機械基礎 第2版練習題第3單元習題答案+原題

1、機械基礎 第2版練習題第3單元習題答案+原題機械基礎 第2版練習題第3單元習題答案+原題PAGE PAGE 10機械基礎 第2版練習題第3單元習題答案+原題第三單元 工程材料練習題 一、名詞解釋1工程材料 工程材料主要是指結(jié)構(gòu)材料，是指用于制作機械、車輛、建筑、船舶、橋梁、化工、石油、礦山、冶金、儀器儀表、航空航天、國防等領(lǐng)域的工程結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)材料。2金屬 金屬是指在常溫常壓下，在游離狀態(tài)下呈不透明的固體狀態(tài)，具有良好的導電性和導熱性，有一定的強度和塑性，并具有特殊光澤的物質(zhì)。3金屬材料 金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主，其他金屬或非金屬元素為輔構(gòu)成的，并具有金屬特性的工程材料。4合金 由

2、一種金屬元素同另一種或幾種其他元素，通過熔化或其他方法結(jié)合在一起所形成的具有金屬特性的金屬材料，稱為合金。5鋼鐵材料 以鐵或以鐵為主而形成的金屬材料，稱為鋼鐵材料（或稱黑色金屬）。6非鐵金屬 除鋼鐵材料以外的其它金屬材料，統(tǒng)稱為非鐵金屬（或稱有色金屬）。7非合金鋼 非合金鋼（又稱為 HYPERLINK /view/121543.htm t _blank 碳素鋼、碳鋼）是指以鐵為主要元素，碳的質(zhì)量分數(shù)一般在2.11%以下并含有少量其他元素的鋼鐵材料。8合金鋼 含有一種或數(shù)種有意添加的合金元素的鋼，稱為合金鋼。9鐵碳合金相圖 鐵碳合金相圖是表示鐵碳合金在極緩慢冷卻(或加熱)條件下，不同化學成分的鐵

3、碳合金，在不同溫度下所具有的組織狀態(tài)的一種圖形。10耐磨鋼 耐磨鋼是指具有良好耐磨損性能的 HYPERLINK /view/338859.htm t _blank 鋼鐵材料的總稱。11不銹鋼 不銹鋼是指以不銹、耐蝕性為主要特性，且鉻的質(zhì)量分數(shù)至少為10.5%，碳的質(zhì)量分數(shù)最大不超過1.2%的鋼。12耐熱鋼 耐熱鋼是指在高溫下具有良好的化學穩(wěn)定性或較高強度的鋼。13灰鑄鐵 灰鑄鐵是指碳主要以片狀石墨形式析出的鑄鐵，因斷口呈灰色，故稱灰鑄鐵。14熱處理 熱處理是采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜM行加熱、保溫和冷卻以獲得預期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。15退火 退火是將工件加熱到適當溫度，保持一定時間，然

4、后緩慢冷卻的熱處理工藝。16淬火 淬火是指工件加熱奧氏體化后以適當方式冷卻獲得馬氏體或(和)貝氏體組織的熱處理工藝。17回火 回火是指工件淬硬后，加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時間（通常為13h），然后冷卻到室溫的熱處理工藝。18時效 時效是指合金工件經(jīng)固溶處理，或鑄造、冷塑性變（或鍛造）、焊接及機械加工之后，將工件在較高溫度放置或室溫保持一定時間后，工件的性能、形狀和尺寸等隨時間而變化的熱處理工藝。19表面熱處理 表面熱處理是為改變工件表面的組織和性能，僅對其表面進行熱處理的工藝。20化學熱處理 化學熱處理是指將工件置于適當?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫，使一種或幾種元素滲入到它的表層，以改變

5、其化學成分、組織和性能的熱處理工藝。21變形鋁合金 變形鋁合金是指塑性高、韌性好，適合于壓力加工的鋁合金。22黃銅 黃銅是指以銅為基體金屬，以鋅為主加元素的銅合金。23白銅 白銅是指以銅為基體金屬，以鎳為主加元素的銅合金。24塑料 塑料是指以合成樹脂高分子化合物為主要成分，加入某些添加劑之后且在一定溫度、壓力下塑制成形的材料或制品的總稱。25復合材料 復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。二、填空題1工程材料按組成特點分類，可分為 金屬 材料、 陶瓷 材料、有機高分子材料和復合材料四大類。2工程材料的性能包括 使用 性能和 工藝

