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1、机械工程材料习题 金属材料及热处理 工程材料 试题答案复习思考题21 解释下列名词：合金、相、固溶体、金属化合物、固溶强化、组元。3金属的常见晶格有哪三种?说出名称。4为什么单晶体有各向异性，而多晶体的金属通常没有各向异性?5什么叫晶体缺陷?晶体中可能有哪些晶体缺陷?它们的存在有何实际意义?8间隙相、复杂结构的间隙化合物、间隙固溶体三者之间主要区别是什么?复习思考题31概念：过冷度、相图、相组成物、组织组成物、匀晶转变、共晶转变、包晶转变、细晶强化、枝晶偏析、包晶偏析、变质处理。2 什么是杠杆定律?有什么用途?3 铸锭是否一定要有三种晶区?柱状晶的长大如何抑制?5合金结晶中可能出现的三种偏析应
2、如何控制使之尽量减小?复习思考题43晶体塑性变形的基本方式是什么?4什么是加工硬化?加工硬化在工业生产中有何利弊?7什么是回复?回复对变形金属有什么作用?8什么是再结晶?再结晶对变形金属有什么作用? 9热变形加工与冷变形加工是依据什么来区分?两种变形加工各有什么优缺点?10有四个外形完全相同的齿轮，所用材质也都是wc=0.45的优质碳素钢。但是制作方法不同，它们分别是：(1)直接铸出毛坯。然后切削加工成形。(2)从热轧厚钢板上取料，然后切削加工成型。(3)从热轧圆钢上取料，然后切削加工成型。(4)从热轧圆钢上取料后锻造成毛坯，然后切削加工成型。请你分析一下，哪个齿轮使用效果应该最好?哪个应该最
3、差?复习思考题51什么是同素异晶转变、共析转变?2解释下列名词，并指出它们在组织形态上的特征和力学性能上的特点：铁素体奥氏体渗碳体珠光体5根据FeFe3C相图并通过必要的计算回答下面的问题。(1)65钢在室温时相组成物和组织组成物各是什么?其相对质量百分数各是多少?(2)T8(按共析钢对待)在室温时相组成物和组织组成物各是什么?质量百分数各是多少?(3)T12钢的相组成物和组织组成物各是什么?各占多大比例?6某碳素钢钢号不清，经金相检查其显微组织是F+P。其中P所占比例约为20。你可否据此判定出它的钢号是什么?7钢中常存杂质指的是什么?它们对钢有什么影响?8指出钢号为20、45、65Mn、Q2
4、35-AF、T12、T10A、ZG270500的碳素钢各属哪类钢?钢号中的数字和符号的含义是什么?各适于做什么用(各举一例)?复习思考题61 常用的热处理工艺有哪些?简述热处理在机械制造中的作用。2 影响奥氏体晶粒大小的因素有哪些?3共析钢的等温转变曲线与连续转变曲线有什么差别?4珠光体、索氏体、托氏体组织有什么区别?5上贝氏体和下贝氏体比较，哪一种力学性能好?9分析以下几种说法是否正确：(1)马氏体硬而脆。(2)过冷奥氏体的冷却速度越快，冷却后钢的硬度越高。(3)钢中合金元素的含量越高，淬火后的硬度也越高。(4)本质细晶粒钢加热后的实际晶粒一定比本质粗晶粒钢细。(5)同一钢材在相同加热条件下
5、，总是水淬比油淬的淬透性好；小件比大件淬透性好。10.现有20钢齿轮和45钢齿轮两种，齿轮表面硬度要求52HRC55HRC，问采用何种热处理可满足上述要求。比较它们在热处理后的组织与力学性能的差别。14简述目前常用的钢铁表面处理技术， 复习思考题1 合金钢和碳素钢相比，具有哪些特点?6有一根30mm的轴，受中等的交变载荷作用，要求零件表面耐磨，心部具有较高的强度和韧性，供选择的材料有16Mn、20Cr、45钢、T8钢和Crl2钢。要求：1)选择合适的材料；2)编制简明的热处理工艺路线；3)指出最终组织。7.W18Cr4V钢淬火温度为什么要选1275oC5oC?淬火后为什么要经过三次560oC回
6、火?回火后的组织是什么，回火后的组织与淬火组织有什么区别?能否用一次长时间回火代替三次回火?8为什么轴承钢要具有较高的碳含量?在淬火后为什么需要冷处理?12说明下列钢号属于何种钢?数字的含意是什么?主要用途?T8、16Mn、20CrMnTi、ZGMnl32、40Cr、GCrl5、60Si2Mn、W18Cr4V、1Crl8Ni9Ti、1Crl3、Crl2MoV、12CrMoV、5CrMnMo、38CrMoAl、9CrSi、Crl2、3Cr2W8、4Cr5W2VSi、15CrMo、60钢、CrWMn、W6M05Cr4V2。复习思考题82 试述各类铸铁性能及用途。3 为什么球墨铸铁可以代替钢制造某些
7、零件呢?4 合金铸铁的突出特性是什么?5 识别下列铸铁牌号：HTl50、HT300、KTH30006、KTZ45006、KTB38012、QT40018、QT60003、RuT260、MQTMn6。6铸铁的力学性能取决于什么?7灰铸铁为什么不进行整体淬火处理?复习思考题91根据二元铝合金一般相图，说明铝合金是如何分类的?2形变铝合金分哪几类?主要性能特点是什么?并简述铝合金强化的热处理方法。3铜合金分哪几类?举例说明黄铜的代号、化学成分、力学性能及用途。4钛合金分哪几类?简述钛合金的热处理。5滑动轴承合金必须具备哪些特性?常用滑动轴承合金有哪些?6指出下列合金的名称、化学成分、主要特性及用途。
