工程材料与成形工艺基础习题与答案说课讲解
工程材料与成形技术基础课后部分习题及答案
第一章2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线：①45钢，②铝青铜，③35钢，④硬铝，⑤纯铜。
试问：（1）当外加应力为300MPa时，各材料处于什么状态？（2）有一用35钢制作的杆，使用中发现弹性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少弹性变形？（3）有一用35钢制作的杆，使用中发现塑性变形较大，如改用45钢制作该杆，能否减少塑性变形？答：（1）①45钢：弹性变形②铝青铜：塑性变形③35钢：屈服状态④硬铝：塑性变形⑤纯铜：断裂。
（2）不能，弹性变形与弹性模量E有关，由E=ζ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大，所以不能减少弹性变形。
（3）能，当35钢处于塑性变形阶段时，45钢可能处在弹性或塑性变形之间，且无论处于何种阶段，45钢变形长度明显低于35钢，所以能减少塑性变形。
4．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？σb 、σｓ、σ0.2、σ-1、δ、αｋ、HRC、HBS、HBW答：σｂ抗拉强度，是试样保持最大均匀塑性的极限应力。
σs屈服强度，表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。
σ0.2条件屈服强度，作为屈服强度的指标。
σ-1疲劳强度，材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。
δ伸长率，材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。
HRC洛氏硬度，表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。
HBS布氏硬度，表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。
HBW布氏硬度，表示用硬质合金为压头测定的硬度值。
8．什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？答：形成固溶体使金属强度和硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象称为固溶强化。
固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。
晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。
晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。
9．将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图1-80所示温度T1，求此时：（1）两相的成分；（2）两相的重量比；（3）各相的相对重量（4）各相的重量。
工程材料与成形技术基础习题含答案
工程材料与成形技术基础习题含答案工程材料与成形技术基础习题含答案Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】一、填空1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。
3、α —Fe的晶格类型为体心立方晶格。
4、γ —Fe的晶格类型为面心立方晶格。
5、随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度__升高__。
6、金属的结晶包括形核和长大两个基本过程。
7、金属的实际结晶温度___低于_其理论结晶温度，这种想象称为过冷。
8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。
9、金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越__细小__。
10、铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好。
11、渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大。
12、碳溶解在_γ -Fe__中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。
13、碳溶解在_α -Fe__中所形成的间隙固溶体称为铁素体。
14、珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。
15、共析钢的室温平衡组织为 P（或珠光体）。
共析钢的退火组织为 P（或珠光体）。
16、亚共析钢的含碳量越高，其室温平衡组织中的珠光体量越多。
17、在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性下降。
19、在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加。
20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中，δ 和α 值最高的是20 钢。
21、共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。
～680）℃温度区间等温转变的产物是珠22、共析钢过冷奥氏体在（A1光体(或P) 。
23、共析钢过冷奥氏体在680～600℃温度区间等温转变的产物是索氏体（细珠光体）。
24、共析钢过冷奥氏体在（600～550）℃温度区间等温转变的产物是托氏体(或极细珠光体)。
