工 程 材 料2014習(xí)題

1、工 程 材 料第1章 工程領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿囊笏伎碱}與習(xí)題1 名詞解釋：彈性變形 塑性變形 強度與比強度 剛度與比剛度 塑性 硬度 沖擊韌性 疲勞極限 結(jié)構(gòu)材料 功能材料 復(fù)合材料 工藝性能2 說明下列力學(xué)性能指標(biāo)的含義：（1）s和0.2 （2）b （3）和 （4）-1 （5）HBS和HBW （6）HRC （7）KIC3 機械零件在工作條件下可能承受哪些負(fù)荷？這些負(fù)荷對零件產(chǎn)生什么作用？4 常用機械工程材料按化學(xué)組成分為幾個大類？各自的主要特征是什么？5 什么是塑性？衡量塑性的指標(biāo)有哪些？塑性好的材料有什么實際意義?6 拉伸試樣為低碳鋼圓棒標(biāo)準(zhǔn)短試樣（10 mm、長50 mm），試樣發(fā)生屈服時

2、的最高載荷為31400N，試樣產(chǎn)生縮頸前的最高載荷為53000N，拉斷后試樣長79mm，縮頸處最小直徑為4.9mm，求其s、b、和。 7 常用哪幾種硬度試驗？如何選用？硬度試驗的優(yōu)點何在？8 如果在圖紙上出現(xiàn)下面幾種硬度技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)注，判斷是否正確？（1）HBS250280；（2）3050HRC；（3）240280HRC；（4）600650HBS9 根據(jù)圖1-11中1、2、3、4四種材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，試比較其抗拉強度、屈服強度和塑性，并找出最佳者。 圖1-12 四種材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線 圖1-13 五種材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線 10 圖1-12為五種材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線：為45鋼，為鋁青銅，為35

3、鋼，為硬鋁，為純銅。試問：當(dāng)應(yīng)力為30MPa時各材料處于什么狀態(tài)?11 下列各種工件或鋼材可用那些硬度試驗法測定其硬度值?(1)車刀、銼刀 (2)供貨狀態(tài)的各種碳鋼鋼材 (3)硬質(zhì)合金刀片 (4)鋁合金半成品 (5)耐磨工件的表面硬化層第2章 材料的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征思考題與習(xí)題1 名詞解釋：晶體 非晶體 合金 組元 相 置換固溶體 間隙固溶體 固溶強化 細(xì)晶強化 彌散強化2 常見的金屬晶格有哪幾種？試畫出它們的晶胞結(jié)構(gòu)。3 高分子材料的結(jié)構(gòu)特點是什么？4 實際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？5 什么是固溶體？什么是金屬間化合物？它們的結(jié)構(gòu)特點和性能特點各是什么?6 什么是固

4、溶強化？造成固溶強化的原因是什么？ 7 什么叫共晶反應(yīng)和共析反應(yīng)？兩種反應(yīng)得到的組織有何不同之處？8 什么是組織組成物？鐵碳合金中的滲碳體相有幾種組織組成物？其對性能有何影響？9 鐵碳合金中主要的相是哪幾個？兩個最主要的恒溫反應(yīng)是什么，其生成的室溫組織是什么？它們的性能有什么特點？ 10 由鐵碳相圖可將鐵碳合金分為哪幾類？其室溫平衡組織是什么？指出各自的性能特征。11 試分析鐵碳合金的成分、室溫平衡組織及性能之間的關(guān)系。12 一般陶瓷材料中存在哪幾種相？各個相對陶瓷的性能有何影響？13 從鐵一碳相圖的分析中回答以下問題，并說明其原因：（1）隨碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，硬度、塑性是增加還是減??？（2）

5、過共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體對強度、塑性的影響怎樣？（3）鋼有塑性而白口鐵幾乎無塑性嗎？（4）哪個區(qū)域熔點最低？哪個區(qū)域塑性最好？14 根據(jù)Fe-Fe3C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%的鋼其強度比含碳1.2%的鋼高；（3）低溫萊氏體（Ld）的塑性比珠光體的塑性差；（4）在1100，含碳0.4%的鋼能進行鍛造，含碳4.0%的生鐵不能鍛造；（5）鋼鉚釘一般用低碳鋼制成；（6）鉗工鋸0.8%C、1.0%C、1.2%C等鋼材比鋸0.1%C、0.2%C鋼材費力，鋸條容易磨鈍；（7）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成

