机械工程材料课后习题答案

机械工程课后答案

第一章

1、什么就是黑色金属？什么就是有色金属？ 答:铁及铁合金称为黑色金属 ,即钢铁材料 ; 黑色金属以外的所有金属及其合金 称为有的金属。

2、碳钢,合金钢就是怎样分类的？

答:按化学成分分类 ;碳钢就是指含碳量在 0、 0218%—— 2、11%之间 ,并含有少 量

的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。

3、铸铁材料就是怎样分类的？应用就是怎样选择？ 答:铸铁根据石墨的形态进行分类 ,铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、 蠕虫状四种 ,对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁与蠕墨铸铁。

4、陶瓷材料就是怎样分类的？ 答:陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷与金属陶瓷三种。

5、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列与晶格常数各有什么特点？ a -FeY

-Fe,AI,Cu,Ni,Pb,Cr,V,Mg,Zn 各属何种金属结构？

答:体心晶格立方，晶格常数a=b=c,a -Fe,Cr,V 。面心晶格立方，晶格常数a=b=c,

Y -Fe,Ni,AI,Cu,Pb 。密排六方晶格，Mg,Zn 。

6、 实际金属晶体中存在哪些缺陷？它们对性能有什么影响？ 答:点缺陷、破坏了原子

的平衡状态 ,使晶格发生扭曲 ,从而引起性能变化

金属的电阻率增加 ,强度、硬度升高 ,塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时 ,金属的屈服强度很高 ,当含有一定量位错时 降低。当进行形变加工时 ,位错密度增加 ,屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚

晶界）、晶界越多 ,晶粒越细 ,金属的塑性变形能力越大 越好。

7、 固溶体有哪些类型？什么就是固溶强化？ 答:间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入 ,使晶格发生畸变 ,使之

塑性变形抗力增大 ,因而较纯金属具有更高的强度、硬度 ,即固溶强化作用。

第二章

1、在什么条件下 ,布氏硬度实验比洛氏硬度实验好？

答:布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色 金属及轴承合金等的原料与半成品的测量 ,不适合测定薄件以及成品。 洛氏 硬度实验可用于成品及薄件的实验。

2、 c 0、2的意义就是什么？能在拉伸图上画出来不？

答:表示对于没有明显屈服极限的塑性材料 , 可以将产生 0、 2%塑性应变时的应 ,就是

,强度 ,塑性

变作为屈服指标, 即为条件屈服极限。

3、什么就是金属的疲劳？金属疲劳断裂就是怎样产生的？疲劳破坏有哪些特

点？如何提高零件的疲劳强度？答:金属在反复交变的外力作用下强度要比在不变的外力作用下小得多, 即金属疲劳;

疲劳断裂就是指在交变载荷作用下, 零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的断裂现象;

疲劳断裂的特点: 引起疲劳断裂的应力很低, 常常低于静载下的屈服强度;断裂时无明显的宏观塑性变形, 无预兆而就是突然的发生; 疲劳断口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展与最后断裂三个阶段;

提高疲劳强度:改善零件的结构形状, 避免应力集中, 降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化处理如喷丸处理, 表面淬火及化学热处理等。

4、韧性的含义就是什么？ a k有何实际意义？

答:材料在塑性变形与断裂的全过程中吸收能量的能力,称为材料的韧性;冲击韧度a k表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形与断裂的能力，a k值的大小表示材料的韧性好坏。一般把a k值低的材料称为脆性材料，a k值高的材料称为韧性材料。

5、何谓低应力脆断？金属为什么会发生低应力脆断？低应力脆断的抗力指标就是什么？

答:低应力脆断就是在应力作用下,裂纹发生的扩展,当裂纹扩展到一定临界尺寸时, 裂纹发生失稳扩展(即自动迅速扩展), 造成构件的突然断裂; 抗力指标为断裂韧性(P43)

6、一紧固螺栓使用后有塑性变形, 试分析材料的那些性能指标没有达到要求？答:

钢材的屈服强度未达到要求。

第三章

1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因？

答:液态金属开始结晶时,由于结晶潜热的放出,补偿了冷却时散失的热量,所以冷却曲线出现水平台阶,即结晶在室温下进行。

2、金属结晶的基本规律就是什么？晶核的形成率与成长速度受到哪些因素的影

响？

答:纯金属的结晶规律就是:在恒定温度下进行,结晶时要放出潜热,需要过冷度,

结晶的过程就是晶核产生与晶核不断长大的过程。影响晶核的形核率N 与成长率G

的最重要因素就是结晶时的过冷度与液体中的不熔杂质。

3、间隙固溶体与间隙相有什么不同？

答: 间隙固溶体就是溶质元素原子处于溶剂元素原子组成的晶格空隙位置而形成的

固溶体; 间隙相就是当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于59时,

0、形成的筒单晶体结构的间隙化合物, 称为间隙相。

4、何谓金属的同素异构转变？

答:一些金属,在固态下随温度或压力的改变, 还会发生晶体结构变化, 即由一种晶格转变为另一种晶格的变化, 称为同素异构转变。

5、简要说明金属结晶的必要条件与结晶过程。

答: 晶体总就是在过冷的情况下结晶的, 因此过冷就是金属结晶的必要条件;金属结晶过程就是晶核形成与晶核长大的过程。

6、单晶体与多晶体有何区别？为何单晶体具有各向异性, 而多晶体在一般情况下

不显示出各向异性？

答: 整块物质都由原子或分子按一定规律作周期性重复排列的晶体称为单晶体、, 整个物体就是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的, 这样的物体叫多晶体;

