機(jī)械工程材料練習(xí)題分析

1、機(jī)械工程材料練習(xí)題第一章 工程材料的力學(xué)性能1 區(qū)分下列各組常用機(jī)械性能指標(biāo)的物理意義(1) d s 和 b b ;(2)3 和 ak; (3) HBW HRC HRB HRA HV2 有一碳鋼制支架剛性不足，有人要用熱處理強(qiáng)化方法；有人要另選合金鋼；有人要改變零件 的截面形狀來解決。哪種方法合理？為什么？3. 什么是強(qiáng)度，什么塑性，什么是硬度，什么是沖擊韌度，什么是疲勞強(qiáng)度。第二章 工程材料的基本知識(shí)第一部分 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與純金屬的結(jié)晶1常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？a -Fe、丫 - Fe、3 -Fe、Al、Cu、Ni、 Pb、 Cr、 V、Mg 、Zn 各屬何種晶體結(jié)構(gòu)，分別指出其配位數(shù)

2、、致密度、晶胞原子數(shù)、晶胞原子半徑。2 配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？3畫出下列晶面指數(shù)或晶向指數(shù)：(234)，(120)，(112)，2104過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對(duì)金屬結(jié)晶過程有何影響？對(duì)鑄件晶粒大小有何影響？5金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？在鑄造生產(chǎn)中，采用哪些措施控制晶粒大??？ 6實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)有哪些缺陷？金屬缺陷對(duì)金屬的性能有哪些影響。第二部分 合金的相結(jié)構(gòu)與合金的結(jié)晶1 指出下列名詞的主要區(qū)別：1 )置換固溶體與間隙固溶體;2) 相組成物與組織組成物;2本課學(xué)習(xí)到的強(qiáng)化方法有：固溶強(qiáng)化、加工硬化、彌散強(qiáng)化、熱處理強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化，試述 其基本原理及區(qū)別。3固溶體和金屬間化

3、合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差別？4. 何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)？試比較這三種反應(yīng)的異同點(diǎn)5. 已知A (熔點(diǎn)600 C)與B(500C )在液態(tài)無限互溶；在固態(tài) 300 C時(shí)A溶于B的最大溶解 度為30%，室溫時(shí)為10%但B不溶于A;在300 C時(shí)，含40% B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。 現(xiàn)要求：1 )作出 A-B 合金相圖；2)分析 20% A,45%A,80%A 等合金的結(jié)晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對(duì) 量。6有形狀、尺寸相同的兩個(gè) Cu-Ni 合金鑄件，一個(gè)含 90% Ni ，另一個(gè)含 50% Ni, 鑄后自然冷 卻，問哪個(gè)鑄件的偏析較嚴(yán)重？第三部分 鐵碳合金1

4、 .為什么丫 -Fe和a - Fe的比容不同？一塊質(zhì)量一定的鐵發(fā)生( 丫 - Fe a -Fe )轉(zhuǎn)變時(shí)，其體積如何變化？2何謂鐵素體（F）,奧氏體（A）,滲碳體（FesC）,珠光體（P）,萊氏體（Ld）?它們的結(jié)構(gòu)、 組織形態(tài)、性能等各有何特點(diǎn)？3. Fe-Fe 3C合金相圖有何作用？在生產(chǎn)實(shí)踐中有何指導(dǎo)意義？又有何局限性？4. 畫出Fe-Fe 3C相圖，指出圖中 S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各點(diǎn)、線的 意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。5. 簡(jiǎn)述 Fe-Fe 3C 相圖中三個(gè)基本反應(yīng)：包晶反應(yīng) , 共晶反應(yīng)及共析反應(yīng)，寫出反應(yīng)式，標(biāo)出含碳 量及溫度。6. 亞共析

5、鋼、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點(diǎn)和異同點(diǎn)。7. 分析含碳量分別為 0.20% 、 0.60% 、 0.80% 、 1.0% 的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的結(jié) 晶過程和室溫組織 . 畫出各合金的冷卻曲線，標(biāo)注出各階段的組織轉(zhuǎn)變情況，畫出各合金在室溫 時(shí)的平衡組織，并標(biāo)注出其中的組織組成，計(jì)算各合金在室溫時(shí)的組織組成物的相對(duì)百分含量。 8指出下列名詞的主要區(qū)別：一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體與共析滲碳體9根據(jù) Fe-Fe 3C 相圖，計(jì)算：1）室溫下，含碳 0.6% 的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2）室溫下，含碳 1.2% 的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少；3）鐵碳合金中，二次滲

6、碳體和三次滲碳體的最大百分含量。10對(duì)某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析，其組織為珠光體+滲碳體（網(wǎng)狀） ，其中珠光體占 93% ，問此碳鋼的含碳量大約為多少？11根據(jù) Fe-Fe 3C 相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因：1）含碳量為 1.0% 的鋼比含碳量為 0.5% 的鋼硬度高；2）在室溫下，含碳 0.8% 的鋼其強(qiáng)度比含碳 1.2% 的鋼高；3）在1100 C,含碳0.4%的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳 4.0%的生鐵不能鍛造；4）綁軋物件一般用鐵絲 （鍍鋅低碳鋼絲） ，而起重機(jī)吊重物卻用鋼絲繩 （用 60 、 65 、 70 、 75 等鋼制成）；5）鉗工鋸 T8 ， T10,T12 等鋼料時(shí)比鋸 10,20

