料？指出以上四种不同热处理工序的目的和作用。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，热处理工艺上如何掌握？依据是什么？化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响？试述石墨形态对铸铁性能的影响。以下牌号各表示什么材料?牌号中的数字表示什么意义?