機(jī)械工程材料練習(xí)題

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 .畫出低碳鋼力一伸長曲線,并簡述拉伸變形的幾個階段.2 .有一鋼試樣,其直徑為10mm,標(biāo)距長度為50mm,當(dāng)拉伸力到達(dá)18840N時試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象；拉伸力加至36110N時,試樣產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象,然后被拉斷；拉斷后標(biāo)距長度為73mm,斷裂處直徑為6.7mm,求試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率和斷面收縮率.3 .區(qū)分以下各組常用機(jī)械性能指標(biāo)的物理意義1附和由；28和ak;3HB和HRC.4 .有一碳鋼制支架剛性缺乏,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？第二章工程材料的根本知識第一局部金屬的晶

2、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、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)、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 .晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？4 .為何單晶體具有各向異性,而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？5 .過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對金屬結(jié)晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？6 .金屬結(jié)晶的根本規(guī)律是什么？晶核的形成率和成長率受到哪些因素的影響？7 .在鑄造生產(chǎn)中,采用哪些舉措限制晶粒大??？在生產(chǎn)中如何應(yīng)用變質(zhì)處理？第二局部合金的相結(jié)構(gòu)與合金的結(jié)晶1 .指出以

3、下名詞的主要區(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 .試述固溶強(qiáng)化、加工硬化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化原理,并說明三者的區(qū)別.3 .固溶體和金屬間化合物在結(jié)構(gòu)和性能上有什么主要差異？4 .何謂共晶反響、包晶反響和共析反響？式比擬這三種反響的異同點(diǎn).5 .二元合金相圖表達(dá)了合金的哪些關(guān)系？6 .A熔點(diǎn)600C與B500C在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300c時A溶于B的最大溶解度為30%,室溫時為10%,但B不溶于A;在300c時,含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反響.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量.7

4、.某合金相圖如下圖.1試標(biāo)注一空白區(qū)域中存在相的名稱；2指出此相圖包括哪幾種轉(zhuǎn)變類型；3說明合金I的平衡結(jié)晶過程及室溫下的顯微組織.8 .有形狀、尺寸相同的兩個Cu-Ni合金鑄件,一個含90%Ni,另一個含50%Ni,鑄后自然冷卻,問哪個鑄件的偏析較嚴(yán)重？第三局部鐵碳合金1 .試畫出純鐵的結(jié)晶冷卻曲線和晶體結(jié)構(gòu)變化圖.2 .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-Fe轉(zhuǎn)變時,其體積如何變化？3 .何謂鐵素體F,奧氏體A,滲碳體Fe3C,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)？4 .Fe-Fe3c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

5、限性？5 .畫出Fe-Fe3c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.6 .簡述Fe-Fe3c相圖中三個根本反響：包晶反響,共晶反響及共析反響,寫出反響式,標(biāo)出含碳量及溫度.7 .亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點(diǎn)和異同點(diǎn).8 .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)緩冷至室溫時的結(jié)晶過程和室溫組織.9 .指出以下名詞的主要區(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10 .根據(jù)Fe-Fe3c相圖,計算：1室溫下,含碳0.6%的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；2

6、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,二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量.11 .某工廠倉庫積壓了許多碳鋼退火狀態(tài),由于鋼材混雜,不知道鋼的化學(xué)成分,現(xiàn)找出其中一根,經(jīng)金相分析后,發(fā)現(xiàn)其組織為珠光體+鐵素體,其中鐵素體占80%,問此鋼材的含碳量大約是多少？12 .對某退火碳素鋼進(jìn)行金相分析,其組織的相組成物為鐵素體+滲碳體粒狀,其中滲碳體占18%,問此碳鋼的含碳量大約是多少？13 .對某退火碳素鋼進(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？14 .根據(jù)Fe-Fe3c相圖,說明產(chǎn)生以下現(xiàn)象的原因：1含碳量為1.0%的鋼

7、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1100C,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等鋼料時比鋸10,20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.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？答：主要是再結(jié)晶溫度.在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的壓力加工為冷加工,產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象；反之為熱加

8、工,產(chǎn)生的加工硬化現(xiàn)象被再結(jié)晶所消除.3 .為什么細(xì)晶粒鋼強(qiáng)度高,塑性,韌性也好？4 .金屬經(jīng)冷塑性變形后,組織和性能發(fā)生什么變化？5 .分析加工硬化對金屬材料的強(qiáng)化作用？6 .金屬鴇、鐵、鉛、錫的熔點(diǎn)分別為3380C、1538C、327C、232C,試計算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度,并分析鴇和鐵在1100c下的加工、鉛和錫在室溫20C下的加工各為何種加工？7 .在制造齒輪時,有時采用噴丸法即將金屬丸噴射到零件外表上使齒面得以強(qiáng)化.試分析強(qiáng)化原因.答：高速金屬丸噴射到零件外表上,使工件外表層產(chǎn)生塑性變形,形成一定厚度的加工硬化層,使齒面的強(qiáng)度、硬度升高.第四章鋼的熱處理1 .指出A1、A3、Ac

