机械工程材料练习题2013

机械工程材料练习题

第一章 工程材料的力学性能

1． 区分下列各组常用机械性能指标的物理意义

（1）σs 和σb ； （2）?δ和ak；（3）HBW、HRC、HRB、HRA、HV

2．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。哪种方法合理？为什么？

3.什么是强度，什么塑性，什么是硬度，什么是冲击韧度，什么是疲劳强度。

第二章 工程材料的基本知识 第一部分 金属的晶体结构与纯金属的结晶

1.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、δ-Fe、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构，分别指出其配位数、致密度、晶胞原子数、晶胞原子半径。 2.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 3.画出下列晶面指数或晶向指数： （234），（120），（112），[210]

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4.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？

5.金属结晶的基本规律是什么？在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？

6．实际金属的晶体结构有哪些缺陷？金属缺陷对金属的性能有哪些影响。

第二部分 合金的相结构与合金的结晶

1．指出下列名词的主要区别： 1）置换固溶体与间隙固溶体； 2）相组成物与组织组成物；

2．本课学习到的强化方法有：固溶强化、加工硬化、弥散强化、热处理强化、细晶强化，试述其基本原理及区别。

3．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？ 4. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.

5. 已知A（熔点 600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态 300℃时A溶于 B 的最大溶解度为 30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应。现要求：

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1）作出A-B 合金相图；

2）分析 20% A,45%A,80%A 等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。

6．有形状、尺寸相同的两个 Cu-Ni 合金铸件，一个含 90% Ni ，另一个含 50% Ni,铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重？

第三部分 铁碳合金

1．为什么γ-Fe 和α- Fe 的比容不同？一块质量一定的铁发生（γ-Fe →α-Fe ）转变时，其体积如何变化？

2.何谓铁素体（F）,奥氏体（A），渗碳体（Fe3C），珠光体（P）,莱氏体（Ld）？它们的结构、组织形态、性能等各有何特点？ 3.Fe-Fe3C合金相图有何作用？在生产实践中有何指导意义？又有何局限性？

4.画出 Fe-Fe3C 相图，指出图中 S 、C 、E 、P、N 、G 及 GS 、SE 、PQ 、PSK 各点、线的意义，并标出各相区的相组成物和组织组成物。

5.简述 Fe-Fe3C 相图中三个基本反应：包晶反应,共晶反应及共析反应，写出反应式，标出含碳量及温度。

6.亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点和异同点。 7.分析含碳量分别为 0.20% 、 0.60% 、 0.80% 、 1.0% 的铁

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碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织.画出各合金的冷却曲线，标注出各阶段的组织转变情况，画出各合金在室温时的平衡组织，并标注出其中的组织组成，计算各合金在室温时的组织组成物的相对百分含量。 8．指出下列名词的主要区别：

一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体

9．根据 Fe-Fe3C 相图，计算：

1）室温下，含碳 0.6% 的钢中珠光体和铁素体各占多少； 2）室温下，含碳 1.2% 的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少； 3）铁碳合金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。 10．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+渗碳体（网状），其中珠光体占 93% ，问此碳钢的含碳量大约为多少？ 11．根据 Fe-Fe3C 相图，说明产生下列现象的原因： 1）含碳量为 1.0% 的钢比含碳量为 0.5% 的钢硬度高； 2）在室温下，含碳 0.8% 的钢其强度比含碳 1.2% 的钢高； 3）在 1100℃，含碳 0.4% 的钢能进行锻造，含碳 4.0% 的生铁不能锻造；

4）绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却用钢丝绳（用 60 、 65 、 70 、 75 等钢制成）；

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5）钳工锯 T8 ， T10,T12 等钢料时比锯 10,20 钢费力，锯条容易磨钝；

6）钢适宜于通过压力加工成形，而铸铁适宜于通过铸造成形。 12.铁碳合金的含碳量，和铁碳合金当中的含碳量有什么关系？

第三章 金属的塑性变形与再结晶

1．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？

2．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？

3．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？如随后进行加热，随着加热温度和保温时间的增加，其组织和性能又会发生什么变化？ 4．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？ 5．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。试分析强化原因。

第四章 钢 的 热 处 理

1.什么是热处理。

2.指出 A1、A3、Acm； AC1、AC3、 Accm ； Ar1、Ar3、Arcm 各临界

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