6、形。15 試述凝固非平衡組織和凝固平衡組織有何不同？第3章 工程材料成形過程中的行為與性能變化思考題與習(xí)題1 名詞解釋：過冷度 過冷現(xiàn)象 形核率 晶體長大線速度 晶粒度 加工硬化 回復(fù) 再結(jié)晶 再結(jié)晶溫度2 合金結(jié)晶與純金屬結(jié)晶比較，有什么異同點？3 晶粒大小對常溫下金屬的機械性能有什么影響？細(xì)化晶粒的措施有哪些？4 為什么細(xì)晶粒鋼強度高，塑韌性也好？5 金屬鑄錠通常由哪幾個晶區(qū)組成？它們的性能特點如何？6 金屬經(jīng)過冷塑性變形后組織和性能會發(fā)生哪些變化？7 室溫下對一根鐵絲進行反復(fù)彎曲-拉直實驗，一定次數(shù)后鐵絲變得越來越硬，試分析原因。如果將此變形試驗后的鐵絲進行一定溫度的加熱，待冷卻至室溫再

7、行彎曲，發(fā)現(xiàn)又比較容易彎曲了，試分析原因。8 什么是金屬的回復(fù)和再結(jié)晶過程？回復(fù)和再結(jié)晶過程中金屬的組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生哪些變化？9 什么是加工硬化？試述金屬在塑性變形中發(fā)生加工硬化的原因？試分析加工硬化的利與弊。 10 熱加工對金屬組織和性能有何影響？鋼材在熱變形加工（如鍛造）時，為什么不出現(xiàn)硬化現(xiàn)象？11 制造齒輪時，有時采用噴丸法（即將金屬丸噴射到零件表面上）使齒面得到強化。請分析強化原因。12 鐵絲室溫下反復(fù)彎折會越變越硬，直到斷裂；而鉛絲室溫下反復(fù)彎折，卻始終處于軟態(tài)，請分析原因。第4章 改善材料性能的熱處理、合金化及改性思考題與習(xí)題 1 解釋下列名詞： 珠光體 貝氏體 馬氏體 C曲線

8、 臨界冷卻速度 退火 完全退火 球化退火 再結(jié)晶退火 擴散退火 去應(yīng)力退火 正火 調(diào)質(zhì) 淬火 回火 淬透性 固溶與時效處理 化學(xué)熱處理 表面形變強化 表面涂覆 2 結(jié)合Fe-Fe3C相圖，試對比說明亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼完全奧氏體化的過程。3 說明共析鋼過冷奧氏體在不同溫度等溫冷卻所得的轉(zhuǎn)變組織及其性能的主要特征。4 試說明有色金屬固溶時效處理的步驟及目的。5 正火與退火的主要區(qū)別是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何進行選擇？6 試說明預(yù)先熱處理與最終熱處理的主要區(qū)別，以及它們之間的聯(lián)系。7 對零件的力學(xué)性能要求高時，為什么要選用淬透性大的鋼材？8 鋼淬火后為什么一定要回火？說明回火的種類及主要應(yīng)用范圍。

9、9 在同樣硬度下碳鋼由過冷奧氏體直接分解的產(chǎn)物與通過淬火加回火后得到的組織有何區(qū)別？它們的性能有什么不同？10 指出下列碳鋼常用的預(yù)先熱處理方法，確定其最終熱處理的淬火溫度，說明各自可能達到的最大硬度。碳鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：0.20%、0.40%、0.60%、0.80%、1.0%。11 在什么情況下采用表面淬火、表面化學(xué)熱處理、表面形變強化及其他表面處理？12 簡述鋼中主要合金元素的作用。哪些雜質(zhì)損害鋼材性能？13 一批45鋼試樣（尺寸15×10mm）因其組織粗大，晶粒大小不均勻，而采用退火處理，擬采用以下幾種退火工藝，問哪一種正確，試分析其原因。（1）加熱至700，保溫足夠時同，隨

