工程材料课后答案

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工程材料学课后习题答案

工程材料学课后习题答案

第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的?1) 按合金元素分类:低合金钢,含有合金元素总量低于5%;中合金钢,含有合金元素总量为5%-10%;中高合金钢,含有合金元素总量高于10%。

2) 按冶金质量S、P含量分:普通钢,P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢,P、S均≤0.03%;高级优质钢,P、S均≤0.025%。

3) 按用途分类:结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化,铁素体稳定化的元素有哪些?奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些(强-弱),其形成碳化物的规律如何?1) 碳化物形成元素:Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ,在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。

2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小,大部分溶入α-Fe或γ-Fe中,少部分溶入Fe3C中,置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体(Mn,Fe)3C; Mo、W、Cr少量时,也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时,形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时,碳的直径小于间隙,不改变原金属点阵结构,形成简单点阵碳化物(间隙相)MC、M2C。

ii. 当rc/rMe>0.59时,碳的直径大于间隙,原金属点阵变形,形成复杂点阵碳化物。

★4、钢的四种强化机制如何?实际提高钢强度的最有效方法是什么?1) 固溶强化:溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属;2) 晶界强化:晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化,晶格越细,晶界越细,阻碍位错运动作用越大,从而提高强度;3) 第二相强化:有沉淀强化和弥散强化,沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子;弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子;4) 位错强化:位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶,引起位错缠结,因此造成位错运动困难,从而提高了钢强度。

工程材料课后答案(部分)

工程材料课后答案(部分)
热塑性: 聚合物可以通过加热和冷却的方法,使聚合物重复地软化(或熔化)和硬化(或固化)的性能。
热固性: 聚合物加热加压成型固化后,不能再加热熔化和软化,称为热固性。
柔性: 在拉力作用下,呈卷曲状或线团状的线型大分子链可以伸展拉直,外力去除后,又缩回到原来的卷曲状和线团状。这种能拉伸、回缩的性能称为分子链的柔性。
解: r原子=34a=34×2.87×10-10≈1.24×10-10(m)
43πr3原子×2a3=43π34a3×2a3≈0.68=68%
(5) 在常温下,已知铜原子的直径d=2.55×10-10m,求铜的晶源自常数。 解: r原子=24a
(4) γ-Fe的一个晶胞内的原子数为(4个) .
(5) 高分子材料大分子链的化学组成以(C、H、O)为主要元素,根据组成元素的不同,可分为三类,即(碳链大分子) 、 (杂链大分子)和(元素链大分子) .
(6) 大分子链的几何形状主要为(线型) 、 (支化型)和(体型) 。热塑性聚合物主要是(线型和支化型)分子链,热固性聚合物主要是(体型)分子链。
答: ab段为右螺型位错。
bc段为刃型位错,半原子面过bc线且垂直于纸面,在纸面外。
cd段为混合位错。
de段为左螺型位错。
ea段为刃型位错,半原子面过ea线且垂直于纸面,在纸面里。 (8) 什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?
答: 形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。
(7) 高分子材料的凝聚状态有(晶态) 、 (部分晶态)和(非晶态)三种。
(8) 线型非晶态高聚物在不同温度下的三种物理状态是(玻璃态) 、 (高弹态)和(粘流态) .
(9) 与金属材料比较,高分子材料的主要力学性能特点是强度(低) 、弹性(高) 、弹性模量(低)等。

工程材料课后答案

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1-5在下面几种情况下,该用什么方法来测试硬度?写出硬度符号。

(1)检查锉刀、钻头成品硬度;(2)检查材料库中钢材硬度;(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层;(4)黄铜轴套;(5)硬质合金刀片;(1)检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。

(2)检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。

(3)检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。

(4)黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定,硬度值符号HBW。

(5)硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定,硬度值符号HRC。

2-4单晶体和多晶体有何差别?为什么单晶体具有各向异性,多晶体具有各项同性?单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的;多晶体是由很多个小的单晶体所组成的,每个晶粒的原子位向是不同的。

因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平衡,因而表现各向同性。

2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。

理想晶体中原子完全为规则排列,实际金属晶体由于许多因素的影响,使这些原子排列受到干扰和破坏,内部总是存在大量缺陷。

如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。

因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加。

同时晶体缺陷的存在还会. 专业.专注.增加金属的电阻,降低金属的抗腐蚀性能。

2-6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。

间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。

间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同,而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元,它是以分子式来表示其组成。

