机械工程材料答案

机械工程材料答案内容摘要：

加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。 金属间化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。 它的晶体结构不同于任一组元，用分子式来表示其组成。 共析反应 ： 由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相的反应。 淬硬性：指正常淬火情况下获得马氏体组织所能达到的最高硬度 二、填空题（共 20 分，每空格 分） 延伸率；断面收缩率；断面收缩率；延伸率 形核 、 晶核成长 再结晶温度；冷；热 热处理（扩散退火） 普通；优质；高级优质 靠右；小 针叶；板条； 低碳马氏体 高；低 打碎鱼骨状碳化物（共晶组织）；尽量使更多的合金元素溶入奥氏体中；二次硬化 化学成分；冷却速度 1片状；团絮状；球状；条状 1玻璃纤维；树脂 1使用性能；工艺性能；经济性 1 珠光体 贝氏体 马氏体 1黄铜；青铜；白铜 三、判断题（共 10 分，每小题 1 分）（打 √或 ╳） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 √ √ √ 四、选择题 （共 10 分，每小题 1 分） 10 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C A B C C C C C 题号 11 12 13 14 15 答案 C B C D A 四、简答题（共 22 分） （ 8 分） 答： ① 晶粒沿变形方向拉长，产生纤维组织，性能趋于各向异性，如纵向的强度和塑性远大于横向等； （ 2分）② 晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化，即随着变形量的增加，强度和硬度显著提高，而塑性和韧性下降；（ 2 分）③ 织 构现象的产生，即随着变形的发生，不仅金属中的晶粒会被破碎拉长，而且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的方向同时发生转动，转动结果金属中每个晶粒的晶格位向趋于大体一致，产生织构现象 （ 2 分） ； ④ 冷压力加工过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀，金属内部会形成残余的内应力 （ 2分）。 （ 6 分） 答： 在 1100℃时， 含碳 % 的钢 的组织为奥氏体，奥氏体的塑性很好，因此适合于锻造（ 3分）； 含碳 % 的生铁 的组织中含有大量的 莱氏体 ， 莱氏体 中 以连续的 渗碳体为 基体 ，渗碳体的硬度很高，不 适合于锻造（ 3 分）。 （ 8分） 答： 提高钢的力学性能 ① 提高钢基体的强度，合金元素 Me 可以溶入铁素体或奥氏体中起到固溶强化的作用； ② 形成稳定的碳化物，一些 强碳化物形成元素与碳能形成弥散细小的碳化物，当分布在 钢基体上时，能阻碍位错的迁移，达到了分散强化的作用； ③ 合金化能够细化晶粒，如上所述，一些 强碳化物形成元素与碳能形成弥散细小的碳化物，这些碳化物往往很稳定，加热时能 阻碍奥氏体晶粒的长大； ④ 合金化能够改变钢的组织形态，合金元素 Me 的加入均使状态图中的 S 点和 E点左移，当钢的含碳量小于 时就有可能成为 共析钢或过共析钢， 即钢中的珠光体量增加了，强度会提高； ⑤ 提高了钢的淬透性； ⑥ 提高了钢的回火抗力并产生二次硬化。 （ 6分） 11 合金 钢能满足一些特殊性能的要求，如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性（低温下高韧性）（ 2 分） 六、分析题（共 18 分） （ 6 分） 答：手锯锯条：它要求有较高的硬度和耐磨性，因此用碳素工具钢制造，如 T T9A、 T T10A、T1 T11A。 （ 2 分） 普通螺钉：它要保证有一定的机械性能，用普通碳素结构钢制造，如 Q19 Q21 Q235。 （ 2 分） 车床主轴：它要求有较高的综合机械性能，用优质碳素结构钢，如 3 4 50。 （ 2 分） （ 12 分） 答：（ 1）下料→锻造→正火→粗加工→精加工→局部表面淬火 +低温回火→精磨→成品 （ 4 分） （ 2）下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局部表面淬火 +低温回火→精磨→成品 （ 4 分） （ 3）下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品 （ 4 分）。 第七套 一、名词解释 （共 15 分，每小题 3 分） σb：称为抗拉强度，它代表材料在拉伸条件下，发生破断前所能承受的最大应力。 淬火临界冷却速度（ Vk） ：它是过冷奥氏体在 Ms点以上不发生组织转变的最小冷却速度，即只发生马氏体转变的最小冷却速度。 石墨化：当合金中含有促进石墨形成的元素 Si 并在高温有足够扩散时间的条件下，不仅渗碳体分解出石墨，铁液和奥氏体中也将析出稳定的石墨相来，这一石墨形成的过程称为铸铁的石墨化。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成 大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较多，这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。 二、填空题 （共 20 分，每空格 分） 大；细；高；好 布氏硬度； 冲击韧性；条件屈服极限 形核；晶核长大 滑移；孪生；滑移 两个相；合金 热脆性；冷脆性 A1 线 +20～ 30℃；共析钢和 过共析钢 12 结构钢；工具钢；特殊性能钢 不锈钢；提高钢的抗腐蚀性能；防止晶间腐蚀 球墨铸铁；抗拉强度；延伸率 1普通黄铜；铜含量； 62% 1玻璃态；高弹态；粘流态；塑料；橡胶；粘结剂 1变形失效；断裂失效；表面损伤失效 三、判断题（共 10 分，每小题 1 分）（打 √或 ╳ ） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 ╳ √ √ √ ╳ ╳ √ √ ╳ ╳ 四、选择题 （共 10 分，每小题 1 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D B D D C C B A 题号 11 12 13 14 15 答案 B A C C D 四、简答题（共 20 分） （ 7 分） 答： 实际常使用的硬度试验方法有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。 （ 3 分） 三种硬度试验值有大致的换算关系，机械、机械工艺或金属材料的手册上面一般都有换算关系表。 （ 1 分） 布氏硬度 ： 布氏硬度的使用上限是 HB450，适用于测定硬度较低的金属材料，如 退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。 （ 1 分） 洛氏硬度 ： 是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速 ，可以直接读出硬度值，缺点是 因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分离度大，再现性较差。 洛氏硬度 有 A、B、 C 等几种标尺，其中 C 标尺（即 HRC）用的最多 ， 该 硬度有效范围是 2067(相当于HB230700)，适用于测定 硬度较高的金属材料，如 淬火钢及调质钢。 （ 1 分） 维氏硬度 ： 试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。 特别适用于测量零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。 但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及科研方面。 （ 1分） （ 6 分 ）答： ① 金属结晶的基本规律是形核和晶核按树枝状 13 长大。 （ 2 分） ② 受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形成率和成长率都增大， （ 2 分） 但形成率的增长比成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。 （ 2 分） （ 7 分） 答： (1)化学成分 1)碳和硅。 碳和硅是强烈促进石墨化元素 ,铸铁中碳和硅的含量越高 ,就越容易充分进行石墨化。 由于共晶成分的铸铁具有最佳的铸造性能。 因此 ,将灰铸铁的碳当量均配制到 4%左右。 2)锰。 锰是阻止石墨化的元素 ,但锰与硫化合成硫化锰 ,减弱了硫的有害作用 ,结果又间接促 进石墨化的作用。 故铸铁中有适量的锰是必要的。 3)硫。 硫是强烈阻碍石墨化的元素 ,它不仅强烈地促使白口化 ,而且还会降低铸铁的流动性和力学性能 ,所。