工程材料作业--学飞版

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1、1机械工程材料习题集机械工程学院2013 年 9 月21-1 现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？改用合金钢；进行热处理改性强化；改变该支架的截面与结构形状尺寸。答：选，改变该支架的截面与结构形状尺寸。因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。1-2 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲劳极限。1-3 在有关工件的图样中，出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，用这种标注是否正确？为什么？（1）HBS250300 （2）600650HBS （3

2、）510HRC （4）HRC7075（5）HV800850 （6）800850H VHBS 表示用淬火钢球去测试布氏硬度，由于淬火钢球很难达到很高的硬度值，因此在测试很高硬度时淬火钢球本身会变形，HBS 的测量上限是 450。HBW 是硬质合金钢球，由于硬质合金钢球比淬火钢球硬度高很多，HBW 国标上说明测量上限是 650，而布氏硬度计用的是球压头，在不同施压力下压入工件时其压入角在不断的变化，因此各种压头和试验力下得到的硬度值严格是不能直接比较的； HRC：洛氏标尺 HRC 的测量范围是 2070HRC. 1-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为 45HRC、90HRB、800HV、240

3、HBS，试比较这四种材料硬度的高低。1-5 当某一材料的断裂韧度 KIC=62MPam1/2，材料中裂纹的长度 2a=5.7mm 时，需加多大的应力会使裂纹失稳扩展而导致断裂？1-6 选择题 1拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大拉应力称为材料的（B）A屈服点 B抗拉强度 C弹性极限2测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。A布氏硬度计 B洛氏硬度计 C维氏硬度计3进行疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）A静载荷 B冲击载荷 C循环载荷4洛氏硬度 C 标尺所用的压头是（B） A淬火钢球 B金刚石圆锥体 C 硬质合金球5金属抵抗永久变形和断裂的能力，称为（C） A硬度 B塑性 C强度36金属的（

4、B）越好，则其锻造性能越好。A 强度 B塑性 C硬度1-7 判断题1. 金属材料的塑性变形能随载荷的去除而消失。 （ X ）2所有金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。 （ X ）3进行布氏硬度试验时，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。 （ X ）4洛氏硬度值是根据压头压人被测材料的残余压痕深度增量来确定的。 （ ）2-1 常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？ -Fe 、-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn 各属何种结构？答：常用的晶体结构有：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 体心立方晶格:立方体中心和立方体结点各占有一个原

5、子，a=b=c，90 面心立方晶格:立方体六个表面中心和立方体结点各占有一个原子。 a=b=c ，90 密排六方晶格:六方晶格的上、下底面中心和六方柱体的结点各占有一个原子,六方柱体中心有三个原子构成等边三角形。 晶格常数 a=bc ， 120 ， 90。 -Fe、Cr、V 属于体心立方晶体；-Fe、Al、Cu、Ni 属于面心立方晶格； Mg、Zn 属于密排六方晶格。2-2 已知 -Fe 的晶格常数（=0.363mm ）要大于 -Fe 的晶格常数（=0.289mm ） ，试问：为什么 -Fe 冷却到 912转变为 -Fe 时，体积反而增大？答： 冷却到 912转变为 xFe 时体积增大，是因为

6、原来面心立方的 转变为体心立Fe Fe方的 xFe 时致密度变小。 晶胞原子数 4，xFe 晶胞原子数 2。Fe2-3 1g 铁在室温和 1000各含有多少个晶胞？ 答：（1）Fe 在室温下为体心立方，晶胞原子数为 2，这时 1gFe 的晶胞数(1/566.021023)/2=5.381021 个（2）在 1000时为面心立方，晶胞原子数为 4，这时 1gFe 的晶胞数(1/566.021023)/42.691021 个2-4 已知铜的原子直径为 0.256mm，求其晶格常数，并计算 1mm3 铜中的原子数。2-5 试计算面心立方晶格的致密度。2-6 已知铁原子直径 d=2.54，铜原子直径

7、d=2.55 ，试求铁和铜的晶格常数。2-7 选择题 1工程上使用的金属材料一般都呈（ B ） 。A.各向异性 B.各向同性 C.伪各向异性 D伪各向同性2当晶格常数相同时，体心立方晶格比面心立方晶格（ C） 。4A.原子半径大，致密度也大 B.原子半径小，致密度也小C原子半径大，但致密度小 D原子半径小，但致密度大2-8 判断题1因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不同的。 （ X ）2在立方晶系中，原子密度最小的，则晶面间距也最小。 （ X ）3实际金属是由许多结晶位向都完全相同的小晶粒组成的。 （ X）4在面心立方晶胞中所包含的原子数为 2。 （ X）2-

8、9 填空题（1）同非金属相比，金属的主要特性是（原子规则排列，具有固定的熔点和各向异性） 。（2）晶体与非晶体结构上最根本的区别是（ 内部原子排列的情况 ） 。（3）-Fe 的二个晶胞内的原子数为（ 4 ） 。3-1 如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小：（1）金属型浇注与砂型浇注 50HRC） ，心部有良好韧性（A k40J） 。原采用c0.45钢经调质后，再在凸轮表面进行高频淬火、低温回火。现拟改用 c 0.20钢代替 c0.45 钢，试问： 原 c0.45 钢各热处理工序的作用；19 改用 c 0.20钢后，其热处理工序是否应进行修改? 应采用何种热处理工艺最合适?