3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。

工程材料力学性能 第三版课后题答案(束德林)

工程材料力学性能 第三版课后题答案(束德林)

工程材料力学性能课后题答案第三版(束德林)第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。

(1)弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

(2)滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。

(3)循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

(4)包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。

(5)解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

(6)塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。

脆性:指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质。

韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

(7)解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。

(8)河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。

是解理台阶的一种标志。

(9)解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。

(10)穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。

沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。

(11)韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变。

2、说明下列力学性能指标的意义。

答:(1)E(G)分别为拉伸杨氏模量和切边模量,统称为弹性模量表示产生100%弹性变所需的应力。

σ规定残余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

(2)rσ名义屈服强度(点),对没有明显屈服阶段的塑性材料通常以产生0.2%的塑性形变对应的应力作为屈2.0服强度或屈服极限。

工程材料与技术成型基础课后习题答案

工程材料与技术成型基础课后习题答案

工程材料与技术成型基础课后习题答案第一章1-1由拉伸实验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的? 答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。

塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率.1-21-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材:HB 硬质合金刀片:HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层:HV调质态的机床主轴:HRC 铸铁机床床身:HB 铝合金半成品:HB1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS800HV>45HRC>240HBS>90HRB1-7材料在加工制造中表现出的性能,显示了加工制造的难易程度。

包括铸造性,锻造性,切削加工性,热处理性。

第二章2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74。

γ-Fe冷却到912°C 后转变为α-Fe后,变成体心立方晶格,一个晶胞含2个原子,致密度为0.68,尽管γ-Fe 的晶格常数大于α-Fe的晶格常数,但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成α-Fe 体积增大的部分,故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。

2-3.答:(1)过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。

(2)冷速越快则过冷度越大,同理,冷速越小则过冷度越小(3)过冷度越大则晶粒越小,同理,过冷度越小则晶粒越大。

过冷度增大,结晶驱动力越大,形核率和长大速度都大,但过冷度过大,对晶粒细化不利,结晶发生困难。

2-4:答:(1)在一般情况下,晶粒越小,其强度塑性韧性也越高。

(2)因为晶粒越小则晶界形成就越多,产生晶体缺陷,在晶界处晶格处于畸变状态,故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。

(3)在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种:①提高结晶时的冷却速度增加过冷度②进行变质处理处理:在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂,从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。

机械工程材料课后习题参考答案

机械工程材料课后习题参考答案

机械工程材料思考题参考答案第一章金属的晶体结构与结晶1.解释下列名词点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体,过冷度,自发形核,非自发形核,变质处理,变质剂。

答:点缺陷:原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小,主要指空位间隙原子、置换原子等。

线缺陷:原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大,而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

面缺陷:原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大,而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒。

亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错:位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。

如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面,多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口,故称“刃型位错”。

单晶体:如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,则称这块晶体为单晶体。

多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

1过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核:在一定条件下,从液态金属中直接产生,原子呈规则排列的结晶核心。

非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒,这种处理方法即为变质处理。

变质剂:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构?答:常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格;α-Fe、Cr、V属于体心立方晶格;γ-Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;Mg、Zn属于密排六方晶格;3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题?答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

工程材料学习通课后章节答案期末考试题库2023年

工程材料学习通课后章节答案期末考试题库2023年

工程材料学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。

参考答案:错2.石灰的硬化只是碳化硬化的结果。

参考答案:错3.石灰在水化过程中要吸收大量的热量,其体积也有较大收缩。

参考答案:错4.石灰硬化后体积收缩大,故不宜单独使用。

参考答案:错5.过火石灰熟化十分缓慢,因此石膏必须“陈伏”后才能使用。

参考答案:对6.气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化,而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。

参考答案:错7.石灰硬化时的碳化反应是:Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O.参考答案:错8.生石灰中粉灰数量越高,则质量越好。

