机械工程材料第3版答案王运炎

上海理工大学

第一章 金属材料的力学性能

1、在测定强度上ζs和ζ0.2有什么不同？

答：ζs用于测定有明显屈服现象的材料，ζ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。

2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？

答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。

试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。

3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？

若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？

答： ζb点发生缩颈现象，k点发生断裂。

若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑

形性变，而是没有产生明显的塑性变形。

4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？

答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。

5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？

答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。

（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形

要求不严格的零件。

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，

其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？

答：应根据弹

第一章 金属材料的力学性能

1、在测定强度上ζs和ζ0.2有什么不同？

答：ζs用于测定有明显屈服现象的材料，ζ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。

2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？

答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。

试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。

3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答： ζ b b点发生缩颈现象，k点发生断裂。 若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑

k 形性变，而是没有产生明显的塑性变形。

s

0 ε

4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。

5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？ 答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。

（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形

要求不严格的零件。

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材

上海理工大学

第一章 金属材料的力学性能

1、在测定强度上ζs和ζ0.2有什么不同？

答：ζs用于测定有明显屈服现象的材料，ζ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。

2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？

答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。

试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。

3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？

若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？

答： ζb点发生缩颈现象，k点发生断裂。

若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑

形性变，而是没有产生明显的塑性变形。

4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？

答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。

5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？

答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。

（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形

要求不严格的零件。

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，

其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？

答：应根据弹

机械工程材料习题答案 第二章作业

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：常见晶体结构有3种： ⑴体心立方： －Fe、Cr、V ⑵面心立方： －Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn

2---7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：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。 第三章作业

3－2 如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。

答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小 ⑵低温浇注的晶粒小 ⑶铸成薄壁件的晶粒小 ⑷采用振动的晶粒小 ⑸厚大铸件表面部分的晶粒小

第四章作业

4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。

答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，

机械工程材料基础复习题

一、填空题

1.绝大多数金属的晶体结构都属于( 体心立方 )、( 面心立方 )和( 密排六方 )三种典型的紧密结构.

2.液太金属结晶时,过冷度的大小与其冷却速度有关,冷却速度越大,金属的实际结晶温度越( 低 ),此时,过冷度越( 大 ). 3.( 滑移 )和( 孪生 )是金属塑变形的两种基本方式.

4.形变硬化是一种非常重要的强化手段,特别是对那些不能用( 热处理 )方法来进行强化的材料.通过金属的( 塑性变形 )可使其( 强度 )、( 硬度 )显著提高.

5.球化退火是使钢中( 渗碳体 )球状化的退火工艺,主要用于( 共析 )和( 过共析 )钢,其目的在于( 降低硬度 ),改善( 切削加工 )性能,并可为后面的( 淬火 )工序作准备.

6、大小不变或变化很慢的载荷称为 静 载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为 冲击 载荷，大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为 交变 载荷。

7、变形一般分为 弹性 变形和 塑性 变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性 变形。 8、填出下列力学性能指标的符号：屈服点 σ冲击韧度 Ak ，疲劳极限 σ-1 。

9、渗碳零件必须采用 低碳钢 或 低碳合金

一、填空题

1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（ D ） A、等温退火 B、完全退火 C、球化退火 C、正火

2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（ B ）

A、增大VK B、增加淬透性 C、减小其淬透性 C增大其淬硬性

3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（ C ） A、晶粒的相对滑动 B、晶格的扭折 C、位错的滑移 D、位错类型的改变 4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ A ）

A、强度硬度下降，塑性韧性提高 B、强度硬度提高，塑性韧性下降

C、强度韧性提高，塑性韧性下降 D、强度韧性下降，塑性硬度提高

5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（ A ） A、Acl+30—50C B、Ac3+30—50C C、Accm+30—50C D、T再+30—50C

6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热

按照塑料的机械性能可分为： 1 2 3 4 5 6 7

综合机械性能较低的材料——通用塑料 PE PP EEA EVA PVC

综合机械性能中等的材料——通用工程塑料PS HIPS ABS AAS ACS MBS AS BS PMMA 综合机械性能较高的材料——结构工程塑料 PA POM NORYL PC PET PBT 耐高温工程塑料 PPO PPS PSF 聚芳酯 塑料合金 PC-ABS PC-PBT PC-PMMA 热塑性弹性体 TPR TPU TPE 玻璃纤维填充材料

