机械设计基础（第2版）-习题及答案 单元二工程材料余钢的热处理参考答案

单元二工程材料余钢的热处理2-1材料性能通常分几类?什么叫材料的力学性能?用哪些指标来衡量?材料性能通常分为两类：1.使用性能；2.工艺性能；材料在外力作用下所表现出来的特性是力学性能；指标衡量：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。2-2一根标准拉伸试样的直径为10mm,标距长度为50mm,拉伸试验时测出试样在26000N时屈服,出现的最大载荷为45000N。拉断后的标距长度为58mm,断口处直径为7.75mm,试计算σs、σb、δ52-3试述布氏硬度和洛氏硬度在测试方法及应用范围上的区别。常用的布氏硬度机是淬火钢球压头；而洛氏硬度机是用金刚石压头。因此，它们在测量钢铁材料时，其应用范围是不一样的：布氏硬度一般用作硬度较低材料的测定，如退火钢或正火钢；而洛氏硬度大多用作硬度较高材料的测定，如淬火钢。2-4金属材料的工艺性能有哪些?1.铸造性；2.锻造性；3.焊接性；4.切削加工性。2-5解释下列名词术语:强度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳强度。强度：强度是材料载荷（外力）作用下抵抗塑性变形和破坏的能力；硬度：硬度是指金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划伤的能力。塑性：塑性是材料断裂前发生不可逆永久变形的能力。冲击韧性：冲击韧性是指金属材料在冲击载荷的作用下折断时吸收变形能量的能力，常用冲击吸取或冲击韧度来表示。疲劳强度：疲劳强度是表示材料经周期性交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力，其大小与应力变化的次数有关。2-6常用的热处理方法有哪些?请说明退火、正火、淬火、回火及表面淬火的作用。常用的热处理方法：1.整体热处理（普通热处理）；2.表面热处理；3.最终热处理；4.预备热处理。退火：降低钢的硬度,提高塑性;细化晶粒,消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷,均匀钢的组织和成分;消除钢中的内应力,以防止变形和开裂。正火：使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，降低材料的硬度。淬火：提高钢的硬度和耐磨性；回火：稳定组织和尺寸，降低脆性，消除内应力；调整硬度，提高韧性，获得优良的力学性能和使用性能。表面淬火：提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，而心部仍具有较高的韧性。2-7什么是铸铁?它分哪几类?铸铁是含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金；分类：1.白口铸铁；2.灰铸铁；3.球墨铸铁；4.可锻铸铁。2-8试述钢的分类。说明下列钢的牌号的含义及主要用途:Q235、45、T12A、1Cr13、W18Cr4V、GCr15、Cr12、65Mn。钢的分类：碳素钢；合金钢；特殊性能合金钢。Q235：Q235是中国的普通碳素结构钢牌号，表示其碳含量为0.2%左右。它具有良好的可塑性、韧性和焊接性能，广泛用于一般结构件、轻型履带、管道、车辆制造等领域。45：45是一种碳素结构钢，含碳量较高，约为0.45%。它具有较高的强度和硬度，常用于制造机械零件、轴承、齿轮、刀具等要求较高强度和耐磨性的零部件。T12A：T12A是一种高速工具钢牌号，含有较高的碳、钨、钼和铬等元素。它具有良好的耐热性、耐磨性和硬度，适用于制造切削工具、冲模、钻头、铣刀等高速切削工具。1Cr13：1Cr13是一种不锈钢，含有约13%的铬元素，具有一定的耐腐蚀性和磁性。它常用于制造刀具、厨具、机械零件等需要较强耐蚀性的应用领域。W18Cr4V：W18Cr4V是一种高速工具钢牌号，含有较高的钨、铬、钒和碳等元素。它具有优异的热硬性、耐热性和耐磨性，广泛用于制造刀具、钻头、铣刀、切削工具等高速切削工具。GCr15：GCr15是一种轴承钢牌号，含有约1.5%的铬元素。它具有良好的硬度、耐磨性和疲劳强度，适用于制造轴承、滚珠、滚子等高精度轴承零件。Cr12：Cr12是一种冷作模具钢牌号，含有较高的碳和铬元素。它具有较高的硬度、耐磨性和尺寸稳定性，常用于制造冷冲模、剪切刀具、冷挤压模具等要求较高的模具。65Mn：65Mn是一种碳素弹簧钢牌号，含有约0.65%的碳元素。它具有良好的弹性和疲劳强度，适用于制造弹簧、弹片、刀条等要求弹性和硬度的零部件。2-9常用的非金属材料有哪些?试举出它们在机器中的应用例子。塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、纤维材料；塑料应用：机器外壳、面板、齿轮、管道、线缆套等。橡胶应用：密封圈、减震垫、橡胶管等。玻璃应用：观察窗、仪表面板、光学元件等。陶瓷应用：绝缘体、耐磨件、传感器、陶瓷刀具等。纤维材料应用：结构件、强化材料、飞机部件、船舶零件等。10-14ADDCA15-19BAADD2-20钢中常见的有害和有益元素有哪些?分别说明其有害和有益的原因。钢中常见的有害元素包括硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）和铅（Pb），而常见的有益元素包括铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钒（V）、锰（Mn）和钛（Ti）等。原因：有害元素：硫（S）和磷（P）：它们会降低钢的韧性和冷加工性能，导致脆性断裂，并在高温下引起热开裂和气孔形成。氧（O）：氧的存在会导致钢的氧化和烧结，降低钢的强度和塑性。氮（N）：氮会在钢中形成氮化物，使钢的塑性和韧性下降。铅（Pb）：铅会降低钢的强度和塑性，并对环境产生污染。有益元素：铬（Cr）：铬可以提高钢的耐腐蚀性、耐热性和抗磨损性能，增强钢的强度和硬度。镍（Ni）：镍可以提高钢的韧性、延展性和耐腐蚀性能，使钢具有较好的低温冲击韧性。钼（Mo）：钼可以提高钢的强度、硬度和热稳定性，增强钢的抗