因为单晶体中的原子排列位向就是完全一致的, 因此其性能就是各向异性的, 而多晶体内部就是由许多位向不同的晶粒组成, 各晶粒自身的各向异性彼此抵消, 故显示出各向同性。

7、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？

答:随着冷却速度的增加, 材料的结晶形核过程会有相应的时间滞后性,就会造成过冷度增加;随着冷却速度的增大, 则晶体内形核率与长大速度都加快,加速结晶过程的进行,但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢, 因为这时原子的扩散能力减弱；过冷度增大’△F大，结晶驱动力大，形核率N与成长率G 都大，且N的增加比G增加得快,提高了N与G的比值,晶粒变细，但过冷度过大, 对晶粒细化不利, 结晶发生困难。

8、以铁为例说明同素异构（异晶）现象。

答：S -Fe J13940—丫-Fe?9120—口-Fe

9、同样形状的两块铁碳合金,其中一块就是15钢,一块就是白口铸铁,用什么简便方法可迅速区分它们？

答：一般来说肉眼判断的话瞧铸铁的截面,白口铁脆,断面没有 1 5号钢匀称。

第四章

1 、解释下列名称。

答: 再结晶, 指经冷塑性变形的金属被加热到较高的温度时, 由于原子的活动能力增大, 晶粒的形状开始发生变化,由破碎拉长的晶粒转变为完整的等轴晶粒;

加工硬化: 随着变形程度的增加, 金属的强度、硬度显著升高, 而塑性、韧性显著下降, 即加工硬化;

热加工:指将金属材料加热至高温进行锻造,热轧等压力加工过程;

回复: 指经冷塑变形后的金属在加热时, 尚未发生光学显微变化前（即再结晶之前）的微观结构变化过程。

2、为什么室温下, 金属的晶粒越细, 其强度、硬度越高, 而塑性、韧性也越好？答: 金属的晶粒越细, 晶界总面积越大, 则位错的障碍越多, 需要协调的具有不同

位相的晶粒越多, 金属的塑性变形抗力越大, 从而导致金属的强度与硬度越高。

3、金属经冷塑变形后, 其组织与性能有什么变化？答:组织变化:显微组织的变

化,亚结构细化,变形织构;性能变化:强度、硬度升

高, 塑性、韧性下降。

4、金属铸件的晶粒往往比较粗大, 能否经过再结晶退火来细化晶粒？为什么？答:

不能;细化晶粒较小,不适宜晶粒粗大的铸件。

5、为什么用圆钢棒热镦成齿坯再加工成齿轮更合理些？

答: 因为棒料镦粗后再切削加工, 流线呈径向放射状, 各齿的切应力均与流线近似垂直, 强度与寿命较高。

6请判断金属钨在1100C下的变形加工与锡在室温下的变形加工就是冷加工还就是热加工？

答: 所谓热加工就是指在再结晶温度以上的加工过程, 在再结晶温度以下的加工过程称为冷加工；而钨的再结晶温度为1200C,所以在1100C下的变形加工就是冷加工；锡的再结晶温度为约-71 C ,所以在室温下的变形加工就是热加工。7、用冷拔高碳钢丝缠绕螺旋弹簧, 最后一般要进行何种热处理？为什么？

答: 进行低温回火处理, 为了增加弹性。

第五章

1、何谓过冷奥氏体？如何测定钢的奥氏体等温转变图？奥氏体等温转变有何特点？答:从铁碳相图可知，当温度在A1以上时，奥氏体就是稳定的，能长期存在。当温度降到A1以下后，奥氏体即处于过冷状态，即过冷奥氏体。

2、共析钢奥氏体等温转变产物的形成条件、组织形态即性能各有何特点？答:当温度冷却至727 摄氏度时, 奥氏体将发生共析转变, 转变成铁素体与渗碳体的机械混合物, 即珠光体。此后, 在继续冷却的的过程中不再发生组织变化（三次渗碳体的析出不计）, 共析钢的全部室温组织全部为珠光体。铁素体因溶碳量极少, 固溶强化作用甚微, 故力学性能与纯铁相近。其特征就是强度、硬度低, 塑性、韧性好。奥氏体的力学性能与其溶碳量有关, 一般来说, 其强度、硬度不高, 但塑性优良。在钢的轧制或者锻造时, 为使钢易于进行塑性变形, 通常将刚加热到高温使之成奥氏体状态。渗碳体属于金属化合物。它的硬度极高, 可以划玻璃, 而塑性、韧性极低, 伸长率与冲击韧度近于零。珠光体含碳量为0、77%。由于渗碳体在其中起强化作用, 因此, 珠光体有良好的机械性能, 其抗拉强度高, 硬度高,且仍有一定的塑性与韧性。

3、影响奥氏体等温转变图的主要因素有哪些？比较亚共析钢、共析钢、过共析钢的奥氏体等温转变图。

答: 影响奥氏体等温转变图的主要因素为: 含碳量及合金元素含量。亚共析钢随wCT ,C曲线右移;过共析钢随wCT ,C曲线左移；共析钢过冷A最稳定（C曲线最靠右）除Co外，所有溶入A中的合金元素均使曲线右移。除Co Al夕卜，溶入A的合金元素都使C曲线上的Ms Mf点降低。亚共析钢及过共析钢的过冷 A 的等温转变与共析钢一样，亦可分为高温P型转变、中温B型转变与低温M 型转变。但在P 型转变之前，亚共析钢有F的析出,过共析钢有Fe3C析出。