6、性能。3金屬材料還可分為 鋼鐵 材料（或稱黑色金屬）和非鐵金屬（或稱 有色 金屬）兩大類。4有機高分子材料按用途和使用狀態(tài)，可分為 塑料 、 橡膠 、膠粘劑、合成纖維等。5鋼鐵材料包括 鋼 和 鑄鐵 兩大類。6鋼按化學成分分類，可分為 非 合金鋼、 低 合金鋼和合金鋼三大類。7鐵碳合金在固態(tài)下存在的基本組織有： 鐵素 體、 奧氏 體、滲碳體、珠光體和萊氏體。8鐵碳合金按碳的質(zhì)量分數(shù)和室溫平衡組織的不同，可分為 工業(yè) 純鐵、 鋼 和白口鑄鐵(生鐵)三類。9非合金鋼按其碳的質(zhì)量分數(shù)高低進行分類，可分為 低 碳鋼、 中 碳鋼和高碳鋼三類。10非合金鋼按其主要質(zhì)量等級進行分類，可分為： 普通質(zhì)量 非合

7、金鋼、 優(yōu)質(zhì) 非合金鋼和特殊質(zhì)量非合金鋼三類。11非合金鋼按其用途進行分類，可分為碳素 結(jié)構(gòu) 鋼和碳素 工具 鋼。1240鋼按其用途進行分類，屬于 碳素結(jié)構(gòu) 鋼；40鋼按其主要質(zhì)量等級分類，屬于 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu) 鋼。13T10A鋼按其用途進行分類，屬于 碳素工具 鋼；T10A鋼按其碳的質(zhì)量分數(shù)進行分類，屬于 高碳 鋼；T10A鋼按其主要質(zhì)量等級進行分類，屬于14低合金鋼按其主要質(zhì)量等級進行分類，可分為 普通 低合金鋼、 優(yōu)質(zhì) 低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼三類。15合金鋼按其主要質(zhì)量等級進行分類，可分為 優(yōu)質(zhì) 合金鋼和 特殊質(zhì)量 合金鋼兩類。16機械結(jié)構(gòu)用合金鋼按其用途和熱處理特點進行分類，可分為合

8、金 滲碳 鋼、合金 調(diào)質(zhì) 鋼、合金彈簧鋼和超高強度鋼等。17超高強度鋼一般是指ReL 1370 MPa、Rm 1500 MPa的特殊質(zhì)量合金結(jié)構(gòu)鋼。18高速工具鋼經(jīng)淬火和回火后，可以獲得高 硬度 、高 耐磨性 和高熱硬性。19不銹鋼按其使用時的組織特征進行分類，可分為 奧氏體 型不銹鋼、 鐵素體 型不銹鋼、 馬氏體 型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼五類。20特殊物理性能鋼包括 軟 磁鋼、永（硬）磁鋼、 無 磁鋼以及特殊彈性鋼、特殊膨脹鋼、高電阻鋼及合金等。21鑄鐵包括 白口 鑄鐵、 灰 鑄鐵、 可鍛 鑄鐵、 球墨 鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵等。22常用的合金鑄鐵有 耐磨 鑄鐵、

9、 耐熱 鑄鐵及 耐蝕 鑄鐵等。23熱處理的工藝過程通常由 加熱 、 保溫 和 冷卻 三個階段組成。24根據(jù)零件熱處理的目的、加熱和冷卻方法的不同，熱處理工藝可分為 整體 熱處理、表面熱處理和 化學 熱處理三大類。25熱處理按其工序位置和目的的不同，又可分為 預備 熱處理和 最終 熱處理。26根據(jù)鋼鐵材料化學成分和退火目的不同，退火通常分為： 完全 退火、不完全退火、等溫退火、 球化 退火、 去應力 退火、均勻化退火等。27常用的淬火方法有： 單液 淬火、 雙液 淬火、 馬氏體 分級淬火和 貝氏體 等溫淬火。28根據(jù)淬火鋼件在回火時的加熱溫度進行分類，可將回火分為 低溫 回火、 中溫 回火和高溫

10、回火三種。29鋼件 淬 火加 高溫 回火的復合熱處理工藝又稱為調(diào)質(zhì)處理。30常用的時效方法主要有： 自然 時效、 人工 時效、熱時效、變形時效、振動時效和沉淀硬化時效等。31表面淬火按加熱方法的不同，可分為 感應 淬火、 火焰 淬火、接觸電阻加熱淬火、激光淬火、電子束淬火等。32化學熱處理方法主要有滲 碳 、滲 氮 、碳氮共滲、滲硼、滲硅、滲 金屬 等。33目前在機械制造業(yè)中，最常用的化學熱處理是 滲碳 和 滲氮 。34變形鋁合金按其性能特點和用途進行分類，可分為 防銹 鋁、 硬 鋁、超硬鋁、鍛鋁等。35鑄造鋁合金按所添加合金元素進行分類，可分為 Al-Si 系、 Al-Cu 系、Al-Mg系

