機械工程材料練習(xí)題分析

1機械工程材料練習(xí)題第一章 工程材料的力學(xué)性能1．區(qū)分以下各組常用機械性能指標(biāo)的物理意義〔1σs和σb；〔〕δ和ak〔〕HB、HR、HRHRHV2．有一碳鋼制支架剛性缺乏，有人要用熱處理強化方法；有人要另選合金鋼；有人要轉(zhuǎn)變零件的截面外形來解決。哪種方法合理？為什么？3.什么是強度，什么塑性，什么是硬度，什么是沖擊韌度，什么是疲乏強度。其次章 工程材料的根本學(xué)問第一局部金屬的晶體構(gòu)造與純金屬的結(jié)晶常見的金屬晶體構(gòu)造有哪幾種？α-Fe、γ-Fe、δ-Fe、Al、Cu、NiPbCrV、Mg、Zn各屬何種晶體構(gòu)造，分別指出其配位數(shù)、致密度、晶胞原子數(shù)、晶胞原子半徑。配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？畫出以下晶面指數(shù)或晶向指數(shù)：〔234〔12〔11，[210]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？金屬結(jié)晶的根本規(guī)律是什么？在鑄造生產(chǎn)中，承受哪些措施掌握晶粒大?。繉嶋H金屬的晶體構(gòu)造有哪些缺陷？金屬缺陷對金屬的性能有哪些影響。其次局部合金的相構(gòu)造與合金的結(jié)晶指出以下名詞的主要區(qū)分：置換固溶體與間隙固溶體；相組成物與組織組成物；本課學(xué)習(xí)到的強化方法有：固溶強化、加工硬化、彌散強化、熱處理強化、細(xì)晶強化，試述其根本原理及區(qū)分。固溶體和金屬間化合物在構(gòu)造和性能上有什么主要差異？何謂共晶反響、包晶反響和共析反響?試比較這三種反響的異同點.A〔熔點600℃〕B(500℃)在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300AB的最大溶解度為30%10BA；在300℃時，含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反響。現(xiàn)要求：作出A-B合金相圖；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。有外形、尺寸一樣的兩個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)峻？第三局部 鐵碳合金為什么γ-Fe和α-Fe的比容不同？一塊質(zhì)量肯定的鐵發(fā)生〔γ-Fe→α-Fe〕轉(zhuǎn)變時，其體積如何變化？何謂鐵素體〔F〕,奧氏體〔A，滲碳體〔FeC，珠光體〔〕〔L〕？它們的構(gòu)造、3組織形態(tài)、性能等各有何特點？Fe-FeC3畫出Fe-FeC相圖，指出圖中S、C、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各點、線的3意義，并標(biāo)出各相區(qū)的相組成物和組織組成物。簡述Fe-FeC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3量及溫度。亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼的組織有何特點和異同點。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.畫出各合金的冷卻曲線，標(biāo)注出各階段的組織轉(zhuǎn)變狀況，畫出各合金在室溫時的平衡組織，并標(biāo)注出其中的組織組成，計算各合金在室溫時的組織組成物的相對百分含量。8．指出以下名詞的主要區(qū)分：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依據(jù)Fe-FeC相圖，計算：3室溫下，含碳0.6%的鋼中珠光體和鐵素體各占多少；室溫下，含碳1.2%的鋼中珠光體和二次滲碳體各占多少；鐵碳合金中，二次滲碳體和三次滲碳體的最大百分含量。〔網(wǎng)狀，其中珠光體占93%此碳鋼的含碳量大約為多少？依據(jù)Fe-FeC相圖，說明產(chǎn)生以下現(xiàn)象的緣由：3含碳量為1.0%的鋼比含碳量為0.5%的鋼硬度高；在室溫下，含碳0.8%的鋼其強度比含碳1.2%的鋼高；在1100℃，含碳0.4%的鋼能進(jìn)展鍛造，含碳4.0%的生鐵不能鍛造；〔鍍鋅低碳鋼絲〔用60、65、70、75等鋼制成；鉗工鋸T8，T10,T12等鋼料時比鋸10,20鋼費力，鋸條簡潔磨鈍；鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜于通過鑄造成形。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)晶產(chǎn)生加工硬化的緣由是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？劃分冷加工和熱加工的主要條件是什么？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)展加熱，隨著加熱溫度和保溫時間的增加，其組織和性能又會發(fā)生什么變化？4．金屬鎢、鐵、鉛、錫的熔點分別為3380℃、1538℃、327℃、232℃，試計算這些金屬的最低再結(jié)晶溫度，并分析鎢和鐵在1100℃下的加工、鉛和錫在室溫〔20℃〕下的加工各為何種加工？5．在制造齒輪時，有時承受噴丸法〔馬上金屬丸噴射到零件外表上〕使齒面得以強化。試分析強化緣由。第四章 鋼的熱處理什么是熱處理。指出A1、A3、Acm；AC1、AC3、Accm；Ar1、Ar3、Arcm各臨界點的意義。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？馬氏體組織有哪幾種根本類型？它們在組織形態(tài)如何？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。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。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？將￠5mmT8760℃并保溫足夠時間，問承受什么樣的冷卻工藝可得到如下組織：珠C曲線上描出工藝曲線示意圖。何謂球化退火？為什么過共析鋼必需承受球化退火而不承受完全退火？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：15ZG3560具有片狀滲碳體的T12鋼坯；正火與退火的主要區(qū)分是什么？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇正火及退火？