8、LF21 LFII ZLl02 ZL401 LD5 H68HPb591 HSi803 ZCuZn40Mn2 QAll92ZCuSnlOPl ZSnSbl2PblOCu4 TA7复习思考题111 什么是零件的失效?常见的失效方式有哪些?2 选择零件材料应遵循什么原则?3在选择材料力学性能数据时应注意哪些?5试根据下列使用条件和对性能的要求指出应选用的材料和热处理：(1)不需润滑的低速无冲击齿轮。(2)受中等载荷(sb400MPa)、在蒸汽及海水腐蚀条件下工作的齿轮。(3)受中等载荷(sb500MPa)、高速受冲击，模数小于5mm的机床齿轮。(4)坐标镗床主轴，要求表面硬度850HV心部硬度为26
9、0HBS280HBS，在滑动轴承内工作，精度要求极高。6分析汽车上所用零件材料。说明哪些是用碳素钢、合金钢、铸铁和有色金属制成，各举出两种零件名称，它们都采用何种热处理方法?习题1一、名词解释加工硬化、回复、再结晶、二次再结晶、热加工二、填空题1常温下，金属单晶体的塑性变形方式为（ ）和（ ）两种。2与单晶体比较，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是（ ）和（ ）。3在金属学中，冷加工和热加工的界限是以（ ）来划分的因此Cu（熔点为1084）在室温下变形加工称为（ ）加工，Sn（熔点为232）在室温的变形加工称为（ ）加工。4再结晶温度是指（ ），其数值与熔点间的大致关系为（ ）。5再结晶后晶粒
10、度的大小取决于（ ）、（ ）、和（ ）。6aFe发生塑性变形时，其滑移面和滑移方向分别为（ ）和（ ），滑够系为（ ）个。7强化金属材料的基本方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。8冷变形后的金属进行加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度（ ），内应力（ ），这个阶段称为（ ）。当加热到较高温度，晶粒内部晶格畸变（ ），金属的位错密度（ ），使变形的晶粒逐步变成（等轴晶粒），这一过程称为（ ）。三、简答题1.为什么细晶粒的金属材料其强度、塑性均比粗晶粒金属好？2什么是加工硬化？试举例说明加工硬化现象在生产中的利弊。4已知W、Fe、Cu的熔点（见教材），说明钨在 1000、铁在800、铜在
11、600时的加工变形是处于什么加工状态。5用下述三种方法制成齿轮，哪种方法较为理想？为什么？（1）用厚钢板切出圆饼再加工成齿轮。（2）用粗钢棒切下圆饼再加工成齿轮。（3）由圆棒锻成圆饼再加工成齿轮。6说明下列现象产生的原因。（1）滑移面是原子密度最大的晶面，滑移方向是原子密度最大的方向。（2）晶界处滑落的阻力最大。（3）Zn（密排六方）、a一Fe、Cu的塑性不同。7简述加热温度对低碳钢的冷塑性变形的组织和性能的影响。8在图210中的晶面、晶向中，哪些是滑移面，哪单是滑移方向？就图中情况能否构成滑移系？四、判断题1由于再结晶的过程是一个形核长大的过程，因而再结晶前后金属的晶格结构发生变化。（ ）2
12、因为体心立方晶格与面心立方晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。（ ）3金属的预变形度越大，其开始再结晶的温度越高。（ ）4滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。（ ）5热加工是指在室温以上的塑性变形加工。（ ）6为了保持冷变形金属的强度和硬度，应采用再结晶退火。（ ）7热加工过程，实行上是加工硬化和再结晶这两个重叠的过程。（ ）8孪生变形所需的切应力要比滑移变形时所需的小得多。（ ）五、选择填空1体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上的差别，主要是由于两者的（ ）（a）滑移系数不同 (b)滑移方向数不同（c）滑移面数不同 （d）滑移面和滑移方向的指数不同 2随冷塑性
13、变形量增加，金属的（ ）。（a）强度下降，塑性提高 (b) 强度和塑性都下降（c）强度和塑性都提高 （d）强度提高，塑性下降3冷变形金属再结晶后，则（ ）。，（a）形成等轴晶，强度增大 (b)形成柱状晶，塑性下降（c）形成柱状晶，强度升高 (d)形成等轴晶，塑性升高4能使单晶体产生塑性变形的应力为（ ）。（a）正应力 （b）切应力 （c）复合应力5变形金属加热时发生的再结晶过程是一个新晶粒代替旧晶粒的过程，这种新晶粒的晶型是（ ）。（a）与变形前的金属相同 （b）与变形后的金属相同（c）形成新的晶型6再结晶和重结晶都有形核与长大两个过程，主要区别在于有没有（ ）改变。（a）温度（b）晶体结构 （c）应力状态。7冷热加工的区别在于加工后是否留下（ ）。（a）加工硬化 （b）晶格改变性 （c）纤维组织8钢只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化，而铁则不需冷加工，只需加热到一定温度即使晶粒细化，其原因是（ ）（a）铁总是存在加工硬化，而铜没有 （b）铜有加工硬化现象，而铁没有（c）铁在固态下有同索异构转变，而钢没有 （d）铁和铜的再结晶温度不同习题2一、名词解释淬火、马氏体、调质处理、二次淬火、珠光体、曲线二、填空1本质晶粒度是根据标准实验方法，在（ ）保温（ ）小时后测定的奥氏体晶粒大小。