25、共析钢过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变的产物是 B上（或上贝氏体）。
工程材料与成形技术基础习题含答案
一、填空1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。
3、α —Fe的晶格类型为体心立方晶格。
4、γ —Fe的晶格类型为面心立方晶格。
5、随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度__升高__。
6、金属的结晶包括形核和长大两个基本过程。
7、金属的实际结晶温度___低于_其理论结晶温度，这种想象称为过冷。
8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。
9、金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越__细小__。
10、铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好。
11、渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大。
12、碳溶解在_γ -Fe__中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。
13、碳溶解在_α -Fe__中所形成的间隙固溶体称为铁素体。
14、珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。
15、共析钢的室温平衡组织为 P（或珠光体）。
共析钢的退火组织为 P（或珠光体）。
16、亚共析钢的含碳量越高，其室温平衡组织中的珠光体量越多。
17、在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性下降。
19、在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加。
20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中，δ 和α 值最高的是20 钢。
21、共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。
～680）℃温度区间等温转变的产物是珠22、共析钢过冷奥氏体在（A1光体(或P) 。
23、共析钢过冷奥氏体在680～600℃温度区间等温转变的产物是索氏体（细珠光体）。
24、共析钢过冷奥氏体在（600～550）℃温度区间等温转变的产物是托氏体(或极细珠光体)。
25、共析钢过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变的产物是 B上（或上贝氏体）。
26、共析钢过冷奥氏体在（350～230）℃温度区间等温转变的产物是下贝氏体(或B) 。
下+ 30～50℃ 。
27、亚共析钢的正常淬火温度范围是 Ac3+ 30～50℃ 。
工程材料及成形工艺基础章节练习题及答案
第一章 金属材料的性能复习思考题1．什么是塑性变形？什么是弹性变形？答：金属材料在外力作用下，发生不可逆的永久变形称为塑性变形。
金属材料在外力作用下，金属材料发生变形，失去外力金属材料又恢复到原来状态的变形叫弹性变形。
2．p0.2R 的含意是什么？为什么低碳钢不用此指标？答：p0.2R 的含意是对于高碳钢、铸铁、铜、铝等金属材料，没有明显的屈服现象，拉伸曲线上没有小锯齿状平台，通常规定试样产生0.2%塑性变形时的应力作为其规定非比例延伸强度，用p0.2R 表示。
低碳钢有明显屈服现象，可以测定其上屈服强度R eH 和下屈服强度R eL ，所以不用此指标。
3．抗拉强度与硬度之间有没有一定的关系？为什么？答：抗拉强度与硬度之间有一定的关系，低碳钢：m 2.7HBS R ≈、高碳钢：m 3.8HBS R ≈、合金调质钢：m 4.3HBS R ≈、灰铸铁：m 1.0HBS R ≈。
由于硬度和强度以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力，故二者之间有一定的关系。
4．冲击吸收能量K 代表什么指标？为什么K 不直接用于设计计算？答：K 值是试验中测定的吸收能量，它反映的是材料在冲击载荷下弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
也就是金属材料的冲击韧性。
在冲击能量相对不太大的情况下，金属材料承受多次重复冲击的能力，主要取决于强度，而不是要求过高的冲击韧性。
即冲击韧性较低而强度较高的材料寿命较长。
因此，用K 值来衡量和设计这些机械零件是不太合适的，一般只用K 值作为选择材料的参考。
5．某低碳钢拉伸试样，直径为10 mm ，原始标距为50 mm ，屈服阶段拉力值首次下降前的最大拉力为18 840 N ，屈服阶段不计初始瞬时效应时的最小拉力为18 740 N ，屈服之后、断裂前的最大拉力为35 320 N ，拉断后将试样接起来，标距之间的长度为73 mm ，断口处截面平均直径为6.7 mm 。
问该低碳钢的m R ，eH R ，eL R ，Z ，A 各是多少？其硬度大约是多少？答：45021014.335320S F R 2mm=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==MPa24021014.318840S F R 2eHeH =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==MPaeLeL 2F 18740R 239MPa S 103.142===⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭220u 2010 6.7ππS 22Z 100%100%55%S 10π2S ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭=⨯=⨯=⎛⎫⎪⎝⎭%46%100505073%100L L A 00u =⨯-=⨯-=L 因为是低碳钢：m 2.7HBS R ≈m 450HBS 1672.7 2.7R ===第二章 金属的晶体结构复习思考题1．已知Cu 的原子直径为2.56 Å（10110m Å-=），求Cu 的晶格常数，并计算l 3mm Cu 中的原子个数。