参考答案:错9.关于材料的热学性质,以下说法不正确的是()。

参考答案:低温条件下应选用热膨胀系数大的材料10.为了达到保温隔热的目的,在选择墙体材料时,要求()。

参考答案:导热系数小,热容量大11.以下选项比热容最大是?参考答案:水12.在100g含水率为3%的湿砂中,其中水的质量为()。

参考答案:2.9g13.材料的绝热性能可以用以下哪个选项表示?参考答案:热阻R14.孔隙率增大,材料的()降低。

参考答案:表观密度15.大理石的导热系数大于发泡塑料,所以大理石更适合作为隔热层参考答案:错16.熟化后的石灰膏,()长期暴露在空气中。

参考答案:不宜17.材料在水中吸收水分的性质称为()。

参考答案:吸水性18.生产石灰的主要原料是以()为主的天然岩石。

参考答案:碳酸钙19.石灰膏的主要成分是()参考答案:Ca(OH)220.石灰生产的三要素:石灰石、燃料、()参考答案:空气21.某材料吸水饱和后的质量为20Kg,烘干到恒重时,质量为16Kg,则材料的()。

参考答案:质量吸水率为25%22.请排列统一物质的堆积密度、实际密度、表观密度、体积密度的大小顺序参考答案:在此输入答案23.下列材料中属于气硬性胶凝材料的是()和石膏。

参考答案:石灰24.导热系数越小,则其热阻越大,其越适合作为隔热材料。

工程材料力学性能-第三版课后题答案(束德林)

工程材料力学性能-第三版课后题答案(束德林)
Rp0.2 规定塑性延伸率为 0.2%时的应力。
Rr0.2 规定残余延伸率为 0.2%时的应力。
Rt0.5 规定总延伸率为 0.5%时的应力。
(3)Rm 抗拉强度,只代表金属材料所能承受的最大拉伸应力,表征金属材料对最大均匀塑性变形的抗力。 (4)n 应变硬化指数,反映金属材料抵抗均匀塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。 (5)A 断后伸长率,是试样拉断后标距的残余伸长(Lu-L0)与原始标距 L0 之比的百分率。
13、何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、
2
大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。
14、板材宏观断口的主要特征是什么?如何寻找断裂源? 答:板状矩形拉伸试样断口中呈人字纹花样。根据人字纹花样的放射方向,顺着尖顶指向可以找到裂纹源。 15、试证明,滑移相交产生微裂纹的柯垂耳机理对 fcc 金属而言在能量上是不利的。 答:
脆性断裂,这种现象称为韧脆转变。 2、 说明下列力学性能指标的意义。
答:(1)E(G)分别为拉伸杨氏模量和切边模量,统称为弹性模量表示产生 100%弹性变所需的应力。 (2) r 规定残余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。 0.2 名义屈服强度(点),对没有明显屈服阶段的塑性材料通常以产生 0.2%的塑性形变对应的应力作为屈
强度提高。 22、裂纹扩展扩展受哪些因素支配? 答:裂纹形核前均需有塑性变形;位错运动受阻,在一定条件下便会形成裂纹。 23、试分析能量断裂判据与应力断裂判据之间的联系。 答:格林菲斯能量判据是裂纹扩展的必要条件(必须满足),但不是充分条件(满足能量条件不一定扩展)。充分条件(应力
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第一章2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线:①45钢,②铝青铜,③35钢,④硬铝,⑤纯铜。

试问:(1)当外加应力为300MPa时,各材料处于什么状态?(2)有一用35钢制作的杆,使用中发现弹性弯曲较大,如改用45钢制作该杆,能否减少弹性变形?(3)有一用35钢制作的杆,使用中发现塑性变形较大,如改用45钢制作该杆,能否减少塑性变形?答:(1)①45钢:弹性变形②铝青铜:塑性变形③35钢:屈服状态④硬铝:塑性变形⑤纯铜:断裂。

(2)不能,弹性变形与弹性模量E有关,由E=σ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大,所以不能减少弹性变形。

(3)能,当35钢处于塑性变形阶段时,45钢可能处在弹性或塑性变形之间,且无论处于何种阶段,45钢变形长度明显低于35钢,所以能减少塑性变形。

4.下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么?σb 、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW答:σb抗拉强度,是试样保持最大均匀塑性的极限应力。

σs屈服强度,表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。

σ0.2条件屈服强度,作为屈服强度的指标。

σ-1疲劳强度,材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。

δ伸长率,材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。

HRC洛氏硬度,表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。

HBS布氏硬度,表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。

HBW布氏硬度,表示用硬质合金为压头测定的硬度值。

7.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构?答:常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格;α-Fe、Cr、V属于体心立方晶格;γ-Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格;Mg、Zn属于密排六方晶格;8.什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?答:形成固溶体使金属强度和硬度提高,塑性和韧性略有下降的现象称为固溶强化。