11、和Al-Zn系鑄造鋁合金。36銅合金按其化學成分進行分類，可分為 黃 銅、 白銅 銅和青銅三類。37普通黃銅是由 Cu 和 Zn 組成的銅合金；在普通黃銅中再加入其它元素所形成的銅合金稱為 特殊 黃銅。38普通白銅是由 Cu 和 Ni 組成的銅合金；在普通白銅中再加入其它元素所形成的銅合金稱為 特殊 白銅。39鈦合金按其退火后的組織形態(tài)進行分類，可分為 型鈦合金、 型鈦合金和(+)型鈦合金。40鎂 HYPERLINK /view/101949.htm t _blank 合金包括 變形 鎂合金和 鑄造 鎂合金兩大類。41常用的滑動軸承合金有： 錫 基、 鉛 基、銅基、鋁基滑動軸承合金等。42塑料

12、的品種很多，根據(jù)樹脂在加熱和冷卻時所表現(xiàn)的性質(zhì)進行分類，可將塑料分為 熱塑性 塑料和 熱固性 塑料兩類。43常用工程塑料主要有聚碳酸脂、 尼龍 、 聚甲醛 、ABS塑料、聚砜、酚醛塑料等。44不同材料復合后，通常是其中一種材料作為 基體 材料，起粘結(jié)作用；另一種材料作為增強劑材料，起 承載 作用。45復合材料按其增強劑種類和結(jié)構(gòu)形式進行分類，可分為 纖維 增強復合材料、 層疊 增強復合材料和顆粒增強復合材料三類。46高溫合金主要有： 鐵 基高溫合金、 鎳 基高溫合金、鈷基高溫合金。47超導材料一般分為：超導 合金 、超導 陶瓷 和超導聚合物三類。48機械零件的失效分為過量 變形 失效、 斷裂

13、失效和表面損傷失效三大類。49過量變形失效分為過量 彈性 變形失效和過量 塑性 變形失效。50斷裂失效可分為 塑性 斷裂、 脆性 斷裂、 疲勞 斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂、沖擊載荷斷裂、低應力脆性斷裂等。三、單項選擇題1鐵碳合金相圖上的ES線，用符號 B 表示；PSK線用符號 A 表示；GS線用符號 C 表示。AA1； BAcm； CA3。 2鐵碳合金相圖上的共析線是 C ，共晶線是 A 。AECF線； BACD線； CPSK線。 308鋼牌號中，“08”是表示鋼的平均碳的質(zhì)量分數(shù)是 C 。 A8%； B0.8%； C0.08%。 4在下列三種鋼中， B 的彈性最好； A 的硬度最高； C 的塑

14、性最好。 AT10鋼； B65鋼； C10鋼。 5選擇制造下列零件的鋼材：冷沖壓件用 A ；齒輪用 C ；小彈簧用 B 。 A10鋼； B70鋼； C45鋼。 6將下列合金鋼牌號進行歸類。耐磨鋼： B ；合金彈簧鋼： A ；冷作模具鋼： C ；不銹鋼： D 。A60Si2Mn； BZGMn13-2； CCr12MoV； D10Cr17。 7為下列零件正確選材：機床齒輪用 B ；汽車與拖拉機的變速齒輪用 C ；減振板彈簧用 D ；滾動軸承用 A ；拖拉機履帶用 E 。 AGCr15鋼； B40Cr鋼； C20CrMnTi鋼； D60Si2MnA鋼； EZGMn13-3鋼。8過共析鋼的淬火加熱溫度

15、應選擇在 A ，亞共析鋼的淬火加熱溫度則應選擇在 C 。 AAc1+3050； BAccm以上； CAc3+3050 9各種卷簧、板簧、彈簧鋼絲及彈性元件等，一般采用 B 進行處理。A淬火+高溫回頭； B淬火+中溫回火； C淬火+低溫回火。10化學熱處理與表面淬火的基本區(qū)別是 C 。 A加熱溫度不同； B組織有變化； C改變表面化學成分。 11某一金屬材料的牌號是T3，它是 B 。 A碳的質(zhì)量分數(shù)是3%的碳素工具鋼； B3號加工銅； C3號工業(yè)純鈦。 12將相應牌號填入空格內(nèi)：普通黃銅 A ；特殊黃銅 C ；錫青銅 B 。AH90； BSn4-3； CHAl77-2。四、判斷題（認為正確的請在