4、比较共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变图与等温转变图的异同点。如何参照奥氏体等温转变图定性的估计连续冷却转变过程及所的产物？

答: 首先, 过冷奥氏体连续转变时, 控制冷却速度可以获得不同的纤维组织, 但分析起来比较困难；而在等温转变的条件下控制冷却温度则可以获得不同的纤维组织, 并且可以独立的改变温度与时间, 分别研究温度与时间对奥氏体转变的影响；以共析钢为例, 在等温转化时, 根据等温转变的温度不同, 分别可以获得珠光体与贝氏体（按温度由大到小）；在连续冷却时, 根据冷却速度不同, 分别可以获得珠光体、珠光体与马氏体、以及马氏体（按冷却速度由小到大）。5、钢获得马氏体组织的条件就是什么？钢的含碳量如何影响钢获得马氏体组织的难易程度？

答:主要就是钢的马氏体转变温度Mf与含碳量。马氏体转变温度越低，越容易得到马氏体组织；含碳量低的钢, 马氏体转变温度就较高, 就不容易得到马氏体组织；反之, 钢的含碳量越高, 马氏体转变温度就较低, 就会容易得到马氏体组织, 而且硬度随之也会增高。

6、生产中常用的退火方法有哪几种？正火的主要目的就是什么？答:钢的退火可分为

完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火与去应力退火等;

正火的作用为: 作为最终热处理、作为预先热处理、改善切削加工性能。

7、什么就是淬火？常用的几种淬火介质各有何优缺点并使用于何种情况？

答:淬火就就是将工件加热到Ac1或Ac3以上30C ---50 E ,保温一定时间，然后快

速冷却（一般为油冷或水冷）, 从而得到马氏体的一种热处理工艺;

水: 主要用于形状简单、大截面碳钢零件的淬火;盐水: 用于形状简单、截面尺

寸较大的碳钢工件;油:用于合金钢与小尺寸碳钢工件的淬火;熔融的盐、碱: 用

于形状复杂、尺寸较小与变形要求较严格的零件。

8、何谓钢的淬透性？影响淬透性的因素有哪些？在选材中如何考虑钢的淬透性？

答: 所谓钢的淬透性就是指钢在淬火时获得淬硬层的能力;

影响因素:（1）化学成分钢中含碳量越接近共析成分, 其 C 曲线越靠右, 临界冷却速度越小, 则淬透性越好;（2）奥氏体化温度温度越高, 晶粒越粗, 未溶第二相越少, 淬透性越好;

选材: 大截面零件、承受动载的重要零件、承受拉力与压力的许多重要零件（螺

栓、拉杆、锻模、锤杆等）, 要求表面与心部力学性能一致, 故应选择淬透性高的材料; 心部力学性能对使用寿命无明显影响的零件（承受弯曲或扭转的轴

类）, 可选用淬透性低的钢, 获得1/2 1/4 淬硬层深度即可。

9、回火的目的就是什么？常用的回火方法有哪几种？

答: 目的: 降低脆性、减少或消除内应力, 防止工件变形或开裂; 获得工艺所要求

的力学性能; 稳定工件尺寸;使碳化物聚集长大, 降低硬度, 以利于切削加工, 同时可缩短软化周期。

方法: 低温回火;中温回火;高温回火。

10、对钢进行表面热处理的目的何在？

答: 提高零件的耐磨性;提高零件的疲劳强度; 提高零件的抗蚀性与抗高温氧化性。

11 、何谓真空热处理？有何作用？有哪些应用？有什么优点？

答: 在真空中进行的热处理称为真空热处理;

优点: 可以减少变形;可以净化表面;脱气作用;

应用: 真空退火;真空淬火; 真空渗碳。

第六章

1、在碳钢中,除了铁与碳外, 一般还有哪些元素？对钢的性能产生哪些影响？答:还含有少量的硅、锰、硫、磷;硅与锰起固溶强化作用,从而提高刚的强度与硬度; 硫与磷使钢的塑性与韧性下降。

2、合金元素在钢中有哪些存在形式？主要起哪些强化作用？

答:合金铁素体,合金渗碳体,特殊碳化物; 作用:固溶强化,第二相强化,细晶强

化。

3、合金元素对Fe-Fe3C 相图产生哪些影响？

答：改变了奥氏体区的范围,改变S、E点位置。

4、渗碳钢有哪些性能要求？其成分特点就是什么？答：性能特点：表硬里韧,具有高的淬透性与渗碳能力;

成分特点：低碳,加入提高淬透性的合金元素,加入阻碍奥氏体晶粒长大的辅助元素。

5、调质钢一般要经过哪些热处理？其目的就是什么？答：淬火+高温回火;目的获得具有较高综合力学性能,即具有较高的强度、硬度

与良好的塑性、韧性, 具有良好的淬透性。

6、弹簧钢为什么要进行喷丸处理？

答：为获得具有高的弹性极限与高的屈强比(ReL/Rm), 以保证承受大的弹性变形与较高的载荷;具有高的疲劳强度, 以免产生疲劳破坏; 具有足够的韧性与塑

性。

7、滚动轴承钢的合金化与性能特点就是什么？

答:合金化：高碳,主加Cr元素，附加Si、Mn V等合金元素,高的冶金质量；性能：高硬度(61 —65HRC与高耐磨性,高的接触疲劳强度与高的弹性极限, 足够的韧性、抗腐蚀性及淬透性。

