工程材料与热加工工艺

第1章 材料的力学的性能（习题）

一、选择题

1. 表示金属材料屈服强度的符号是（ B ）。

A、

； B、； C、

； D、

；

1. 金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为( C )。

A、塑性； B、硬度； C、强度； D、弹性；

2. 在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是( B )。

A、HBS； B、HRC； C、HV； D、HBW； 3. 做疲劳试验时，试样承受的载荷为( B )。

A、静载荷； B、交变载荷； C、冲击载荷； D、动载荷；

二、填空题

1. 材料的力学性能通常是指在载荷作用下材料抵抗（变形）或（断裂）的能力。 2. 金属塑性的指标主要有（断后伸长率）和（断面收缩率）两种。

3. 金属的性能包括（物理）性能、 （化学）性能、 （力学）性能和（工艺）性能。 4. 常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试

法。

5. 疲劳强度是表示材料经（无限次循环应力）作用而（不发生断裂）的最大应力值。 6. 材料的工艺性能包括（铸造性能）、（锻造性能） 、

单项选择题（请将正确答案的字母序号写入上面答题卡中） 1、在设计机械零件时多用（ ）作为强度判据。

A. σ

s B. δ

C. ψ D. aK

2．有色金属通常采用下面那种方法测试硬度（ ）。

A. 洛氏硬度法 B. 布氏硬度法 C.维氏硬度法 D.肖氏硬度法 3、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（ ）。

A. 越高 B. 近理论结晶温度越接 C.越低 D.以上答案都不对 4、在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（ ）。

A. 缩孔 B. 位错 C. 晶界 D.间隙原子 5. 珠光体是一种（ ）。

A. 两相固溶体 ; B. 单相固溶体; C.化合物; D. 机械混合物 6．45钢部分奥氏体化后，奥氏体中的含碳量（ ）钢中的含碳量。

A. 高于 B.等于 C. 低于 D. 不确定 7．碳钢在分级淬火后的室温组织为（ ）。

A. 马氏体

第1章 材料的力学的性能（习题）

一、选择题

1. 表示金属材料屈服强度的符号是（ B ）。

A、

； B、； C、

； D、

；

1. 金属材料在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为( C )。

A、塑性； B、硬度； C、强度； D、弹性；

2. 在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是( B )。

A、HBS； B、HRC； C、HV； D、HBW； 3. 做疲劳试验时，试样承受的载荷为( B )。

A、静载荷； B、交变载荷； C、冲击载荷； D、动载荷；

二、填空题

1. 材料的力学性能通常是指在载荷作用下材料抵抗（变形）或（断裂）的能力。 2. 金属塑性的指标主要有（断后伸长率）和（断面收缩率）两种。

3. 金属的性能包括（物理）性能、 （化学）性能、 （力学）性能和（工艺）性能。 4. 常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试

法。

5. 疲劳强度是表示材料经（无限次循环应力）作用而（不发生断裂）的最大应力值。 6. 材料的工艺性能包括（铸造性能）、（锻造性能） 、

工程材料的力学性能习题

一、填空题：

1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗______或_____的能力。 2.金属塑性的指标主要有_______和_______两种。

3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、___________和__________ 三个阶 段。 4.常用测定硬度的方法有__________、__________和维氏硬度测试法。 5.疲劳强度是表示材料在 ________ 载荷作用下而_______ 的最大应力值。

6.根据低碳钢的拉伸试验曲线，可以将拉伸变形过程分为_______阶段、_______阶段、_______阶段及______阶段。

7.材料的疲劳抗力一般与_______ 循环和_______循环有关。 8.冲击韧性是表征材料抗_______载荷的能力。

9.冲击韧性主要与_______有关，还与试样的尺寸、形状、表面质量及内部 组织有关，是组织结构的敏感参量。

10.韧性分为________ 韧性和________ 韧性两种。

11.断裂韧性表征裂纹失稳扩展的抗力大小，与材料内部存在 _______ 有关。

12.弹性模量表明弹性变形的难易程度，它只与________有

工程材料与热加工基础

锻压生产

工程材料与热加工基础

第二章 锻 压1、何为锻压？ 何为锻压 锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状 及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。 它是锻造与冲压的总称，属于压力加工的范畴。 锻压设备

工程材料与热加工基础

2、锻压特点： 锻压特点： 塑性变形是压力加工的基础，凡具有一定塑性的金属如钢及大多数有色金 属，均可进行压力加工。 与铸造相比，压力加工的优点是：金属铸锭经塑性变形后，铸造组织的内 部缺陷如气孔、缩孔、微裂纹等得到焊合，再结晶后可细化晶粒，金属的 各种力学性能得到提高。冲压件又具有重量轻、精度高、刚性好等优点。 但由于锻压件是在固态成形，金属的流动受到限制。因此，对于形状复杂、 尤其是内腔形状复杂的零件，从制造工艺上锻件远不及铸件容易实现。另 外，锻件的成本比铸件高，材料利用率等方面也不如铸件。然而，从锻件 力学性能的提高，锻造流线更加与受力条件相适应，在同样受力条件下， 零件的几何尺寸可以缩小的角度看，又可以大大降低原材料的使用量，延 长零件的使用寿命，节约金属。