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案第一章：1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？答：机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用（单负荷或复合负荷的作用）。
力学负荷可使零件产生变形或断裂；热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降；环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。
1-3 σs、σ0.2和σb含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？答：σs－P s∕F0,屈服强度，用于塑性材料。
σ0.2－P0.2∕F0,产生0.2％残余塑性变形时的条件屈服强度，用于无明显屈服现象的材料。
σb－P b∕F0,抗拉强度，材料抵抗均匀塑性变形的最大应力值。
比强度－材料的强度与其密度之比。
比刚度－材料的弹性模量与其密度之比。
思考１－１、１－２.2-3 晶体的缺陷有哪些？可导致哪些强化？答：晶体的缺陷有：⑴点缺陷——空位、间隙原子和置换原子，是导致固溶强化的主要原因。
⑵线缺陷——位错，是导致加工硬化的主要原因。
⑶面缺陷——晶界，是细晶强化的主要原因。
2-5 控制液体结晶时晶粒大小的方法有哪些？答：见P101.3.4.2液态金属结晶时的细晶方法。
⑴增加过冷度；⑵加入形核剂（变质处理）；⑶机械方法（搅拌、振动等）。
2-8 在铁-碳合金中主要的相是哪几个？可能产生的平衡组织有哪几种？它们的性能有什么特点？答：在铁-碳合金中固态下主要的相有奥氏体、铁素体和渗碳体。
可能产生的室温平衡组织有铁素体加少量的三次渗碳体（工业纯铁），强度低塑性好；铁素体加珠光体（亚共析钢），珠光体（共析钢），珠光体加二次渗碳体（过共析钢），综合性能好；莱氏体加珠光体加二次渗碳体（亚共晶白口铸铁），莱氏体（共晶白口铸铁），莱氏体加一次渗碳体（过共晶白口铸铁），硬度高脆性大。
思考题1. 铁-碳合金相图反映了平衡状态下铁-碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系，试回答：⑴随碳质量百分数的增加，铁-碳合金的硬度、塑性是增加还是减小？为什么？⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？⑶钢有塑性而白口铁几乎无塑性，为什么？⑷哪个区域的铁-碳合金熔点最低？哪个区域塑性最好？﹡⑸哪个成分结晶间隔最小？哪个成分结晶间隔最大？答：⑴随碳质量百分数的增加，硬度增加、塑性减小。
工程材料与技术成型基础课后习题答案
工程材料与技术成型基础课后习题答案第一章1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的? 答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度;塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率.1-21-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材：HB 硬质合金刀片：HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层：HV调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品：HB1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS800HV>45HRC>240HBS>90HRB1-7材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度。
包括铸造性，锻造性，切削加工性，热处理性。
第二章2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74;γ-Fe冷却到912°C 后转变为α-Fe后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，致密度为0.68，尽管γ-Fe 的晶格常数大于α-Fe的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成α-Fe 体积增大的部分，故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。
2-3.答：（1）过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。
（2）冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小（3）过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。
过冷度增大，结晶驱动力越大，形核率和长大速度都大，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。