16、括號內(nèi)打“”；反之，打“”）1在Fe-Fe3C相圖中，A3溫度是隨著碳的質(zhì)量分數(shù)的增加而上升的。( )2碳素工具鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)一般都大于0.7%。( )3T12A鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)是12%。( )4ZG200-400表示屈服強度200MPa，抗拉強度400MPa的一般工程用鑄造碳鋼。( )540Cr鋼是最常用的合金調(diào)質(zhì)鋼。( )6GCr15鋼是高碳鉻軸承鋼，其鉻的質(zhì)量分數(shù)是15%。( )7Cr12MoVA鋼是不銹鋼。( )83Cr2W8V鋼一般用來制造冷作模具。( )9球墨鑄鐵的塑性與韌性比灰鑄鐵差。( )10鋼材適宜切削加工的硬度范圍通常是：170270HBW。（ ）11退火可提高鋼的硬度。

17、（ ）12一般來說，淬火鋼隨回火溫度的升高，強度與硬度降低而塑性與韌性提高。( )13工件進行時效處理的目的是消除工件的內(nèi)應力，穩(wěn)定工件的組織和尺寸，改善工件的力學性能等。（ ）14化學熱處理與表面淬火相比，其特點是不僅改變表層的組織，而且還改變表層的化學成分。（ ）15特殊黃銅是不含鋅元素的黃銅。( )16工業(yè)純鈦的牌號有TA1、TA2、TA3、TA4四個牌號，順序號越大，雜質(zhì)含量越多。( )17鎂合金的密度略比 HYPERLINK /view/30598.htm t _blank 塑料大，但在同樣強度情況下，鎂合金零件可以做得比塑料零件薄而且輕。（ ）18工程塑料具有較高的強度和剛度，在部

18、分場合可替代金屬材料。( )19復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。（ ） 五、簡答題1高錳耐磨鋼的常用牌號有哪些?高錳耐磨鋼有何用途?答：高錳耐磨鋼的牌號有：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4和ZGMn13-5等。高錳耐磨鋼常用于制造拖拉機與坦克的履帶板、球磨機襯板、挖掘機鏟齒與履帶板、破碎機顎板、鐵路道岔、防彈鋼板、保險箱鋼板等。此外，高錳耐磨鋼是無磁性的，也可用于制造既耐磨又抗磁化的零件，如吸料器的電磁鐵罩等。2高速工具鋼有何性能特點?高速工具鋼主要應用哪些方面?答：高速工具鋼經(jīng)淬火和回

19、火后，可以獲得高硬度、高耐磨性和高熱硬性，它主要用于制造各種切削刀具，也可用于制造某些重載冷作模具。 3說明下列鋼材牌號屬何類鋼?其數(shù)字和符號各表示什么?Q420B；Q355NHC；20CrMnTi；9CrSi；50CrVA；GCr15SiMn；Cr12MoV；W6Mo5Cr4V2；10Cr17。答：Q420B表示屈服強度ReL420MPa，質(zhì)量為B級的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。Q355NHC表示屈服強度ReL355MPa，質(zhì)量為C級的焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼。20CrMnTi鋼表示合金滲碳鋼，其中W（C）=0.2%，W（Cr）=1%，W（Mn）=1%，W（Ti）=1%。9CrSi鋼表示合金工具鋼，其中W（C

20、）=0.9%，W（Cr）=1%，W（Si）=1%。50CrVA表示高級優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼，其中W（C）=0.5%，W（Cr）=1%，W（V）=1%。GCr15SiMn表示高碳鉻軸承鋼，其中W（C）=0.95%1.10%，W（Cr）=1.5%，W（Si）=1%，W（Mn）=1%。Cr12MoV鋼屬于冷作模具鋼，W（C）1%，W（Cr）=12%，W（Mo）=1%，W（V）=1%。W6Mo5Cr4V2表示高速鋼，W（C）=0.8%0.9%，W（Mo）=5%，W（Cr）=4%，W（V）=2%。10Cr17屬于不銹鋼，W（C）=0.10%，W（Cr）=17%。 4說明下列鑄鐵牌號屬何類鑄鐵?其數(shù)字和符號各表