9、7-27 填空题（1）20 是（ ）钢，可制造（ ） 。（2）T12 是（ ）钢，可制造（ ）（3）按钢中合金元素含量可将合金钢分为（ ） ， （ ）和（ ）几类。（4）Q345（16Mn）是（ ）钢，可制造（ ） 。（5）20CrMnTi 是（ ） ，Cr，Mn 的主要作用是（ ） ，Ti 的主要作用是（ ） 热处理工艺是（ ） 。（6）40Cr 是（ ）钢，可制造（ ） 。（7）60Si2Mn 是（ ）钢，可制造（ ） 。（8）GCrl5 是（ ）钢，可制造（ ） 。（9）9SiCr 是（ ）钢，可制造（ ） 。（10）CrWMn 是（ ）钢，可制造（ ） 。（11）Crl2MoV 是（

10、）钢，可制造（ ） 。（12）5CrMnMo 是（ ）钢，可制造（ ） 。（13）W18Cr4V 是 ，碳质量分数是（ ）W 的主要作用是（ ） 、Cr 的主要作用是（ ） 热处理工艺是（ ） ，最后组织是（ ） 。（14）12Crl3（1Crl3）是（ ）钢，可制造（ ） 。（15）06Crl8NillTi（0Crl8Nil0Ti）是（ ）钢， Cr 的主要作用是（ ） ，Ni 的主要作用是（ ） ，Ti 主要作用是（ ） 。（16）灰铸铁中碳主要以（ ）的形式存在，可用来制造（ ） 。（17）球墨铸铁中石墨的形态为（ ） ，可用来制造（ ） 。（18）蠕墨铸铁中石墨的形态为（ ） ，可用来

11、制造（ ） 。（19）影响石墨化的主要因素是（ ）和（ ） 。（20）球墨铸铁的强度、塑性和韧性均较普通灰铸铁高，这是因为（ ） 。（21）HT200 牌号中“HT表示（ ） ，数字200 表示（ ） 。（22）生产球墨铸铁选用（ ）作为球化剂。7-28 是非题20（1）T8 钢比 T12 钢和 40 钢有更好的淬透性和淬硬性。 （ ）（2）调质钢的合金化主要是考虑提高其热硬性。 （ ）（3）高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。 （ ）（4）T8 钢与 20MnVB 相比，淬硬性和淬透性都较低。 （ ）（5）W18Cr4V 高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入奥氏体中，从

12、而提高钢的热硬性。 （ ）（6）奥氏体不锈钢只能采用加工硬化提高强度。 （ ）（7）奥氏体不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。 （ ）（8）铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。 （ ）（9）可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。 （ ）（10）石墨化的第三阶段不易进行。 （ ）（11）可以通过球化退火使普通灰铸铁变成球墨铸铁。 （ ）（12）球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其力学性能。 （ ）（13）T10 钢的碳的质量分数是 10。 （ ）（14）碳素钢中碳的质量分数越高，其强度和塑性也越高。 （ ）（15）高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。 （ ）（16）由于

13、T13 钢中碳的质量分数比 T8 钢高，故前者的强度比后者高。 （ ）21（17）碳素工具钢都是优质或高级优质钢。 （ ）（18）碳素工具钢的碳的质量分数一般都大于 0.7。 （ ）（19）工程用铸钢可用于铸造生产形状复杂而力学性能要求较高的零件。 （ ）（20）可锻铸铁就是可以进行锻造加工的铸铁。 （ ）（21）铸铁可以通过热处理获得相当于低碳钢、中碳钢和高碳钢性能不同的基体。 （ ）（22）结构复杂、尺寸不大的球墨铸铁件能采取等温淬火的热处理方法来改善、提高综合力学性能。 （ ）7-29 选择题1. 08F 牌号中， 08 表示其平均碳的质量分数为 。A0.08 B0.8 C.82普通、优

14、质和特殊质量非合金钢是按 进行区分的。A.主要质量等级 B主要性能 C.使用特性 D前三者综合考虑3在下列三种钢中， 钢的弹性最好； 钢的硬度最高； 钢的塑性最好。AT10 B20 C.654选择制造下列零件的材料：冷冲压件 ；齿轮 ；小弹簧 。A08F B70 C.455选择制造下列工具所用的材料：木工工具 ；锉刀 ；手锯锯条 。AT9A BT10 C.T126合金渗碳钢渗碳后必须进行 后才能使用。A.淬火加低温回火 B淬火加中温回火 C 淬火加高温回火7将下列合金钢牌号归类。耐磨钢 ；合金弹簧钢 ；合金模具钢 ；不锈钢 。A60Si2MnA BZGMnl3l CCrl2MoV D12Crl38为下列零件正确选材。机床主轴 ；汽车拖拉机变速齿轮 ；板弹簧 ；滚动轴承 ；储酸槽 ；坦克履带 。A12Crl8Ni9 BGCr15 C40Cr D20CrMnTi E60Si2MnA FZGMnl3 39为下列工具正确选材。高精度丝锥 ；热锻模 ；冷冲模 ；医用手术刀片