2-4：答：（1）在一般情况下，晶粒越小，其强度塑性韧性也越高。
（2）因为晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷，在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。
（3）在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种：①提高结晶时的冷却速度增加过冷度②进行变质处理处理：在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂，从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。
工程材料及成型技术习题及答案讲解学习
习题一工程材料的性能1、由拉伸试验可得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的？2、说明σs，σb，δ，ψ，E、G、σ-1，αk符号的意义和单位？3、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?4、在设计机械零件时常用哪两种强度指标？为什么?5、在何种服役条件下，屈服强度、抗拉强度、疲劳强度是设计中最有用的数据？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越大，其塑性越差，这种说法是否正确? 为什么？7、材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？8、什么是弹性模量E？金属弹性模量的大小主要取决什么因素？9、金属材料刚度与金属机件刚度两者含义有何不同？10、试区别材料刚度与弹性的概念，一个弹簧由于刚度不足或弹性差产生的失效现象有何不同？如何防治二者造成的失效？11、有一低碳钢拉伸试件，d0=10.0mm，L0=50mm，拉伸实验时测得F s=20.5kN，F b=31.5kN，d1=6.25mm，L1=66mm，试确定此钢材的σs，σb，δ，ψ。
12、拉伸试件的原标距长度为50mm，直径为10.0mm，拉断后对接试样的标距长度为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求其δ，ψ。
这两个指标，哪个表征材料的塑性更准确？塑性指标在工程上有哪些实际意义？13、一根直径为2.5mm的3m长钢丝受载荷4900N后，有多大变形？（钢丝的弹性模量为205000MN/m2）14、标距不同的伸长率能否进行比较？为什么？15、现有标准圆形长、短试件各一根，原始直径d0=10mm，经拉伸试验，测得其延伸率δ5和δ10均为25%，求两试件拉断时的标距长度？这两个试件中那一个塑性较好？为什么？16、常用的硬度试验方法有几种？其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较？17、甲乙丙丁四种材料的硬度分别是45HRC，90HRB，800HV，240HBS，试比较这四种材料硬度的高低。
工程材料及成形技术基础课后习题参考答案
工程材料及成形技术根底课后习题参考答案第一章金属的晶体构造与结晶1．解释以下名词点缺陷，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：原子排列不规那么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：原子排列的不规那么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：原子排列不规那么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部分滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界限即为位错线。
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似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，那么称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体构造称为“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，原子呈规那么排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒外表所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意参加某些难熔固态颗粒，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：在浇注前所参加的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体构造有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各属何种晶体构造？答：常见金属晶体构造：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严密程度。
工程材料及成型工艺基础习题及答案
4.由于锻造流线的存在，金属的力学性能具有各向异性，一 般平行锻造流线方向的抗拉强度、塑性和韧性比垂直方向 要高。
5.金属在锻造时加热的目的是提高可锻性(或提高塑性，降低 变形抗力〕。
6.自由锻的根本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错 移；
③
12．铸件构造工艺性： 判断以下铸件的构造工艺性，假设不合理，请在原图上进展改。
金属材料成形根底作业〔3〕