8、试简述高速工具钢的成分特点与热处理工艺特点。

答：成分特点：高碳, 高合金；

热处理特点：球化退火, 淬火与回火。

9、高速工具钢经铸造后为什么要反复锻造？在切削加工前为什么还要进行球化退火？

答：高速钢的铸态组织中有粗大的鱼骨状合金碳化物, 使钢的力学性能降低, 这种碳化物不能用热处理来消除, 只有对铸件反复锻造或轧制才能击碎；球化退火主要目的就是降低硬度, 消除内应力, 并对随后的淬火及切削加工做好组织上的准备。

10、生产中常用什么方法使奥氏体不锈钢得到强化？

答：奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性与塑性, 但强度较低, 不可能通过相变

使之强化,仅能通过冷加工进行强化,如加入S,Ca,Se,Te 等元素,则具有良

好的易切削性。

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”。

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。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ uvw；晶面是指晶答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[] hkl。 格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：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

机械工程材料第二版习题答案王章忠

机械工程材料(第二版)习题答案(王章忠) 例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下：（1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V 和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。

对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σb＞1000MPa，σOF≥600MPa，AK ＞48J。试从所给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种的比较可见表1。 材料热处理σs/ MPa σb/ MPa /% φ/% AK/J 接触疲劳强度 /MPa 弯曲疲劳强度 /MPa 20CrMnTi 渗碳 淬火853 1080 10 45 55 1380 750 38CrMoAl 调质835 980 14 50 71 1050 1020

机械工程材料试题及答案三

机械工程材料试题三 一、名词解释（共15分，每小题3分） 1. 奥氏体（A） 2.回复 3.固溶体 4.自然时效 5.加工硬化 二、填空题（共20分，每空1 分） 1.石墨为片状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为________铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为________铸铁。其中________铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指________，在________程中形成的，它 ________了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 三、选择题（共25分，每小题1分） 1.40钢钢锭在1000℃左右轧制，有时会发生开裂，最可能的原因是( ) A.温度过低； B.温度过高； C.钢锭含磷量过高； D.钢锭含硫量过高 2.下列碳钢中，淬透性最高的是( ) A.20钢； B.40钢； C.T8钢； D.T12钢 3.Ni在1Cr18Ni9Ti钢中的主要作用是( ) A.提高淬透性； B.固溶强化； C.扩大Fe-Fe3C相图中的γ相区； D.细化晶粒； 4.W18Cr4V钢锻造后，在机械加工之前应进行( ) A.完全退火； B.球化退火； C.去应力退火； D.再结晶退火 5.下列材料中，最适合制造机床床身的是( ) A.40钢； B.T12钢； C.HT300； D.KTH300-06 6.下列材料中，最适合制造气轮机叶片的是 A.1Cr13钢； B.1Cr17钢； C.3Cr13钢； D.4Cr13钢 7.下列材料中，最适合制造飞机蒙皮的是( ) A.ZAlSi12； B.2A50(旧牌号LD5)； C.ZAlMg10； D.2A12(旧牌号LY12) 8.下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是( ) A.1Cr17； B.1Cr18Ni9Ti； C.聚四氟乙烯； D.SiO2 9.下列材料中，最适合制造汽车板弹簧的是( ) A.60Si2Mn； B.5CrNiMo； C.Cr12MoV； D.GCr15 10.下列材料中，最适合制造汽车火花塞绝缘体的是( ) A.Al2O3； B.聚苯乙烯； C.聚丙烯； D.饱和聚酯 11.铜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.铁在固态下有同素异构转变；而铜没有 D.铁和铜的再结晶温度不同 12.常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( ) A.铁素体-奥氏体不锈钢； B.马氏体-奥氏体不锈钢； C.莱氏体不锈钢； D.贝氏体不锈钢 13.以下哪种铸铁的断口呈灰黑色？( ) A.马口铁； B.白口铸铁； C.麻口铸铁； D.灰铸铁

《机械工程材料》教学大纲

《机械工程材料》教学大纲 修订单位：机械工程学院材料工程系 执笔人：吕柏林 一、课程基本信息 1.课程中文名称：机械工程材料 2.课程英文名称：Mechanical Engineering Materials 3.适用专业：机械设计制造及其自动化 4.总学时：48学时 5.总学分：3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 机械工程材料课程是为机械类本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握金属材料，非金属材料，材料热处理以及材料选用等方面的技术基础知识．本课程的任务是结合校内金工教学实习，使学生通过工程材料的基础知识，材料处理，材料选用基础的学习，获得常用机械工程材料方面的实践应用能力，也为进一步学习毛坯成型和零件加工知识以及其它有关课程及课程设计，制造工艺方面奠定必要的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 （一）教学基本要求： １．熟悉工程材料的基本性能 ２．掌握金属学的基础知识，包括金属的晶体结构，结晶，塑性变形与再结晶，二元合金的结构与结晶． ３．掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系． ４．熟悉各种常规热处理工艺以及材料的表面热处理技术． ５．掌握常用工程材料（包括高分子材料，陶瓷材料）的组织，性能，应用与选用原则．（二）理论教学内容 1．绪论（2学时） 课程的目的和任务 ;教学方法和教学环节 ;学习要求与方法 2．工程材料的机械性能（2学时） 强度，刚度，硬度，弹性，塑性，冲击韧性 3．金属的晶体结构和结晶（6学时） 常见的三种晶体结构 ;金属实际结构及晶体缺陷 ;金属的同素异构转变4．金属的塑性变形与再结晶（6学时）

机械工程材料课后习题答案 (2)

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”。 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。 固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象叫做固溶强化 原因：晶格畸变 过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？ 答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这时原子的扩散能力减弱。③过冷度增大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N与G的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？ 答：①采用的方法：变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。②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

