工程材料習(xí)題解答

1、11212假設(shè)塑性變形時(shí)材料體積不變，那么在什么情況下塑性指標(biāo)δ、ψ之間能建立何種數(shù)學(xué)關(guān)系。解：無(wú)頸縮情況下，L0S0＝L1S1……①δ＝（L1L0）L0，ψ＝（S0S1）S0……②②代入①化簡(jiǎn)得（δ1）(1ψ)=11313現(xiàn)有一碳鋼制支架剛性不足，采用以下三種方法中的哪種方法可有效解決此問(wèn)題？為什么？①改用合金鋼；②進(jìn)行熱處理改性強(qiáng)化；③改變改支架的截面與結(jié)構(gòu)形狀尺寸。答：選用第三種。因?yàn)楣ぜ膭傂允紫热Q于其材料的彈性模量E，又與該

2、工件的形狀和尺寸有關(guān)。而材料的彈性模量E難于通過(guò)合金化、熱處理、冷熱加工等方法改變，所以選第三種。l5l5在零件設(shè)計(jì)與選材時(shí)，如何合理選擇材料的σp、σe、σs、σb性能指標(biāo)各舉一例說(shuō)明。答：σp：當(dāng)要求彈性應(yīng)力和彈性變形之間保持嚴(yán)格的正比關(guān)系時(shí)。σ工?σpσe：工程上，對(duì)于彈性元件，要求σ工?σeσs：對(duì)于不允許有明顯塑性變形的工程零件，要求σ工?σsσb：對(duì)塑性較差的材料，要求σ工?σb例如：σp炮管、σe彈性元件、σs緊固螺栓、σ

3、b鋼絲繩1616現(xiàn)有兩種低強(qiáng)度鋼在室溫下測(cè)定沖擊韌性，其中材料A的AK=80J，材料B的AK=60J，能否得出在任何情況下材料A的韌性高于材料B，為什么？答：不能。因?yàn)橛绊憶_擊韌性的因素很多。1717實(shí)際生產(chǎn)中，為什么零件設(shè)計(jì)圖或工藝卡上一般是提出硬度技術(shù)要求而不是強(qiáng)度或塑性值？答：這是由它們的定義、性質(zhì)和測(cè)量方法決定的。硬度是一個(gè)表征材料性能的綜合性指標(biāo)，表示材料表面局部區(qū)域內(nèi)抵抗變形和破壞的能力，同時(shí)硬度的測(cè)量操作簡(jiǎn)單，不破壞零件，

4、而強(qiáng)度和塑性的測(cè)量操作復(fù)雜且破壞零件，所以實(shí)際生產(chǎn)中，在零件設(shè)計(jì)圖或工藝卡上一般提出硬度技術(shù)要求而不提強(qiáng)度或塑性值。2121常見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種：它們的原于排列和晶格常數(shù)有什么特點(diǎn)。α—Fe、γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬何種結(jié)構(gòu)答：體心：α—Fe、Cr、V面心：γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、密排六方：Mg、Zn2222已知γFe的晶格常數(shù)要大于αFe的晶格常數(shù)，但為什么γFe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、αFe時(shí)，體積反而增大？答：這是因?yàn)檫@兩種晶格的致密度不同，γFe的致密度是74%，αFe的致密度是68%，當(dāng)γFe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)棣罠e時(shí)，由于致密度變小，導(dǎo)致了體積反而增大。2525總結(jié)說(shuō)明實(shí)際金屬晶體材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：金屬晶體內(nèi)原子排列總體上規(guī)則重復(fù)，常見(jiàn)體心、面心、密排六方三各晶格類(lèi)型。但也存在不完整的地方，即缺陷，按幾何形態(tài)分為點(diǎn)、線(xiàn)、面缺陷。3131如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下，所得鑄件晶粒的大??；(

6、1)金屬模澆注與砂模澆注；(2)高溫澆注與低溫澆注；(3)鑄成薄壁件與鑄成厚壁件；(4)澆注時(shí)采用振動(dòng)與不采用振動(dòng)；3∵加工溫度大于再結(jié)晶溫度，∴屬于熱加工4949用下列三種方法制造齒輪，哪一種比較理想為什么(1)用厚鋼板切成圓板，再加工成齒輪(2)用粗鋼棒切下圓板，再加工成齒輪；(3)將圓棒鋼材加熱，鍛打成圓餅，再加工成齒輪。（4）下料后直接擠壓成形。答：第四種。下料后直接擠壓成形，保留纖維組織。44１０１０、用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大

7、型工件進(jìn)入熱處理爐，并隨工件一起加熱到1000℃保溫，當(dāng)出爐后再次吊裝工件時(shí)，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。答：冷拉鋼絲繩是利用加工硬化效應(yīng)提高其強(qiáng)度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強(qiáng)度增加，處于加工硬化狀態(tài)。在1000℃時(shí)保溫，鋼絲將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程，組織和結(jié)構(gòu)恢復(fù)到軟化狀態(tài)。在這一系列變化中，冷拉鋼絲的加工硬化效果將消失，強(qiáng)度下降，在再次起吊時(shí)，鋼絲將被拉長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強(qiáng)度將比保溫前低，所以

8、發(fā)生斷裂。５１、分析含碳量ＷC分別為0.2%、0.45%、0.8%、1.2%的鐵碳合金在極緩慢冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程，繪出室溫組織示意圖并在圖上標(biāo)出組織組成物名稱(chēng)。答：0.2%：AFAFP0.45%：AFAFP0.8%：AP1.2%：AFe3CAFe3CP5252分析一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體的異同之處。答：同：性能異：一次滲碳體從液態(tài)中析出，為長(zhǎng)條狀。二次滲碳體從Ａ中析出，為網(wǎng)狀。三次滲碳體從Ｆ中析出，為

9、點(diǎn)狀。共晶滲碳體與Ａ共晶反應(yīng)生成，為塊狀。共析滲碳體與Ｆ共析反應(yīng)生成，為長(zhǎng)條狀。5454某倉(cāng)庫(kù)中積壓了許多退火狀態(tài)的碳鋼，由于鋼材混雜不知其化學(xué)成分現(xiàn)找出一根，經(jīng)金相分析后發(fā)現(xiàn)組織為珠光體和鐵素體，其中鐵素體占80％(體積分?jǐn)?shù))。問(wèn)此鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為多少？解：組織為珠光體和鐵素體，所以是亞共析鋼，C全在P中，Wc=0.77%20%=0.154%５33根據(jù)鐵碳相圖計(jì)算：(１)室溫下，Ｗc為0.2％的鋼中珠光體和鐵素體的相對(duì)量；(2)