一、填空题
1.单晶体的塑性变形是通过滑移和孪晶的方式完成的；多晶 体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。
2.冷成形后的金属将产生加工硬化现象，表现为金属材料的 强度和硬度提高，而塑性和韧性降低。
(1)常用力学性能指标有:
强度、塑性、刚度、硬度、冲击韧性、疲劳强度。
(2) 零件在使用过程中突然发生断裂，是由于强度、塑 性、冲击韧性、疲劳强度等力学性能指标缺乏所造成 的。
2．画出低碳钢的应力-应变曲线，并简述拉伸变形的几 个阶段。
oe段：弹性变形
b
esbk段：塑性变形
s
s点:屈服点
e
k
b点：最大应力点
图2-1 铸造应力框铸件
5. 灰口铸铁的组织和性能决定于什么因素？为什么在 灰口铸铁中，碳硅含量越高，那么其强度越低？
1〕灰口铸铁的组织和性能决定于化学成分和冷却速度。
2〕因为碳、硅含量越高，铸铁中的石墨片就越粗大， 石墨数量也越多，对基体的破坏就越严重。同时基体 中铁素体的量增加，珠光体的量减少。所以铸铁的强 度越低。
单件生产时，应选择方案2。
9. 图2-5所示为铸铁底座，在保证 50的孔和H不变的前提下，请答复： 〔1〕修改构造不合理之处；〔2〕在图上标出最正确分型面和浇注位置。
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一、填空题（共20空，每空1分，共计20分）1. 共析碳钢奥氏体化过程包括奥氏体核的形成、奥氏体核的长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。
2. 晶体中的缺陷，按照其几何形状特征可分为_点缺陷_、___线缺陷___和_面缺陷_三种。
3. 液态金属结晶时，冷却速度越小，则过冷度越小，结晶后晶粒越粗大。
4. 金属塑性变形主要通过滑移和孪生是两种方式进行。
5. 塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的变化。
6. 白口铸铁中碳主要是以Fe3C 的形式存在，灰口铸铁中碳主要以石墨形式存在。
7. 固溶体出现枝晶偏析后，可用扩散退火加以消除。
8. 影响碳钢焊接性能的主要因素是碳含量，所以常用碳当量来估算碳钢焊接性的好坏。
9. 普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为片状、棉絮状、球状和蠕虫状。
二、选择题（共10小题，每小题1分，共计10分）1. 钢经调质处理后获得的组织是（ C ）。
A. 回火马氏体B. 回火屈氏体C. 回火索氏体D. 贝氏体2. 在铸造模型的厚薄过渡处或锐角处做成圆角是为了（ B ）。
A. 增加模具强度B. 减小铸件内应力C. 方便模具制造D. 便于和型芯组装3. 下列合金中，铸造性能最差的是（A ）。
A. 铸钢B. 铸铁C. 铸铜D. 铸铝4. 奥氏体向珠光体转变是（ A ）。
A. 扩散型转变B. 非扩散型转变C. 半扩散型转变D. 切变转变5. 金属冷塑性变形后，强度和塑性（ C ）。
A. 都增加B. 都降低C. 强度增加，塑性降低D. 强度降低，塑性增加6. 在多工序冷拔钢丝过程中，插有中间退火工序，这是为了消除（C ）。
A. 纤维组织B. 回弹现象C. 加工硬化D. 化学成分偏析7. 固溶体的晶体结构与（ A ）。
A. 溶剂相同B. 溶质相同C. 既与溶剂相同也与溶质相同D. 与二者都不同8. 下列材料中，锻造性能最好的材料是（A ）。
A. 低碳钢B. 中碳钢C. 灰口铸铁D. 可锻铸铁9. 对于可热处理强化的铝合金，其热处理的方法是（D ）。
《材料成型工艺基础》习题答案剖析
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案第一章⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。
决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。
②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、缩孔缺陷的间接原因。
⑷.何谓合金的收缩？影响合金收缩的因素有哪些？答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸缩减的现象，称为收缩。
②影响合金收缩的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。
⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则？试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。
答：①同时凝固原则：将内浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。
②定向凝固原则：在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。
第二章⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。
答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。
石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。
灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。
石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。
⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？答：①主要因素：化学成分和冷却速度。