工程材料与热加工基础

第一节 金属的锻造性能一、金属的塑性变形概述 金属塑性变形的实质，对于单晶体是由于金属原

缩孔：形成原因：液态收缩和凝固收缩总和大于固态收缩。 形成条件：以逐层凝固方式凝固。

防止措施：采用定向凝固，在厚大部位安放冒口，增设冷铁 缩松：形成原因：液态收缩和凝固收缩总和大于固态收缩量 形成条件：以糊状凝固方式凝固。

防止措施：尽量使缩松转变为缩孔再定向凝固。

为什么铸件和重要加工面和主要工作面在铸型中应朝下？

因为铸件上部凝固速度慢，晶粒较粗大，易形成缩孔，缩松，而且气体，非金属夹杂物密度小，易在铸件上部形成砂眼，气孔等缺陷。铸件下部晶粒细小，组织致密缺陷少，质量优于上部。 如何选择铸件的浇注位置和铸型的分型面？ 浇注位置的选择：①铸件的重要加工面和主要工作面应朝下或位于侧面②铸件的大平面应朝下③铸件上面积较大的薄壁部分应处于铸型的下部或处于垂直，倾斜位置④易形成缩孔的铸件，应使截面较厚的部分放在分型面附近的上部或侧面⑤应尽量减少芯子的数量。分型面的选择①应保证顺利起膜②应使铸型的分型面最少③应尽量使铸件全部或大部分在同一个砂箱内。

机械加工余量：为进行机械加工，铸件比零件增大的一层金属称为机械加工余量。

收缩余量：为补偿铸件收缩，模样比铸件图纸低尺寸增大的数值称为收缩余量。

何为球墨铸铁？有哪些优越性？适用于哪些铸件？

①球墨铸铁

第二章

名词解释

强度和刚度；塑形和韧性，屈强比，韧脆转变温度，断裂韧度，疲劳强度，蠕变，应力松弛

第三章

1、在立方晶系中画出（011）、（-102）晶面和〔211〕、〔10-2〕晶向 2、纯金属结晶的形成率是否总是随着过冷度的增加而增大？ 3、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？ 第四章

1、现有A、B两组元，其熔点B

（2）其中任一合金K，在结晶过程中由于固相成分沿固相线变化，故结晶出来的固溶体中的含B量始终高于原液相中的含B量；

（3）固溶体合金按匀晶相图平衡结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不同，所以固溶体的成分是不均匀的。 3、根据Fe-Fe3C相图，计算：

（1）45钢在室温时相组成物和组织组成物各是多少？其相相对质量百分数各是多少？ （2）T12钢的相组成物和组织组成物各是多少？各占多大比例？ （3）铁碳合金中，二次渗碳体的最大百分含量。 第五章

1、塑形变形使金属的组织与性能发生哪些变化？

2、碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有加工硬化现象？为什么？ 3、提高材料的塑形变形抗力有哪些方法？ 第六章

1、过冷奥氏体的转变产物有哪几种类型？比较这几种转变类型的异同点？

2、共析钢加热到奥氏体后，以各种速度连续

一、名词解释：

１、固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。

２、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。

２、合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度

４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。

５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。

二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法

名称 机床床身 汽车后桥齿轮 候选材料 T10A, KTZ450-06, HT200 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 选用材料 HT200 20CrMnTi 热处理方法 时效 渗碳＋淬火＋低温回火 最终组织 P＋F＋G片 表面Cm＋M＋A’ 心部 F＋M Cm＋M＋A’ Cm＋M＋A’ T回 Cm＋M＋A’ F＋P a+SnSb A S回＋G球 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 汽车板簧 钻头 桥梁 滑动轴承 耐酸容器 发动机曲轴 45, 60Si2Mn, T10 W18Cr4V，65Mn,

一、名词解释：

１、固溶强化： 固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。

２、加工硬化： 金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。

２、合金强化： 在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度

４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。

５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。

二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法

名称 机床床身 汽车后桥齿轮 候选材料 T10A, KTZ450-06, HT200 40Cr, 20CrMnTi, 60Si2Mn 选用材料 HT200 20CrMnTi 热处理方法 时效 渗碳＋淬火＋低温回火 最终组织 P＋F＋G片 表面Cm＋M＋A’ 心部 F＋M Cm＋M＋A’ Cm＋M＋A’ T回 Cm＋M＋A’ F＋P a+SnSb A S回＋G球 滚动轴承 GCr15, Cr12, QT600-2 GCr15 球化退火＋淬火＋低温回火 锉刀 9SiCr, T12, W18Cr4V T12 球化退火＋淬火＋低温回火 汽车板簧 钻头 桥梁 滑动轴承 耐酸容器 发动机曲轴 45, 60Si2Mn, T10 W18Cr4V，65Mn,

Theoretical Mechanics

《摩擦学》

1.凹凸啮合说 2.旧摩擦粘附说 3.新摩擦粘附说 4.现代摩擦理论

摩擦

滑动摩擦 滚动摩阻 干摩擦 湿摩擦

静滑动摩擦 动滑动摩擦

摩擦

§4-1滑动摩擦Sliding Friction两个相互接触的物体，当接触面之间存在相对运动的趋势 或发生相对运动时，彼此有阻碍滑动的机械作用，这种机械作 用称为滑动摩擦力。

Fx 0 FT Fs 0 Fs FT静滑动摩擦力的特点 1 方向：沿接触处的公切线， 与相对滑动趋势反向； 2 大小： 0 Fs Fmax

3 Fmax f s FN(库仑静摩擦定律)fs FN 静摩擦因子 接触物体间的正压力

动滑动摩擦的特点 1 方向：沿接触处的公切线，与相对滑动趋势反向； 2 大小：

F fFN

(库仑动摩擦定律)

f 动摩擦因子 f fs

§4-2 FRA摩擦角

摩擦角和自锁现象

1 摩擦角Angle of friction F全约束力 物体处于临界平衡状态时，全 约束力和法线间的夹角最大 值. F f F max s N f s FN FN

t an f

摩擦角的正切=静滑动摩擦系数. 摩擦锥(角)0