机械工程材料复习题含答案

第一章金属学基础一、名词解释 1.过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 2.均质成核：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。 3.非均质成核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 4.冷变形：金属在再结晶温度以下一定温度进行的塑性变形。 5.热变性：金属加在再结晶温度以上一定温度进行的塑性变形。 6.加工硬化：随着冷变形的增加，金属的强度、硬度增加；塑性、韧性下降的现象。 7.再结晶：冷变形后的金属被加热到较高的温度时，破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。 8.纤维组织：在塑性变形中，随着变形量的增加，其内部各晶粒的形状将沿受力方向伸长，由等轴晶粒变为扁平形或长条形晶粒。当变形量较大时，晶粒被拉成纤维状，此时的组织称为“纤维组织”。 9.锻造流线：在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织称为锻造流线。10.同素异构转变：某些金属，在固态下随温度或压力的改变,发生晶体结构的变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变。 11.变质处理：在液态金属结晶前，人为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。 二、单选题 1. 表示金属材料延伸率的符号是（ A ） A.δ B.ψ C.σe D.σb 2. 表示金属材料弹性极限的符号是（ A ） A.σe B.σs C.σb D.σ-1 3. 金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A） A.强度 B.韧性 C.塑性 D.弹性 4. 晶体中的位错属于（ C ） A.体缺陷 B.面缺陷 C.线缺陷 D.点缺陷 5. 在晶体缺陷中，属于线缺陷的有（ B ） A.间隙原子 B.位错 C.晶界 D.缩孔 6. 变形金属再结晶后，（ D ） 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，强度增大 D.形成等轴晶，塑性升高 7.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做（ B ） 晶向D. 晶粒C. 晶格B.晶胞A. 8. 晶格中的最小单元叫做（ A ） A.晶胞 B.晶体 C.晶粒 D.晶向

(新)机械基础课程教学大纲

《机械基础》课程教学大纲 课程编号 适用专业：机械类专业 学时：128（讲课114：，实验：14）学分：7 执笔者：曾德江编写日期：2004年4月 一、课程的性质和任务 机械基础是机械类各专业的一门重要的专业基础课，为进一步学习专业课程和新的科学技术做准备。 本课程的任务是：使学生掌握常用机械工程材料的性能、用途及选择，初步掌握机械零件毛坯的基础知识；初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法；初步掌握对杆件进行强度个刚度计算的方法，并具有一定似的实验能力；掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析、选用和设计机械零件及简单机械传动装置的能力。为学习专业课和新的科学技术打好基础，为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。 二、课程内容和要求 模块一机械工程材料（17学时） 第一单元绪论（1学时） 介绍与本课程相关的基本概念，本课程研究的主要内容及新技术的应用。 掌握与本课程相关的基本概念。 第二单元金属材料与热处理基础（10学时） 介绍金属材料的性能、金属学基础、钢的热处理的基本知识。 理解金属材料的性能、金属学相关的基本概念、基本知识，了解铁碳合金状态图的应用，掌握金属材料常用的热处理方法和适用范围。 第三单元钢铁材料（4学时） 介绍工业用钢、工程铸铁的分类、特点及牌号表示。 了解工业用钢、工程铸铁的分类、特点，掌握工业用钢、工程铸铁的牌号表示。 第四单元非铁金属与粉末冶金金属材料（2学时） 介绍非铁金属与粉末冶金金属材料的分类及牌号表示。 了解非铁金属与粉末冶金金属材料的分类、特点及应用。 模块二静力学（16学时） 第五单元静力学基础（5学时） 介绍静力学的基本概念，静力学公理，约束、约束反力与受力图。 掌握静力学的基本概念、基本公理及物体的受力分析与受力图的绘制。

机械工程材料课后习题答案

机械工程课后答案 第一章 1、什么是黑色金属什么是有色金属 答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。 2、碳钢，合金钢是怎样分类的 答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在%——%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。 3、铸铁材料是怎样分类的应用是怎样选择 答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 4、陶瓷材料是怎样分类的 答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。 5、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各有什么特点α -Fe，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构 答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。密排六方晶格，Mg，Zn。 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷它们对性能有什么影响 答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 7、固溶体有哪些类型什么是固溶强化 答：间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。 第二章

1、在什么条件下，布氏硬度实验比洛氏硬度实验好 答：布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色金属及轴承合金等的原料和半成品的测量，不适合测定薄件以及成品。洛氏硬度实验可用于成品及薄件的实验。 2、σ的意义是什么能在拉伸图上画出来吗 答：表示对于没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生%塑性应变时的应变作为屈服指标，即为条件屈服极限。 3、什么是金属的疲劳金属疲劳断裂是怎样产生的疲劳破坏有哪些特点如何提高零件的疲劳强度 答：金属在反复交变的外力作用下强度要比在不变的外力作用下小得多，即金属疲劳； 疲劳断裂是指在交变载荷作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的断裂现象； 疲劳断裂的特点：引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载下的屈服强度； 断裂时无明显的宏观塑性变形，无预兆而是突然的发生；疲劳断口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展和最后断裂三个阶段； 提高疲劳强度：改善零件的结构形状，避免应力集中，降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化处理如喷丸处理，表面淬火及化学热处理等。 4、韧性的含义是什么αk有何实际意义 答：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，称为材料的韧性；冲击韧度αk表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，αk值的大小表示材料的韧性好坏。一般把αk值低的材料称为脆性材料，αk值高的材料称为韧性材料。 5、何谓低应力脆断金属为什么会发生低应力脆断低应力脆断的抗力指标是什么答：低应力脆断是在应力作用下，裂纹发生的扩展，当裂纹扩展到一定临界尺寸时，裂纹发生失稳扩展（即自动迅速扩展），造成构件的突然断裂；抗力指标为断裂韧性（P43） 6、一紧固螺栓使用后有塑性变形,试分析材料的那些性能指标没有达到要求 答：钢材的屈服强度未达到要求。 第三章 1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因 答：液态金属开始结晶时，由于结晶潜热的放出，补偿了冷却时散失的热量，