②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。
在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。
⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。
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工程材料与成形工艺基础习题与答案工程材料与成形工艺基础习题与答案一、填空题（每空0.5分，共20分）2、填出下列力学性能指标的符号：屈服强度________，洛氏硬度Ｃ标尺________，冲击韧性________。
2、σs HRC ak1.常用的金属材料强度指标有_____ ___和____ ____两种。
屈服点（或屈服强度、σs）；抗拉强度（或σb）3.金属材料常用塑性指标有________和________，分别用符号_____和_____表示。
断后伸长率，断面收缩率，δ，ψ。
3.碳在γ-Fe的间隙固溶体称为________，它具有________晶体结构，在1148℃时碳具有最大溶解度为________%。
奥氏体（或A）；面心立方；2.11%。
晶体与非晶体最根本的区别是________。
原子排列是否规则3、常见金属的晶格类型有________ 、________、________等。
α-Fe 属于________晶格，γ-Fe属于________晶格。
3、体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方1.实际金属中存在有________、________和________三类晶体缺陷。
点缺陷；线缺陷（位错）；面缺陷（晶界）6、在亚共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而________下降，这是由于平衡组织中________增多而________减少的缘故。
6、塑性（韧性）渗碳体铁素体2.钢中常存的元素中，有害元素有________和________两种。
S；P4、钢的热处理是通过钢在固态下的________、________和________的操作来改变其________，从而改善钢的________的一种工艺方法。
4、加热保温冷却内部组织性能10.热处理工艺过程包括________、________、________三个阶段。
升温，保温，冷却。
某钢材淬火后存在较大的残余应力，可采用________加以消除。
低温回火13.表面淬火常用加热方法有________和________。
.感应加热，火焰加热。
金属材料可分为________和________两大类。
其中C≤0.02%的钢铁材料称之为________，C≥2.11%的钢铁材料称之为________，C含量界于两者之间的钢铁材料称之为________。
黑色金属有色金属纯铁铸铁钢5.钢铁牌号QT500-7中，QT表示________，500表示________，单位是________，7表示________。
球墨铸铁；最低抗拉强度值；MPa；断后伸长率δ=7%。
11.ZL201是________合金，H68是________合金。
铸铝，黄铜12.HT200是________铸铁，其石墨形态呈________状，200表示________，单位是________。
灰口，片，最低抗拉强度，Mpa。
塑料主要由________和________组成。
树脂添加剂8、金属的冷塑性变形会导致其________提高，________下降，这种现象称为加工硬化。
8、强度和硬度塑性和韧性12、锻压是指锻造和________的总称，锻造按成型方式分为________和________两类。
12、冲压自由锻模锻5、自由锻的基本工序有________、________、________、________、________等。
5、镦粗拔长冲孔扭转弯曲（或切肩、错移）9、金属的可锻性就金属的本身来说主要取决于金属的________和________。
9、化学成分金属组织焊接方法的种类很多，按焊接过程特点可分为三大类________、________、________。
熔焊，压焊，钎焊7、焊条焊芯的作用是________和________。
7、作为电极填充金属8.按焊接熔渣化学性质的不同，焊条可分为________、________两类。
酸性焊条，碱性焊条。
10.车床床身宜采用________方法生产。
铸造。
8.工件在切削过程中形成三个不断变化着的表面，即：________表面、________表面和________表面。
己加工、待加工、过渡切削用量是指：________、________、________。
切削速度、进给量、背吃刀量（切削深度）10、零件常用的毛坯类型包括________ 、________ 、________、________、________等。
铸件锻件冲压件焊接件轧材8.设计机械零件时遵循的选材原则是________、________、________。
经济性，实用性，工艺性。
二、单项选择题（每小题1分，共10分）1、将相应的牌号填入括号内：硬铝（），黄铜（）。
（A）（B）A、2A11（LY11）；B、H62；C、3A21（LF21）。
2、马氏体是（），奥氏体是（）。
（D ）（B）A、铁和碳的金属化合物；B、碳在γ-Fe中的固溶体；C、碳在α-Fe中的固溶体；D、碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
4.铁素体的机械性能特点是：（）CA 低塑性、高强度B 高塑性、高强度C 高塑性、低强度D 低塑性、低强度8.钢的回火处理是在（）。
CA、退火后进行B、正火后进行C、淬火后进行11.调质处理就是（）。