9、m；Ac1、Ac3、Accm；Ar1、Ar3、Arcm各臨界點(diǎn)的意乂.2 .珠光體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)和性能方面有何特點(diǎn)？3 .馬氏體組織有哪幾種根本類型？它們在組織形態(tài)、性能有何特點(diǎn)？馬氏體的硬度與含碳量關(guān)系如何？4 .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.5 .試比擬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).6 .淬火臨界冷卻速度Vk的大小受哪些因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？7 .將西mm的T8鋼加熱至760c并保溫足夠時間,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+

10、少量剩余奧氏體；在C曲線上描出工藝曲線示意圖.8 .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？9 .確定以下鋼件的退火方法,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；10 .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？11指出以下零件的鍛造毛坯進(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鋼鋰刀12 .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

11、加熱至700C,保溫足夠時間,隨爐冷卻至室溫；(2)緩慢加熱至840C,保溫足夠時間,隨爐冷卻至室溫；(3)緩慢加熱至1100c,保溫足夠時間,隨爐冷卻至室溫；問上述三種工藝各得到何種組織？假設(shè)要得到大小均勻的細(xì)小晶粒,選何種工藝最適宜？13 .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.14 .常用的淬火方法有哪幾種？說明它們的主要特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍.15 .說明45鋼試樣(10mm)經(jīng)以下溫度加熱、保溫并在水中冷卻得到的室溫組織：700C,760C,840C,1100C.16 .有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣,分別加熱到780c和860c并保溫相同時

12、間,使之到達(dá)平衡狀態(tài),然后以大于Vk的冷卻速度至室溫.試問：(1)哪個溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？(2)哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？(3)哪個溫度加熱淬火后剩余奧氏體較多？(4)哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？(5)你認(rèn)為哪個溫度加熱淬火后適宜？為什么？17指出以下工件的淬火及回火溫度,并說明其回火后獲得的組織和大致的硬度：(1) 45鋼小軸(要求綜合機(jī)械性能)；(2) 60鋼彈簧；(3) T12鋼鋰刀.18 .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？19 .怎樣表示鋼的淬透性值.20 .回火的目的是什么？常用的回火操作

13、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 .外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪幾種？比擬它們的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍.并說明外表淬火前應(yīng)采用何種預(yù)先熱處理.22化學(xué)熱處理包括哪幾個根本過程？常用的化學(xué)熱處理方法有哪幾種？23.試述一般滲碳件的工藝路線.24擬用T10制造形狀簡單的車刀,工藝路線為：鍛造一熱處理一機(jī)加工一熱處理一磨加工(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))25 .選擇以下零件的熱處理方法,并編寫簡明的工藝路線(各零件均選用鍛造毛坯,并且鋼材具有

14、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,軸徑局部要求耐磨(HRC50-55),材料選用45鋼；(3)鏈床鏈桿,在重載荷下工作,精度要求極高,并在滑動軸承中運(yùn)轉(zhuǎn),要求鍵桿外表有極高的硬度,心部有較高的綜合機(jī)械性能,材料選用38CrMoALA.26 .某型號柴油機(jī)的凸輪軸,要求凸輪外表有高的硬度(HRC50),而心部具有良好的韌性(Ak40J),原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪外表進(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

15、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,為到達(dá)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？27 .有甲、乙兩種鋼,同時加熱至1150C,保溫兩小時,經(jīng)金相顯微組織檢查,甲鋼奧氏體晶粒度為3級,乙鋼為6級.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？28 .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擬,馬氏體相變有何特點(diǎn)？29 .說明共析鋼C曲線各個區(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.第五章金屬材料1 .以下牌號是何材料？說明其符號、數(shù)字所代表的意義、常用的熱處理方法及

16、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、9SiCrW18Cr4V、1Cr18Ni9Ti、3Cr13、ZGMn13、38CrMoAlA、CrWMn、Cr12MoV、5CrMnMo2 .直徑為25mm的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)計一個最簡單的熱處理方法以提升其機(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：

17、40MnB、GCr15、T13、60Si2Mn.現(xiàn)在要制作錘刀、齒輪、滾動軸承、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)下的顯微組織.5 .W18Cr4V鋼所制的刃具(如銃刀)的生產(chǎn)工藝路線為：下料-屢次鍛造-等溫球化退火-機(jī)械加工最終熱處理噴砂磨削加工產(chǎn)品檢驗(yàn).(1)為什么對鋼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2024HRC.其加工工藝路線為：鍛造-正火-粗加工-調(diào)質(zhì)-精加工-軸頸外表淬火-低溫回火-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)軸頸外表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,熱處理工藝上如何限制？依據(jù)是什么？8 .化學(xué)成分和冷卻速度對鑄鐵石墨化和基體組織有何影響？9 .試述石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響.10 .以下牌號各表示什么材料？牌號中的數(shù)字表示什么