指出以下零件的鍛造毛坯進(jìn)展正火的主要目的及正火后的顯微組織：〔1〕20〔2〕45〔3〕T12一批45鋼試樣〔尺寸Φ15*10m以下幾種退火工藝；緩慢加熱至700℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；緩慢加熱至840℃，保溫足夠時間，隨爐冷卻至室溫；緩慢加熱至1100℃，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？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。常用的淬火方法有哪幾種？說明它們的主要特點及其應(yīng)用范圍。說明45Φ10m7076℃，840℃，1100℃。有兩個含碳量為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780℃和860℃并保溫一樣時間，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？哪個溫度加熱淬火后馬氏體含碳量較多？哪個溫度加熱淬火后剩余奧氏體較多？哪個溫度加熱淬火后未溶碳化物較少？你認(rèn)為哪個溫度加熱淬火后適宜？為什么？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〔要求綜合機械性能； 〕60鋼彈簧； 〔T12鋼銼刀。淬透性與淬硬層深度兩者有何聯(lián)系和區(qū)分？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)分，影響淬硬性的因素是什么？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。外表淬火的目的是什么？常用的外表淬火方法有哪幾種？比較它們的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍。并說明外表淬火前應(yīng)承受何種預(yù)先熱處理。試述一般滲碳件的工藝路線。擬用T10制造外形簡潔的車刀，工藝路線為：鍛造—熱處理—機加工—熱處理—磨加工試寫出各熱處理工序的名稱并指出各熱處理工序的作用；指出最終熱處理后的顯微組織及大致硬度；制定最終熱處理工藝規(guī)定〔溫度、冷卻介質(zhì)〕選擇以下零件的熱處理方法，說明熱處理工序的目的，并編寫簡明的工藝路線〔各零件均選用鍛造毛坯，并且鋼材具有足夠的淬透性：某機床變速箱齒輪〔模數(shù)m=，要求齒面耐磨，心部強度和韌性要求不高，材料選用45某機床主軸，要求有良好的綜合機械性能，軸徑局部要求耐磨HRC50-545鏜床鏜桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動軸承中運轉(zhuǎn)，要求鏜桿外表有極高的硬度，心部有較高的綜合機械性能，材料選用38CrMoALA。某型號柴油機的凸輪軸，要求凸輪外表有高的硬度〔 HRC>50，而心部具有良好的韌性〔Ak>404545151545改用15鋼后，應(yīng)按原熱處理工序進(jìn)展能否滿足性能要求？為什么？改用15有甲、乙兩種鋼，同時加熱至1150℃，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627.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？28.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曲線外形和位置的主要因素。29、過共析鋼的等溫轉(zhuǎn)變圖〔C曲線〕如右圖所示，試指出圖中各點位置所對應(yīng)的組織。推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727℃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)變圖如下圖。試問圖中①、②、③、④點各是什么組織?定性地比較②、④點組織的硬度大小。31、分析冷卻后的室溫組織第五章 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使用狀態(tài)下的顯微組織Q23Q34〔16M4、615M、65MTl20C20CrMnT、40C40CrNiM、、Cr12MoV、5CrMnMo25mm40CrNiMo設(shè)計一個最簡潔的熱處理方法以提高其機械加工性能。碳〔合金〕鋼制造，試分析緣由何在？在材料庫中存有：40MnB、GCr15、T13、60Si2Mn?，F(xiàn)在要制作銼刀、齒輪、滾動軸承、彈簧，試選用材料，并說明應(yīng)承受何種熱處理方法及使用狀態(tài)下的顯微組織。W18Cr4V鋼所制的刃具〔如銑刀〕的生產(chǎn)工藝路線為：下料→屢次鍛造→等溫球化退火→機械加工→最終熱處理→噴砂→磨削加工→產(chǎn)品檢驗。為什么對鋼W18Cr4V下料后必需鍛造？鍛后為什么要等溫球化退火？承受的最終熱處理是什么？有何特點？為什么？寫出最終熱處理后的組織。車床主軸在軸頸部位的硬度為56～58HRC，其余地方為20～24HRC→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：主軸應(yīng)承受何種材料？指出以上四種不同熱處理工序的目的和作用。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，熱處理工藝上如何掌握？依據(jù)是什么？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？常用鑄鐵的石墨形態(tài)有哪些，試述石墨形態(tài)對鑄鐵性能的影響。以下牌號各表示什么材料?牌號中的數(shù)字表示什么意義?①HT250②ＱT70—2③KTH3308④KTZ55—04⑤ZH62⑥LF5A0〕⑦LC4(7A04)⑧LY11(2A11)⑨ZL101⑩HSn90-1 H70 QSn4-3硅鋁明是指哪一類鋁合金？它為什么要進(jìn)展變質(zhì)處理？鋁合金的自然時效與人工時效有什么區(qū)分？鋁合金熱處理強化的原理與鋼熱處理強化原理有何不同?白口鑄鐵、灰鑄鐵和鋼，這三者的成分、組織和性能有何主要區(qū)分？灰鑄鐵的熱處理方法有哪些，分別應(yīng)用在什么場合？第七章 機械零件的失效與選材選用材料必需考慮哪些原則？教材P219，典型工件的選材及工藝路線設(shè)計古今名言古今名言敏而好學(xué)，不恥下問——孔子業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨——韓愈興于《詩》，立于禮，成于樂——孔子己所不欲，勿施于人——孔子讀書破萬卷，下筆如有神——杜甫讀書有三到，謂心到，眼到，口到——朱熹立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本——歐陽修讀萬卷書，行萬里路——劉彝黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲——顏真卿書卷多情似故人，晨昏憂樂每相親——于謙書猶藥也，善讀之可以醫(yī)愚——劉向莫等閑，白了少年頭，空悲切——岳飛發(fā)奮識遍天下字，