这种分类方法，注重的是材料的使用领域，它表明某一种的材料适合做什么用途；实际上，普通塑料与工程塑料之间并没有严格的区分，只不过用于工程方面多一点，或用于工程方面少一点而已，通用工程塑料只要达到机械结构的要求，也有用于结构方面的，这种分类只表明，某种材料用于结构方面多一点或少一点。

一 通用塑料

综合机械性能较低的材料------通用塑料是指那些大部分用于大量生产大批工业品的塑料，如薄膜，管材，鞋材，盆子，桶，包装等

PE常用的有三大类，即：LDPE HDPE LLDPE 三种

题型与复习思考题

一、 填空（共 18 分，每空 1分）

1. HBS、Ak、б0.2分别表示材料的力学性能 布氏硬度、冲击韧度、 屈服强度 。

2、纯铁加热，在912℃时，由 —Fe转变成 —Fe，其晶体结构由 转变为 ，其体积将产生 。 3、所有的固态物质就其原子（或分子）排列的规则性来分类，可分为两大类，其中把内部原子（或分子）呈周期性规则排列的物质称为 ，否则称为 。

4、常见的金属晶体结构有 、 和 。 5、细化晶粒的方法主要有 、 和机械方法。

6、金属材料热加工和冷加工的界限是以再结晶温度为界限的。已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为 加工，铅的变形加工称为 加工。

7、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向 （填“左或右”）。 说明临界

绪 论

一.学习本课程的重要性：

同学们学的是摸具制造专业，这门课的全称叫《机械工程材料学》，首先要搞凄楚学习这门课的重要意义，使同学们真正意识到学这门课的必要性，在今后的学习过程中才有明确的目的，才能更好的掌握必要的知识，将来服务于社会。 在现代工业中，列如冶金矿山，机械制造，交通运输，化工，建筑，轻纺，电子仪表以及国防工业等，都是离不开材料极其加工工艺的。他们已成为现代工业和科学技术的基础，在国民经济发展中占有极其重要的地位。可以这样说，只有机械工程材料及其加工工艺的发展，才会促进工业的发展和科学技术的进步，才会加快国民经济建设的步伐。因而，研究工程材料及加工工艺是非常重要的。1

二．材料的发展：

历史学家根据材料的使用情况，将人类的生活时代划分为石器时代，青铜时代，铁器时代。而今，人类已跨入了工合成材料的新时代，即高分子材料，陶瓷才料，复合材料以及即将进入的纳米材料的时代。

目前我国的钢产量跃居首位。我国的原子弹，氢弹的研制成功，火箭，人造卫星的上天，都以材料的发展为坚实基础。

现在，人们把信息，新材料，能源和生物工程称为现代科学技术和现代文明的四大支柱，而在这四者中

机械工程材料基础A

机械工程材料基础

机械工程学院

王艳教授

机械工程材料基础A

学习内容1、了解金属及合金的性能、组织结构、结晶、塑性变形及二元合金相图的基本理论; 2、了解钢铁材料热处理基本原理和工艺; 3、掌握常用的碳钢、铸铁、合金钢的成分、组织、性能和用途的基本知识

机械工程材料基础A

教材:机械工程材料于永泗齐民主编大连理工大学出版社

机械工程材料基础A

内容第一章第二章第三章第四章第五章第六章金属材料的主要性能金属及合金的晶体结构铁碳合金金属的塑性变形和再结晶钢的热处理合金钢

机械工程材料基础A

第一章材料的性能

机械工程材料基础A

§ 1材料的力学性能

机械工程材料基础A

拉伸试验机

机械工程材料基础A

材料抵抗弹性变形的能力。一、刚度 P F P l E E; F l l l F l0 0

刚度大。

二、强度1、屈服强度 s 2、抗拉强度 b

材料对塑性变形的抗力材料抵抗塑性变形的能力材料抵抗断裂的能力

三、塑性

3、条件屈服强度 0.2

材料塑性变形的能力测量方便、欠准确；测量不方便、准确；

1、延伸率 2、断面收缩率

机械工程材料基础A

四、硬度1、布氏硬度 HB

材料表面上，局部体积内对塑性变形的抗力。

测量有色金属、铸铁等软材料； 2、洛氏