21、示什么?HT250；T500-7；KTH350-10；KTZ550-04；KTB380-12；RuT300；HRTSi5答：HT250是灰鑄鐵，其抗拉強度最小值是250MPa。T500-10是球墨鑄鐵，其抗拉強度最小值是500MPa，斷后伸長率最小值是10%。KTH350-10是黑心可鍛鑄鐵，其抗拉強度最小值是350MPa，斷后伸長率最小值是10%。KTZ550-04是珠光體可鍛鑄鐵，其抗拉強度最小值是550MPa，斷后伸長率最小值是4%。KTB380-12是白心可鍛鑄鐵，其抗拉強度最小值是380MPa，斷后伸長率最小值是12%。RuT300是蠕墨鑄鐵，其抗拉強度最小值是300MPa。HTRS

22、i5是耐熱鑄鐵，其W（Si）=5%。5滑動軸承合金的組織狀態(tài)有哪些類型？各有何特點？答：滑動軸承合金的組織狀態(tài)有兩種類型：第一種類型是在軟的基體上分布著硬質(zhì)點；第二種類型是在硬的基體上分布著軟質(zhì)點。軟基體組織的滑動軸承合金具有較好的磨合性、抗沖擊性和抗振動能力，但此類滑動軸承合金承載能力較低，如錫基滑動軸承合金和鉛基滑動軸承合金。硬基體(但其硬度低于軸頸硬度)組織的滑動軸承合金能承受較高的載荷，但磨合性較差，如銅基滑動軸承合金和鋁基滑動軸承合金等。6正火與退火相比，有何主要區(qū)別？答：正火與退火相比，具有如下特點：加熱溫度比退火高；冷卻速度比退火快，過冷度較大；正火后得到的室溫組織比退火細，強度

23、和硬度比退火稍高些；正火比退火操作簡便、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、能源消耗少、生產(chǎn)成本低。7淬火的目的是什么？亞共析鋼和過共析鋼的淬火加熱溫度應如何選擇？答：淬火的主要目的是使鋼鐵材料獲得馬氏體(或貝氏體)組織，提高鋼材的硬度和強度，并與回火工藝合理配合，獲得需要的使用性能。亞共析鋼淬火加熱溫度為Ac3以上3050。共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度為Ac1以上3050。8回火的目的是什么？工件淬火后為什么要及時進行回火？答：回火的主要目的是降低鋼件的脆性，消除或減小鋼件的內(nèi)應力，穩(wěn)定鋼的內(nèi)部組織，調(diào)整鋼的性能以獲得較好的強度和韌性配合，改善切削加工性能。鋼件淬火后，其內(nèi)部存在很大的內(nèi)應力，脆性大，韌

24、性低，一般不能直接使用，如不及時消除，將會引起鋼件變形，甚至開裂。9表面淬火的目的是什么？答：表面淬火的目的是使工件表面獲得高硬度和高耐磨性，而心部保持較好的塑性和韌性，以提高其在扭轉(zhuǎn)、彎曲、循環(huán)應力或在摩擦、沖擊、接觸應力等工作條件下的使用壽命。10滲氮的目的是什么？答：滲氮的主要目的是為了提高工件表面的硬度、耐磨性、熱硬性、耐腐蝕性和疲勞強度。11塑料與金屬相比有何特性？答：塑料具有密度小、比強度高(抗拉強度除以密度)、化學穩(wěn)定性好、電絕緣性好、減振、耐磨、隔音性能好、自潤滑性好等特性。另外，塑料在絕熱性、透光性、工藝性能、加工生產(chǎn)率、加工成本等方面也比一般金屬材料優(yōu)越。12機械零件失效的具體表現(xiàn)有哪些？答: 機械零件失效的具體表現(xiàn)是：（1）機械零件完全破壞，不能工作。（2）機械零件雖然能工作，但達不到設計的規(guī)定功能。（3）機械零件損壞嚴重，但繼續(xù)工作時，不能保證安全性和可靠性。13選擇材料時，需要考慮的三個方面是哪些?答：選擇材料時，需要考慮的三個方面是：材料的使用性能（即“質(zhì)優(yōu)”）、加工工藝性能（即“易加工”）以及經(jīng)濟性（即“實惠”）。只有對這三個方面進行綜合性權(quán)衡，才能使材料發(fā)揮最佳的社會效益。 【做課外調(diào)研活動】1同學之間相互交流與探討，分析在春秋戰(zhàn)國時期，為什么軍隊的兵器廣泛采用青銅制造，而沒有采用鋼材制造呢？建議：從冶煉技術(shù)、爐襯材料、冶煉溫度等方