固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。

晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。

晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度。

9.将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图1-80所示温度T1,求此时:(1)两相的成分;(2)两相的重量比;(3)各相的相对重量(4)各相的重量。

17. 确定下列钢件的退火方法,并指出退火目的及退火后的组织:1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;答:再结晶退火。

目的:使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加工硬化现象,降低了硬度,消除内应力。

细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度以消除加工硬化现象。

组织:等轴晶的大量铁素体和少量珠光体。

2)ZG35的铸造齿轮答:完全退火。

经铸造后的齿轮存在晶粒粗大并不均匀现象,且存在残余内应力。

因此退火目的:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度,改善切削加工性。

组织:晶粒均匀细小的铁素体和珠光体。

3)锻造过热后的60钢锻坯;答:完全退火。

由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不均匀,且存在残余内应力。

因此退火目的:细化晶粒,均匀组织,消除内应力,降低硬度,改善切削加工性。

组织:晶粒均匀细小的少量铁素体和大量珠光体。

4)具有片状渗碳体的T12钢坯;答:球化退火。

由于T12钢坯里的渗碳体呈片状,因此不仅硬度高,难以切削加工,而且增大钢的脆性,容易产生淬火变形及开裂。

通过球化退火,使层状渗碳体和网状渗碳体变为球状渗碳体,以降低硬度,均匀组织、改善切削加工性。

组织:粒状珠光体和球状渗碳体。

18. 说明45钢试样(Φ10mm)经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织:700℃,760℃,840℃,1100℃。

答:700℃:因为它没有达到相变温度,因此没有发生相变,组织为铁素体和珠光体。

760℃:它的加热温度在Ac1~Ac3之间,因此组织为铁素体、马氏体和少量残余奥氏体。

840℃:它的加热温度在Ac3以上,加热时全部转变为奥氏体,冷却后的组织为马氏体和少量残余奥氏体。

1100℃:因它的加热温度过高,加热时奥氏体晶粒粗化,淬火后得到粗片状马氏体和少量残余奥氏体。

19.指出下列工件淬火及回火温度,并说明回火后获得的组织:(1)45钢小轴(要求综合力学性能好);(2)60钢弹簧;(3)T12钢锉刀。

答:(1)AC3+(30-50)℃淬火,(820-840)℃回火(高温),回火索氏体。

(2)(400-600)℃淬火,(350-500)℃回火(中温),回火托氏体。

(3)(760-780)℃淬火,250℃以下回火(低温),回火马氏体。

20.有两种高强度螺栓,一种直径为10mm,另一种直径为30mm,都要求有较高的综合力学性能:σb≥800MPa,αk≥600KJ/m2。

试问应选择什么材料及热处理工艺。

答:直径10mm螺栓:45钢,850℃淬火+ 520℃水冷回火;直径30mm螺栓:40Cr,(840-880)℃盐浴淬火+(540-650)℃回火保温20-30分钟。

第二章2. 灰铸铁流动性好的主要原因是什么?提高金属流动性的主要工艺措施是什么?答:灰铸铁流动性好的原因是石墨呈片状形式存在,碳的质量分数高,有共晶成分,熔点较低。

提高金属流动性的主要工艺措施是较高的浇注温度。

4. 定向凝固和同时凝固方法分别解决哪种铸造缺陷?请举例各分析几种应用情况。

答:①定向凝固解决的缺陷:冒口补缩作用好,可防止缩孔和缩松,铸件致密。

同时凝固解决的缺陷:凝固期间不容易产生热裂,凝固后也不易引起应力变形,由于不用冒口或冒口很小而节省金属,简化工艺,减少工作量。

②正确布置浇注系统的引入位置,确定合理的浇注工艺;采用冒口;采用补贴;采用具有不同蓄热系数的造型材料或冷缺。

9. 铸件、模样、零件三者在尺寸上有何区别,为什么?答:模样是考虑收缩率后将零件尺寸按一定比例放大后所做的,相当于我们常说的模子;然后用模样做成铸型,做好后将模样取出,进行浇注;就做出来铸件。