7、 鋼費(fèi)力，鋸條容易磨鈍；6）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。12. 鐵碳合金的含碳量，和鐵碳合金當(dāng)中的含碳量有什么關(guān)系？第三章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶1產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？2 劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？ 3金屬經(jīng)冷塑性變形后，組織和性能發(fā)生什么變化？如隨后進(jìn)行加熱，隨著加熱溫度和保溫時(shí) 間的增加，其組織和性能又會(huì)發(fā)生什么變化？4 .已知金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為 3380C、1538 C、327C、232C，試計(jì)算這些金屬的 最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在 1100 C下的加工、鉛和錫在室溫（20 C）下的加工各為何種 加

8、工？5.在制造齒輪時(shí)，有時(shí)采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得以強(qiáng)化。試分析 強(qiáng)化原因。第四章 鋼 的 熱 處 理1. 什么是熱處理。2. 指出 A 1、A3、 Acm； A C1、 AC3、 A ccm ； Ar1、Ar3、Arcm 各臨界點(diǎn)的意義。3. 珠光體類型組織有哪幾種？它們?cè)谛纬蓷l件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？4. 馬氏體組織有哪幾種基本類型？它們?cè)诮M織形態(tài)、 性能有何特點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系 如何？5. 何謂等溫冷卻及連續(xù)冷卻？試?yán)L出奧氏體這兩種冷卻方式的示意圖。6. 試比較共析碳鋼過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線與連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線的異同點(diǎn)。7. 淬火臨界冷卻速度 V k

9、的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？8將藥mm勺T8鋼加熱至760 C并保溫足夠時(shí)間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠光體，索氏體，屈氏體，上貝氏體，下貝氏體，屈氏體+馬氏體，馬氏體 +少量殘余奧氏體；在 C曲線上描出工藝曲線示意圖。9. 何謂球化退火？為什么過共析鋼必須采用球化退火而不采用完全退火？10. 確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織：1) 經(jīng)冷軋后的 15 鋼鋼板，要求降低硬度；2) ZG35的鑄造齒輪3) 鍛造過熱后的 60 鋼鍛坯；4) 具有片狀滲碳體的 T12 鋼坯；11. 正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？12. 指出

10、下列零件的鍛造毛坯進(jìn)行正火的主要目的及正火后的顯微組織：(1)20鋼齒輪 (2)45鋼小軸 (3)T12鋼銼刀13. 一批45鋼試樣(尺寸 15*10mm),因其組織、晶粒大小不均勻，需采用退火處理。擬采用 以下幾種退火工藝；(1) 緩慢加熱至700 C,保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；(2) 緩慢加熱至840C,保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫；(3) 緩慢加熱至1100 C,保溫足夠時(shí)間，隨爐冷卻至室溫； 問上述三種工藝各得到何種組織？若要得到大小均勻的細(xì)小晶粒，選何種工藝最合適？14. 亞共析碳鋼及過共析碳鋼淬火加熱溫度應(yīng)如何選擇？試從獲得的組織及性能等方面加以說 明。15. 常用的淬火方法有

11、哪幾種？說明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。16. 說明45鋼試樣(10mm經(jīng)下列溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700 C, 760 C,840 C, 1100C。17. 有兩個(gè)含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到 780 C和860 C并保溫相同時(shí)間，使之達(dá)到 平衡狀態(tài)，然后以大于 M的冷卻速度至室溫。試問：( 1)哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？( 2)哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？( 3)哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多？( 4)哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？( 5)你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火后合適？為什么？18. 指出下列工件的淬火及回火溫度,并說明其回火后獲得的

12、組織和大致的硬度：(1) 45鋼小軸(要求綜合機(jī)械性能);(2) 60鋼彈簧；(3) T12鋼銼刀。19. 淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)別？影響鋼淬透性的因素有哪些？影響鋼制零件淬硬 層深度的因素有哪些？淬透性與淬硬性有何區(qū)別，影響淬硬性的因素是什么？20. 回火的目的是什么？常用的回火操作有哪幾種？指出各種回火操作得到的組織、性能及其應(yīng) 用范圍。21. 表面淬火的目的是什么？常用的表面淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。并 說明表面淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理。22. 試述一般滲碳件的工藝路線。23. 擬用 T10 制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，工藝路線為： 鍛造熱處理機(jī)加工熱處理磨加工

13、( 1 ) 試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；( 2) 指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；( 3) 制定最終熱處理工藝規(guī)定(溫度、冷卻介質(zhì))24. 選擇下列零件的熱處理方法，說明熱處理工序的目的，并編寫簡(jiǎn)明的工藝路線(各零件均選 用鍛造毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性) ：(1)某機(jī)床變速箱齒輪(模數(shù) m=4,要求齒面耐磨，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45 鋼；( 2)某機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸徑部分要求耐磨(HRC 50-55)，材料選用 45 鋼；( 3)鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鏜桿表面有 極高的硬度，心部有較高的