机械工程材料试卷复习题

机械工程材料 1 .室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越高。() 2 ?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?间隙固溶体一定是无限固溶体。() 4 ?铁素体的本质是碳在a-Fe中的间隙相。() 5?在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。 6 ?高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。() 7 .钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。() 8 ? T8钢比T12和40钢有更好的淬透性。() 9 ?灰铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。() 10. 齿轮渗碳用钢常采用低碳钢。() 是非题 1 ? (V) 2 ? ( X ) 3 ? ( X ) 4 ? ( V) 5 ? ( X ) 6 ? ( X ) 7 ? (V) 8 ? (V) 9 ? ( X)10 ? ( V) 1. _________________________________________________ 金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将 _______________________________________________ a ?越高； b ?越低； c ?越接近理论结晶温度 2 ? a —Fe是实际原子数为 _________ 。 a ? 2; b ? 4; c ? 6 3 ?固溶体的晶体结构___________ 。 a ?与溶剂相同； b ?与溶质相同； c ?为其他晶型 4?间隙相的性能特点是_____________ 。 a ?熔点高、硬度低； b ?硬度高、熔点低； c ?硬度高、熔点高 5. __________________________________ 金属的加工硬化现象将导致。 a. 强度降低，塑性提高； b.强度提高，塑性降低；c ?强度降低，塑性降低 6 ?用下述三种方法制成齿轮，____________ 种方法较为理想。 a.用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮； b.由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮; 圆棒锻成圆 c.由 饼，再加工成齿轮 7.钢中含硫量过高的最大危害是造成__________________ 。 a.热脆； b.冷脆； c.氢脆 8 ?奥氏体是___________ 。

机械工程材料课后习题答案

1.可否通过增加零件的尺寸来提高其弹性模量：不能，弹性模量主要取决与材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化手段如热处理，冷加工，合金化等对弹性模量的影响很小。 2.工程上的延伸率与选取的样品长度有关，为什么：延伸率=（L1-L2）/10,当式样d0不变时，L0增加，则延伸率下降，只有当L0/d0为常熟市，延伸率才有可比性。 3.如何用材料的应力--应变曲线判断材料的韧性：所谓的材料韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线与横坐标所包围的面积。 4.从原子结构上说明晶体与非晶体的区别：院子在三维空间呈现规则排列的固体成为晶体，而原子在空间里无序排列的固体成为非晶体。晶体长程有序，非晶体短程无序。 5.立方晶系重指数相同的晶面与晶向有什么关系：互相垂直。 6.合金一定单相的吗，固溶体一定是单相的吗：合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。 7.固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变，为什么：不属于，同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化。 8.根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因：由匀晶转变相图可以知道，固溶体合金的结晶只有在充分缓慢冷却的条件下才可能得到成分均匀的固溶体组织。然而在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中固相和液相中的原子来不及扩散，使得线结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶间含较多的低熔点元素，在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分出现不均匀的现象，成为枝晶偏析。 9.结合相图分析含0.45%、1.2%和3.0%的Fe-C合金在缓慢冷却过程中的转变及温室下的组织：0.45%C：L—L+δ—L+δ+γ—L+γ—γ+c—P+γ+α，室温组织：P+α 1.2%C：L—L+γ—γ—γ+二次渗碳体—F+γ+二次渗碳体—二次渗碳体，室温组织：P+二次渗碳体 3.0%C：L —L+γ—L+γ+Le—γ+Le+二次渗碳体—P+γ+二次渗碳体+一次渗碳体—Le’+二次渗碳体+P，室温组织：Le’+二次渗碳体+P 10.为什么室温下金属的晶粒越细，强度、硬度越高，韧性、塑性也越好：因为金属的晶粒越细，晶界总面积额越大，位错障碍越多，需协调的具有不同未向的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高，从而导致金属的强度和硬度越高；合金的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，同时参与变形的晶粒数目越多，变形越均匀，推迟了裂纹的形成与扩展，使得在断裂前发生了较大的塑性变形，在强度和硬度同时参加的情况下，所以合金晶粒越细，其苏醒和韧性也越好。 11.黄铜铸件上的数码不慎擦掉如何辨别数码：加热使其再结晶的方法可以使原来数码再显现，因为打字时会使铸件打字处产生塑性变形，有预变形存在，通过加热再结晶课使晶粒恢复到预变形之前的形态，便可现出数码。 12.合金铸件的晶粒粗大，能否再结晶退火来细化晶粒：不能，因为铸件没有产生预变性，就不能用再结晶的方法。 13.齿轮饼胚的加工方法：选择由热轧钢棒墩成圆饼，因为这样可以控制钢的纤维素的走向与受力方向一致。 14.用冷拉钢丝绳吊运刚出炉热处理工件去淬火，但在此过程中钢丝绳发生断裂的原因：因为热处理工件有很高的温度，冷拉钢丝绳接触后相当于使之再结晶，晶粒会恢复到以前的状态，因而强度会降低。 15.在冷拔钢丝时进行中间退火原因：因为在冷拔过程中会产生很大的应力，在以后使用中需要把这些应力消除，使用中间退火会细化晶粒，产生预变形，使强度和硬度提升，消除应力选取的温度应该小于再结晶温度。 16.用冷拔高碳钢丝缠绕螺旋弹簧，最后要进行低温去应力定型退火：因为在冷拔过程中会