10、爐冷卻至室溫；（2）加熱至840，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；（3）加熱至1100，保溫足夠時同，隨爐冷卻至室溫。14 試分析產(chǎn)生下列熱處理缺陷的原因。（1）一批35鋼冷墩螺釘，經(jīng)再結(jié)晶退火后發(fā)現(xiàn)晶粒異常長大；（2）一批45鋼鍛件，完全退火后硬度偏高；（3）一批T12手絲錐坯料，球化退火后發(fā)現(xiàn)下列缺陷：有Fe3C網(wǎng)，球化不完全，球化后硬度偏高。15 說明10mm45鋼試樣分別經(jīng)700、760、840、1100加熱，并在水中冷卻得到的室溫組織。16 甲、乙兩廠生產(chǎn)同一批零件、材料均選45鋼，硬度要求220250HB。甲廠采用正火，乙廠采用調(diào)質(zhì)，都達到硬度要求。試分析甲、乙兩廠產(chǎn)品組織和性能的差

11、別。何種情況下正火可以代替調(diào)質(zhì)？為什么？17 T12鋼制20mm沖頭，正火前原始組織為網(wǎng)狀滲碳體十珠光體，試制定該沖頭正確的預(yù)先熱處理、淬火回火工藝規(guī)程（T12鋼Ac1=730、Accm=800、Ar1=700、Ms=200），要求硬度5860HRC。18 擬用T10鋼制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：煅造熱處理機加工熱處理磨加工。（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）制訂最終熱處理工藝規(guī)范（溫度、冷卻介質(zhì)）（T10鋼Ac1=730、Accm=800、Ar1=700）；（3）指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度。19 有低碳鋼齒輪和高碳鋼齒輪各一個，要求齒面具有高的硬度和

12、耐磨性，應(yīng)分別采用怎樣的熱處理？并比較它們在熱處理后組織與性能上的差別。20 T12制鋼板尺，淬火后與淬火再經(jīng)200回火后的硬度值相差無幾，問這種回火可否取消？為什么？21 45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度為240HBS，若再進行200回火，可否使其硬度提高？為什么？若45鋼經(jīng)淬火十低溫回火后其硬度為57 HRC，若再進行560回火，是否其硬度降低？為什么？22 有兩個過共析鋼試樣，分別加熱到780和880，并保溫相同時間，使之達到平衡狀態(tài)，然后以大于臨界冷卻速度的冷速冷至室溫。試問：（1）哪種加熱溫度的馬氏體晶粒較粗大？（2）哪種加熱溫度的馬氏體的含碳量較高？（3）哪種加熱溫度的殘余奧氏體較多？（4）

13、哪種加熱溫度的未溶滲碳體較少？（5）試分析哪種溫度淬火最合適？為什么？23 用15鋼制作一要求耐磨的小軸（直徑20mm），其工藝路線為：下料鍛造正火機加工滲碳淬火+低溫回火磨削。說明其中熱處理工序的目的及使用狀態(tài)下的組織。24 指出下列工件所采用的回火類型及回火后的組織（1）45鋼小軸（要求綜合力學(xué)性能好）；（2）60鋼彈簧；（3）T12鋼銼刀。25 將5mm的T8鋼加熱至760并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工藝可得到如下的組織：珠光體、索氏體、下貝氏體、馬氏體+少量殘余奧氏體。26 用20鋼進行表面淬火和用45鋼進行滲碳處理是否合適？為什么？第5章 常用金屬材料及性能思考題與習(xí)題 1 碳

14、素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、不銹鋼、軸承鋼的牌號是如何表示的？ 2 合金鋼與碳鋼相比，為什么其力學(xué)性能好、熱處理變形?。?3 低合金結(jié)構(gòu)鋼的成分有何特點？ 其主要用途有哪些？ 4 何謂滲碳鋼？試分析此類鋼的用途及性能特點、合金化原則、熱處理特點，并列舉其典型鋼種。 5 何謂調(diào)質(zhì)鋼？試分析此類鋼的用途及性能特點、合金化原則、熱處理特點，并列舉其典型鋼種。 6 何謂彈簧鋼？試分析此類鋼的用途及性能特點、合金化原則、熱處理特點，并列舉其典型鋼種。 7 何謂滾動軸承鋼？試分析此類鋼的用途及性能特點、合金化原則、熱處理特點，并列舉其典型鋼種。 8 何謂耐磨鋼？試分析此類鋼的用途及性能特點、合金化原