铸件相当于零件的毛坯,由于考虑到加工因素,因此铸件的尺寸要比较零件大如果去掉浇冒口后进行一定加工后就是零件了所以三者的尺寸关系为:模样>铸件>零件第三章11.能否将冲制孔径为φ40+0.16 mm工件的冲孔模改制成冲制外径为φ40-0.16工件的落料模?落料:D凹=(Dmax-x△)+δ凹D凸=(D凹-min)-δ凸冲孔:d凸=(dmin+x△)-δ凸d凹=(d凸+Zmin)+δ凹可见:落料时凹模直径是最小的,主要为了磨损到一定程度,冲裁件还可用;同理,冲孔时凸模尺寸是最大的,凸模可改,但凹模不能改。

因为若将冲孔模改成落料模,则d凹>D凹,间隙落在凹模上,尺寸太大。

15.在成批大量生产外径为40mm,内径为20mm,板厚为4mm,精度为IT9的垫圈时,请示意画出(1)连续模,(2)复合模简图,请计算凸凹模尺寸并标在简图上。

已知:冲裁件公差为0.02mm,凹模公差为0.01mm,凸模公差为0.01mm。

(按照尺寸入体原则)D max=40mm, d min=20mm, Z min=4×6%=0.24△=0.02mm, x=1, δ凹=0.01mm, δ凸=0.01mm落料:D凹=(D max-x△)+δ凹=(40-1×0.02) +0.01=39.98+0.01 mmD凸=(D凹-Z min)-δ凸=(39.98-0.24) -0.01=39.74-0.01 mm冲孔:d凸=(d min+x△)-δ凸=(20+0.02) -0.01 =20.02-0.01mmd凹=(d凸+Z min)+δ凹=(20.02+0.24)+0.01=20.26+0.01 mm第四章2.焊接接头的组织和性能如何?答:(1)焊缝金属区:熔焊时,在凝固后的冷却过程中,焊缝金属可能产生硬,脆的淬硬组织甚至出现焊接裂纹。

(2)熔合区:该区的加热温度在固、液相之间,由铸态的组织和过热组织构成可能出现液硬组织,该区的化学成分和组织都很不均匀,力学性能很差,是焊接接头中最薄弱的部位之一,常是焊接裂缝发源地。

(3)热影响区:a.过热区:此区的温度范围为固相线至1100℃,宽度约1-3mm,由于温度高,颗粒粗大,使塑性和韧性降低。

b.相变重组晶区:由于金属发生了重组晶,随后在空气中冷却,因此可以得到均匀细小的正火组织。

c.不完全重组晶区:由于部分金属发生了重组晶,冷却后可获得细化的铁素体和珠光体,而未重结晶的部分金属则得到粗大的铁素体。

焊缝及热影响的大小和组织性能变化的程度取决于焊接方法,焊接规范,接头形式等因素。

3.焊接低碳钢时,其热影响区的组织性能有什么变化?答:低碳钢的Wc<0.25%,焊接性良好,焊接时,没有淬硬,冷裂倾向,主要组织性能变化为:(1)过热区晶粒粗大,塑性和韧性降低。

(2)相变重晶区产生均匀细小正火组织,力学性能良好。

(3)不完全重晶区有铁素体、珠光体,力学性能不均匀。

5.产生焊接热裂纹和冷裂纹的原因是什么,如何减少和防止?答:热裂纹是高温下焊缝金属和焊缝热影响区中产生的沿晶裂纹、冷裂纹是由于材料在室温附近温度下脆化而形成的裂纹.热裂纹的减少和防止:控制母材和焊材杂质的含量。

冷裂纹的减少和防止:预热和焊裂后热处理。

1相:在金属或合金中,凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分,均称之为相。

2合金:通过熔炼,烧结或其它方法,将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质,称为合金。

3固溶体:合金的组元之间以不同的比例混合,混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同,这种相称为固溶体。

4加工硬化:随着塑性变形的增加,金属的强度、硬度迅速增加;塑性、韧性迅速下降的现象。

5淬火:钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体1化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。

通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。

6马氏体:是一种常见的金属材料的金相组织结构,它由奥氏体转变而来,特点是硬度高,强度高,比容大,冲击韧性低。

常用碳钢的淬火,就是将材料中部分金相结构变成马氏体的过程7调质处理:淬火加回火叫调质处理,淬火时将工件加热到临界温度以上,然后通过介质迅速冷却,回火时根据工件要求的硬度不同将工件加热到临界温度以下某个温度进行回火8淬透性:指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。

钢材淬透性好与差,常用淬硬层深度来表示。

淬硬层深度越大,则钢的淬透性越好。

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