机械工程材料期末试题(附答案) 整理

名词解释： 合金：由两种或两种以上金属元素；或金属与非金属元素熔炼、烧结或通过其方法由化学键组合而成的具有金属特性的物质。 同素异晶转变：在固态下，同一种元素由一种晶体结构转变为另一种晶体结构的转变。 铁素体：碳溶解在α－Fe中形成的间隙固溶体。 再结晶：冷变形金属在加热时其组织和性能都恢复到变形前的软化状态的过程。淬透性：一种热处理工艺性能，表示材料在淬火时获得淬硬层深度的能力。 奥氏体：C在γ－Fe中的间隙固溶体，常用A或γ表示，是一种硬度较低而塑性较高的固溶体。 固溶体：组成合金的组元，在固态时相互溶解，所形成的单一均匀的物质。 自然时效：自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料，于室温下发生性能随时间而变化的现象。 加工硬化：金属材料随着冷塑变形程度的增大，强度和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。 调质:对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。 碳素钢:含碳量≤2.11%的铁碳合金。 SPCD: 表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08A（13237）优质碳素结构钢。 填空题： 1.石墨为片状的灰口铸铁称为铸铁，石墨为团絮状的灰口铸铁称为__ 铸铁，石墨为球状的灰口铸铁称为铸铁。其中铸铁的韧性最高，因而可以锻造。 2. 陶瓷材料中的气相是指，在程中形成的，它了陶瓷的强度。 3.根据采用的渗碳剂的不同，将渗碳分为__________、__________和__________三种。 4.工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________等。 5.金属的断裂形式有__________和__________两种。 6.金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。 7.常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。 1、普通灰口；可锻；球墨； 2、气孔；烧结；降低。 3、固体渗碳气体渗碳 4、不锈钢耐热钢耐磨刚 5、延性断裂 6、合金渗碳体特殊碳化物 7、体心立方晶格密排六方晶格

机械工程材料基础知识大全

《机械工程材料》 基础篇 一：填空 1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。 2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。 3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。 4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。6．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。 7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。 8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。 9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。 10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。 11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。 12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。 13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。 14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。15．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。 16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、 球化退火。 17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。 18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。 19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。 20、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。 21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。 22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。 23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。 24．过冷度与冷却速度的关系为冷却速度越大过冷度越大。 25．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为间隙固溶体、置换固溶体。26．金属单晶体滑移的特点是滑移只能在切应力下发生、滑移总是沿原子密度最大的晶面和晶向进行、滑移时必伴随着晶体向外力方向转动。 27．热加工对金属组织和性能的影响有消除金属铸态组织的缺陷、改变内部夹杂物的形态与分布。

机械工程材料习题答案 王章忠主编 第二版

例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸 稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→ 球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。 根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下： （1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满 足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。 对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σ＞1000MPa，σ≥600MPa，A＞48J。试从所K OFb给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种 比较，20CrMnTi能全面满足齿轮的性能要求。 其工艺流程如下：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨齿。 例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为350r/min，该齿轮用下列哪些材料制造合适，并简述理由。40Cr、20CrMnTi、尼龙66。 工作条件分析：计数器齿轮工作时，运转速度较低、承受的扭矩很小，齿轮

机械工程材料复习题及答案

中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 机械工程材料 一、判断： 1、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 ( ) 2、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 ( ) 3、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 ( ) 4、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 ( ) 5、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 ( ) 6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。（） 7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织， ）（在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含 量。）8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。 （）T12钢的碳含量要高。（ 9、 20钢比）（ 10、再结晶能够消除加工硬化效果，是 一种软化过程。） 11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度 和塑性均上升。（ ）（ 12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理 工艺。）13、65Mn是合金调质结构钢。 （、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。 （）14 （）15、T10A和60号钢均属于高碳钢。 、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。16 （）（） 17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 （）18、体心立方晶格的致密度 为74%。、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。19 （） ）20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 （（）、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。21 22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。 （） （）号钢的淬透性差。、2365Mn的淬透 性比65 C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A-550℃的范围内发生贝氏体转变。 （）、从241、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。 （） 25 （26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消 除。） 、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。 （）27 +β）（），它由两相组成。（+28、一个合金的室温组

机械工程材料习题集

1材料的性能 1、抗拉强度：材料抵抗最大均匀塑性变形的能力。 2、硬度：材料表面抵抗局部微量塑性变形的能力。 3、刚度：材料抵抗弹性变形的能力。 2 材料的结构 1、晶胞：晶胞是能代表晶格中原子排列规律的最小几何单元。 2、致密度：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值。 3、晶体各向异性：晶体中不同晶面或晶向上的原子密度不同，从而造 成晶体不同方向上的性能不同的现象。 4、指出固溶体和金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。 答：固溶体仍保持溶剂的晶格类型。而金属化合物为新的晶格，它与任一组元均不相同。固溶体一般是塑性、韧性好，强度、硬度低；金属化合物是硬度高，塑性、韧性差。 5、常见的金属化合物有______________、_______________和_______________三种类型。（正常价化合物；电子化合物；间隙化合物和间隙相） 6、金属的晶粒愈细小，则金属的强度、硬度愈_______________、