14、綜合機(jī)械性能，材料選用38CrMoALA。25. 某型號(hào)柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度(HRC50,而心部具有良好的韌性(Ak40J)，原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完，只剩 15鋼，擬用 15鋼代替。試說明：( 1)原 45 鋼各熱處理工序的作用；( 2)改用 15 鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？( 3)改用 15 鋼后， 為達(dá)到所要求的性能， 在心部強(qiáng)度足夠的前提下采用何種熱處理工藝？26. 有甲、乙兩種鋼，同時(shí)加熱至1150 C,保溫兩小時(shí)，經(jīng)金相顯微組織檢查，甲鋼奧氏體晶粒度為 3 級(jí)，乙鋼為 6 級(jí)。

15、由此能否得出結(jié)論： 甲鋼是本質(zhì)粗晶粒鋼， 而乙鋼是本質(zhì)細(xì)晶粒鋼？27. 鋼獲得馬氏體組織的條件是什么？與鋼的珠光體相變及貝氏體相變比較，馬氏體相變有何特 點(diǎn)？28. 說明共析鋼 C 曲線各個(gè)區(qū) , 各條線的物理意義，并指出影響 C 曲線形狀和位置的主要因素。29. 過共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變圖(C曲線)如右圖所示，試指出圖中各點(diǎn)位置所對(duì)應(yīng)的組織。判斷圖 中各線為何種熱處理工藝。30、兩塊碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為Wc=0.77%的鋼片加熱至 727C以上，分別以不同方式冷卻，鋼片的冷卻曲線及該種鋼材的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變圖如圖所示。試問圖中、點(diǎn)各是什么組織 定性地比較、點(diǎn)組織的硬度大小。何第五章 金屬材料1下列牌號(hào)是

16、何材料？說明其符號(hào)、數(shù)字所代表的意義、常用的熱處理方法及使用狀態(tài)下的顯微組織： Q235、Q345( 16Mn)、45、 60 、15Mn、 65Mn、Tl2 、20Cr、20CrMnTi 、 40Cr 、40CrNiMo、 60Si2Mn、GCrl5 、9SiCr 、W18Cr4V、1Cr18Ni9Ti 、3Cr13、ZGMn13、38CrMoAlA、CrWM、n Cr12MoV、 5CrMnMo2. 直徑為25mmB勺40CrNiMo棒料毛坯，經(jīng)正火處理后硬度高很難切削加工，這是什么原因？試設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)單的熱處理方法以提高其機(jī)械加工性能。3 汽車、 拖拉機(jī)變速箱齒輪和汽車后橋齒輪多半用滲碳

17、鋼制造，而機(jī)床變速箱齒輪又多半用中碳(合金)鋼制造，試分析原因何在？4. 在材料庫中存有：40MnB GCr15、T13、60Si2Mn?，F(xiàn)在要制作銼刀、齒輪、滾動(dòng)軸承、彈簧， 試選用材料，并說明應(yīng)采用何種熱處理方法及使用狀態(tài)下勺顯微組織。5. W18Cr4V鋼所制的刃具(如銃刀)的生產(chǎn)工藝路線為：下料宀多次鍛造宀等溫球化退火宀機(jī) 械加工t最終熱處理t噴砂t磨削加工t產(chǎn)品檢驗(yàn)。(1)為什么對(duì)鋼 W18Cr4V下料后必須鍛造？( 2)鍛后為什么要等溫球化退火？( 3)采用的最終熱處理是什么？有何特點(diǎn)？為什么？( 4)寫出最終熱處理后的組織。6. 車床主軸在軸頸部位的硬度為5658HRC其余地方為

18、2024HRC其加工工藝路線為：鍛造T正火T粗加工T調(diào)質(zhì)T精加工T軸頸表面淬火T低溫回火T磨削加工。試說明：( 1 )主軸應(yīng)采用何種材料？( 2)指出以上四種不同熱處理工序的目的和作用。( 3)軸頸表面組織和其余地方的組織是什么？7. 要使球墨鑄鐵分別得到珠光體、鐵素體和貝氏體的基體組織，熱處理工藝上如何控制？依據(jù) 是什么？8. 化學(xué)成分和冷卻速度對(duì)鑄鐵石墨化和基體組織有何影響？9. 常用鑄鐵的石墨形態(tài)有哪些，試述石墨形態(tài)對(duì)鑄鐵性能的影響。10. 下列牌號(hào)各表示什么材料 ?牌號(hào)中的數(shù)字表示什么意義 ? HT250 Q T700 2 KTH330- 08 KTZ550- 04 ZH62 LF5( 5A05) LC4(7A04) LY11(2A11) ZL101 HSn 90-1 H70 QSn 4-311. 硅鋁明是指哪一類鋁合金？它為什么要進(jìn)行變質(zhì)處理？12. 鋁合金的自然時(shí)效與人工時(shí)效有什么區(qū)別？13. 鋁合金熱處理強(qiáng)化的