《工程材料及成形工艺基础》课件项目1

项目1习题答案1.弹性变形和塑性变形有什么不同？答：随载荷的消失而消失的变形称为弹性变形，不随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。2.材料的力学性能有哪些？答：强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。3.简述低碳钢的拉伸变形过程并画出拉伸曲线，并指出强度和塑性的衡量指标有哪些？各用什么符号表示?答：按国家标准（GB/T228.1-2010）制作标准拉伸试样，在拉伸试验机上缓慢的进行拉伸，使试样承受轴向拉力，并引起试样沿轴向伸长，直至试样断裂。Oab──弹性变形阶段，bc──屈服阶段，cdm──强化阶段，mf──局部塑性变形（缩颈）阶段。材料的强度指标主要有屈服强度ReH、ReL和抗拉强度Rm。塑性的衡量指标为断后伸长率A和断面收缩率Z。图1-1低碳钢的R-e曲线4.光明机械厂购进了一批40钢，按国家规定，它的力学性能指标应不低于下列数值：下屈服强度ReL，335MPa；抗拉强度Rm，570MPa；断后伸长率A，19%；断面收缩率Z，45%。验收时，将钢材制成d0=10mm的短试样做拉伸试验，测得FeL=29980N，Fm=46200N，Lu=60.1mm，du=7.4mm。试列式计算这批钢材是否合格。(得数保留整数)解：由题意可知：L0＝5d0＝5×10＝50(mm)(mm2)Su=π根据计算公式得：ReL'=FeLRm'=FmZ'=SA'=L计算结果显示此材料的各项力学性能均优于国标，所以是合格的。5.零件工作时若要不发生明显的塑性变形，所受应力应在什么范围?答：当材料单位面积上所受的应力ReL<σ<ReH时，只产生微量的塑性变形。6.500HBW5/750，65HRC，500HV20各表示什么含义?答：500HBW5/750表示表示用直径为5mm的硬质合金球，在750kgf试验力作用下保持20s测定布氏硬度值为500。65HRC表示在规定的实验力作用下测得的洛氏硬度值为65，500HV20表示在规定的实验力作用下保持20S得到的维氏硬度值为500。7.常用的硬度测定方法有哪些？各有什么特点？答：常用的硬度测定方法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。布氏硬度试验的优点是压头直径大，压痕面积较大，硬度代表性好精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。通过测试布氏硬度可以间接得到材料近似的抗拉强度值，这一点在生产实际应用中具有重大意义。布氏硬度试验的缺点是压痕较大，不宜测量薄件、成品件，不能测定硬度较高的材料。试验过程比洛氏硬度试验复杂，测量操作和压痕测量都比较费时。洛氏硬度试验的优点是压痕小，宜测量薄件、半成品、成品件的硬度；试验操作简单，可直接读出硬度值；选用不同的标尺，可测量从很软到很硬的材料硬度，测试范围大。布氏硬度试验的缺点是压痕小，硬度代表性不好，组织不均匀时测到的硬度值波动较大，需在材料的不同部位测四次以上并取平均值；测量范围广，但是由于所用标尺不同，其硬度值之间不能比较。维氏硬度的优点：相比于洛氏硬度，维氏硬度的优点在于其硬度值与试验力的大小无关；相比于布氏硬度，维氏硬度试验测量范围宽广；维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的。维氏硬度试验的试验力可以很小，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。维氏硬度试验的缺点：试验效率低，要求较高的试验技术，对于试样表面的光洁度要求较高，通常需要制作专门的试样。8.下列情况采用什么方法测定硬度？写出硬度符号。（1）铸铁缸盖;（2）黄铜轴套;（3）表面淬火钢;（4）硬质合金刀片。答：铸铁缸盖：布氏硬度，HBW黄铜轴套：布氏硬度，HBW表面淬火钢：洛氏硬度，HRC硬质合金刀片：维氏硬度，HV9.什么是冲击韧性？其考核指标是什么？答：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性，是用来评价材料在冲击载荷作用下的脆断倾向的。考核指标是冲击韧度值αK。10.什么是疲劳断裂？疲劳断裂有什么危害？答：疲劳断裂是指零件在交变载荷作用下，虽然工作应力远低于材料的屈服强度，但经较长时间工作后也会发生断裂的现象。构件的失效约80%是疲劳失效。疲劳断裂前无论是韧性材料还是脆性