塑性韧性愈_______________，这种现象称为_______________强化。（高；好；细晶） 7、原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________ 固溶体。（间隙；置换） 8、按合金的相结构分，铁碳合金中的铁素体属于_______________，渗碳体属于_______________。（固溶体；金属化合物） 9、在合金中具有_______________化学成分、_______________结构且与其他部分隔开的均匀组成部分叫做相。（同一;同一） 10、晶界和亚晶界属于_______________ 缺陷，位错属于_______________缺陷。（面；线） 11、晶体缺陷，按几何特征可分为__________缺陷、__________缺陷和__________缺陷三种类型。（点；线；面） 12、与固溶体相比，金属化合物具有高硬度、低塑性。（正确） 13、由固溶体（基体）和金属化合物（第二相）构成的合金，适量的金属化合物在合金中起强化相作用。（正确） 14、间隙固溶体的机械性能和间隙化合物的机械性能是相似的。（错误） 15、金属化合物都遵守原子价规律，其成分固定并可用化学式表示。（错误） 16、只要组成合金的两组元的原子直径差达到一定值，便可形成无限固溶体。

机械工程材料试卷复习题。

机械工程材料 1．室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越高。( ) 2．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．间隙固溶体一定是无限固溶体。( ) 4．铁素体的本质是碳在a-Fe中的间隙相。( ) 5．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4．3％的铁碳合金才能发生共晶反应。( ) 6．高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。( ) 7．钢的淬透性高，则其淬透层的深度也越大。( ) 8．T8钢比T12和40钢有更好的淬透性。( ) 9．灰铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。( ) 10．齿轮渗碳用钢常采用低碳钢。( ) 是非题 1．(√) 2． (×) 3．(×) 4．(√) 5．(×) 6．(×) 7．(√) 8．(√) 9． (×) 10．(√) 1.金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将 a．越高； b．越低； c．越接近理论结晶温度 2．α－Fe是实际原子数为。 a．2； b．4； c．6 3．固溶体的晶体结构。 a．与溶剂相同； b．与溶质相同； c．为其他晶型 4．间隙相的性能特点是。 a．熔点高、硬度低； b．硬度高、熔点低；c．硬度高、熔点高 5. 金属的加工硬化现象将导致。 a. 强度降低,塑性提高； b. 强度提高,塑性降低； c．强度降低,塑性降低 6．用下述三种方法制成齿轮，种方法较为理想。 a. 用厚钢板切出圆饼，再加工成齿轮； b. 由粗钢棒切下圆饼，再加工成齿轮； c. 由 圆棒锻成圆饼，再加工成齿轮 7. 钢中含硫量过高的最大危害是造成。 a. 热脆； b. 冷脆； c. 氢脆 8．奥氏体是。 a．碳在γ-Fe中的间隙固溶体 b．碳在α-Fe中的间隙固溶体； c. 碳在α-Fe中的无限固溶体 9．珠光体是一种。

机械工程材料总结

机械工程材料总结 通过这一学期的学习，对各种材料也有了了解，比如说，在机械工程材料中，金属材料最重要的。掌握了常用机械工程材料的性能与应用，具有选择常用机械工程材料和改变材料性能的方法。了解了与本课程有关的新材料，新技术，新工艺及其发展概况。 材料是人类生产和生活的物质基础。人类社会发展的历史表明，生产技术的进步和生活水平的提高与新材料的应用息息相关。每一种新材料的发明和应用，都使社会生产和生活发生重大的变化，并有力地推动着人类文明的进步。例如，合成纤维的研制成功改变了化学、纺织工业的面貌，人类的衣着发生重大变化；超高温合金的发明加速了航空航天技术的发展；超纯半导体材料的出现使超大规模集成电路技术日新月异，促进了计算机工业的高速发展；光导纤维的开发使通信技术产生了重大变革；高硬度、高强度等新材料的应用使机械产品的结构和制造工艺发生了重大变化。因此，历史学家常以石器时代、铜器时代、铁器时代划分历史发展的各个阶段，而现在人类已跨进人工合成材料的新时代。 学完了整册书，对本书有了深刻了解。通过对第一章的力学性能的学习，了解了要正确，合理地使用金属材料，必须了解其性能。金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在各种加工进程中所表现出来的性能，主要有力学性

能、物理性能和化学性能。在机械行业中选用材料时，一般以力学性能为主要依据。在第二章的学习中，了解了金属的晶体结构和结晶，固体材料按内部原子聚集状态不同，分为晶体和非晶体两大类。固态金属基本上都是晶体物质。材料的性能主要取决于其内部结构。因此，研究纯金属与合金的内部结构，对了解和掌握金属的性能是非常重要的。 在深入的了解中我又学到了金属不但能结晶，而且还能再结晶。为了获得预期组织结构与性能，我们通常采用热处理来实现这一方法。热处理是提高金属使用性能和改善工艺性能的重要加工工艺方法，因此，在机械制造中绝大多数的零件都要进行热处理。一般应用以下方面：1.作为最终热处理，正火可以细化晶粒，使组织均匀化，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。对于普通结构钢零件，力学性能要求不是很高时，可以正火作为最终热处理。2.作为预先热处理，截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理前长行正火，以清除魏氏组织或带状组织，并获得细小而均匀的组织，对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。3.改善切削加工性能，低碳钢或低碳钢退火后硬度太低，不便于切削加工。正火可提高其硬度，改善其切削加工性能。 实践证明，生产中往往会由于选材不当或热处理不妥，使机械零件的使用性能不能达到规定的技术要求，从而导致零件在使用中因发生过量变形，过早磨损或断裂等而早期失效。所以，在