15、則、熱處理特點，并列舉其典型鋼種。 9 簡述刃具鋼的常用鋼號、熱處理方法、性能特點和應(yīng)用。 10 何謂高速鋼？試分析此類鋼的用途及性能特點、合金化原則、熱處理特點，并列舉其典型鋼種。 11 試比較冷作模具鋼和熱作模具鋼的常用鋼號、熱處理特點和性能特點。 12 何謂不銹鋼？不銹鋼分哪五大類？各自的耐蝕性和其它性能特點如何？說明各自的應(yīng)用。 13 指出灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵的化學(xué)成分、顯微組織和性能的主要區(qū)別，指出灰鑄鐵與碳鋼的化學(xué)成分、顯微組織和性能的主要區(qū)別。 14 為什么一般機器的支承座、殼體、機床身等零部件常用灰鑄鐵制造？ 15 指出表中金屬材料的類別、牌號或代號的含義、特性和主要用途

16、。材料牌號或代號類別牌號或代號含義特性主要用途Q34545鋼20CrMnMo38CrMoAl65MnGCr15ZGMn13W6Mo5Cr4V2304HT150QT600-3H68TC4 16 鋁合金性能有何特點？試述鋁合金分類及其熱處理特點。為什么鋁合金在工業(yè)上能得到廣泛應(yīng)用？ 17 銅合金的性能有何特點？在工業(yè)上的主要用途是什么？ 18 鈦合金的性能有何特點？在工業(yè)上的主要用途是什么？19 何謂粉末冶金材料？粉末冶金材料按用途和特征可分為哪九大類？第7章 工程設(shè)計、制造與材料選擇思考題與習(xí)題1 簡述失效的含義、失效的原因。 2 金屬零件有哪些失效模式？3 塑料零件有哪些失效模式？4 陶瓷零件

17、的失效有何特點？5 選材三原則是什么？ 6 何謂熱處理結(jié)構(gòu)工藝性？熱處理結(jié)構(gòu)工藝性要解決什么問題？7 簡述熱處理結(jié)構(gòu)工藝性的設(shè)計要點。8 簡述零件圖樣上的熱處理技術(shù)要求的標(biāo)注要點。9 試述機械加工和熱處理工序間的配合。10 指出下列工藝路線的錯誤：（1）高精度精密機床床身，選用灰鑄鐵：鑄時效粗加工半精加工時效精加工；（2）高頻表面感應(yīng)加熱淬火零件，使用退火圓料：下料粗加工高頻淬火、回火半精加工精加工；（3）滲碳零件：鍛調(diào)質(zhì)精加工半精加工滲碳、淬火、回火。11 材料庫中存有：35CrMo；、GCr15、T12、60Si2Mn?，F(xiàn)要制作銼刀、齒輪、汽車板簧，請選用材料，并說明其熱處理方法及使用狀態(tài)

18、下的組織。12 擬用T10鋼制造形狀簡單的車刀，工藝路線為：鍛造預(yù)備熱處理機加工最終熱處理磨加工。（1）試寫出預(yù)備熱處理和最終熱處理的名稱并指出各熱處理工序的作用；（2）制訂最終熱處理工藝規(guī)范（溫度、冷卻介質(zhì)）（T10鋼Ac1=730、Accm=800、Ar1=700）；（3）指出最終熱處理后的顯微組織。13 某一用45鋼制造的零件，其加工路線如下： 備料鍛造正火機械粗加工調(diào)質(zhì)機械精加工高頻感應(yīng)加熱淬火與低溫回火磨削，試說明各熱處理工序的目的。14 選用38CrMoAl制造某鏜床鏜桿，其工藝路線如下：下料 鍛造退火粗加工調(diào)質(zhì)半精加工去應(yīng)力退火粗磨氮化精磨研磨，試從力學(xué)性能和成分的角度說明選擇38CrMoAl的原因及各