DA 淬火+低温回火B 淬火C 淬火+中温回火D 淬火+高温回火12.化学热处理与其它热处理方法的主要区别是（）。
CA、只改变表层化学成分；B、只改变表层组织C、既改变表面化学成分又改变表层组织4.金属牌号T8表示( )。
CA、特殊钢；B、碳素结构钢；C、碳素工具钢；D、铜合金9下列材料中适合做汽车板簧得材料是（）。
BA、45钢；B、65Mn；C、ZL203；D、H703、当浇注具有圆柱形内腔的铸件时，用（）可省去型芯。
（C）A、压力铸造；B、熔模铸造；C、离心铸造12.砂型铸造生产铸件，其重要表面浇注时应处于（）位置。
CA、向上；B、侧立；C、向下10.铸造圆角的主要作用是（）。
DA、方便起模；B、防止浇不足和冷隔C、防止产生气孔和夹杂物；D、防止掉砂和应力集中4、金属的可锻性是指金属材料锻造的难易程度，以下材料可锻性较差的是（）。
（A ）A.含碳量较高的钢B.纯金属C.组织均匀的低碳钢10.形状简单、生产批量大的汽车发动机连杆必须经过（）的工序。
AA、模锻B、胎模锻C、自由锻D、冲压7、形状较复杂的毛坯，尤其是具有复杂内腔的毛坯，最合适的生产方法是：（）。
（C）A. 模型锻造B. 焊接C. 铸造D. 热挤压10、采用手工电弧焊方法焊接重要的焊接结构时，通常选用碱性焊条，原因是（）。
（C）A.焊缝成形好B.焊接电弧稳定C.焊接接头抗裂性能好D.交、直流电焊机都可以使用16.制造齿轮毛坯性能最好的方法是（）。
CA、用热轧钢板切出圆饼做毛坯；B、用圆钢锯成圆饼做毛坯；C、用圆钢模锻成型三、判断题（每小题1分，共13分，对的在括号里打“√”，错的打“╳”）1.布氏硬度适合测试原材料的硬度。
（）√1.测试淬火件的硬度经常使用布氏硬度。
（）×2.细晶粒金属不仅强度、硬度高，而且塑性、韧性也好。
（）√2.再结晶金属能降低材料的硬度，提高塑性和韧性，适合用于冲压件生产。
（）√4.渗碳体是钢中的一种基本相。
（）√8.铸铁是碳含量小于2.11%的铁碳合金。
（）×2、灰铸铁通过球化退火可以转变为球墨铸铁。
( ) ×6、淬透性好的钢，淬火后硬度一定很高。
( ) ×6.钢号GCr15种，15表示Cr含量是15%。
（）×5.用离心铸造生产空心回转铸件时不需用型芯。
（）√3.金属型铸造的质量不如砂型铸造好。
（）×11.铸件上的孔无论大小都要铸出来。
（）×8、碳钢的可锻性随其含碳量的增加而提高，合金钢的可锻性高于相同含碳量的碳钢。
( ) ×13、胎模锻造不需要专用模锻设备，在普通自由锻锤上即可进行。
( ) √15.自由锻可生产大型零件。
（）√9.冲压件强度高是因为材料产生了加工硬化。
（）√11、落料和冲孔的工序方法相同，只是工序目的不同。
( ) √13.低碳钢焊接接头中以正火区性能最好。
（）√12、熔化焊时，由于焊接熔池体积小，结晶速度极快，故焊缝的化学成分很均匀。
( ) ×14.钎焊时焊件也发生融化。
（）×四、名词解释（每小题3分，共15分）1、强度: 材料在外力的作用下抵抗变形和断裂的能力。
１、固溶体————合金在固态下，组员间仍能互相溶解而形成的均匀相。
２、退火————是将工件加热到临界点（A1、A2、Acm）以上或在临界点以下某一温度保存一定时间后，以十分缓慢的冷却速度（炉冷、坑冷。
灰冷）进行冷却的一种操作工艺。
3、淬火：将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺4、调质处理：淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。
３、同素异构转变————同一元素在固态下随温度变化而发生的晶体结构的转变，称为同素异晶转变。
5、铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法5、熔模铸造：用易熔材料如蜡料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧，然后进行浇注的铸造方法。
５、焊接性————是指对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件（焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等）下，获得优质焊接接头的难易程度。
5、热加工：再结晶温度以上进行的加工。
五、简答题（共20分）1、请举出你身边10个不同种类工程材料的应用实例。
答案：（略）2、什么是热塑性塑料？说明其最常用的三种成型方法？各适于成型哪一类制品？（6分）答：热塑性塑料是指受热时软化或熔融、冷却后硬化，韧性好，可反复成形的塑料。
（2分）热塑性塑料最常用的三种成型方法是注射、挤出、吹塑。
（2分）注射成型能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品。
挤出成形通过不同形状和结构的口模连续挤出，获得不同形状的型材，如管、棒、带、丝、板等。
吹塑成形用于制造中空制品和薄膜。
（2分）1.在图上用字母标出铁碳合金相图中①、②、③区的组织（3分），分析合金Ⅰ的结晶过程（用画图法画出各个阶段的组织示意图，并在图上标出各组织）（5分）。
1.答：①区组织：L；②区组织： A；③区组织： F。
（3分）合金Ⅰ的结晶过程如下图所示：（5分）3. 铁碳合金中基本相是那些？其机械性能如何？3. 答：基本相有：铁素体奥氏体渗碳体铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。
奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。
渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。
六、综述题(11分)1.用55钢制造一根轴颈要求耐磨的φ30小轴，其加工路线为：下料——锻造——正火○1——机加工——调质○2——轴颈高频淬火○3+低温回火○4——磨削加工——检验入库。