机械工程材料习题集答案

机械工程材料习题集答案

一、下列情形分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求？

1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。 ( 屈服强度 )

2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。 ( 疲劳强度 )

3. 汽车紧急刹车时，发动机曲轴发生断裂。 ( 冲击韧度 )

4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。 ( 塑性 )

5. 齿轮工作在寿命期内发生严峻磨损。 ( 硬度 )

二、下列现象与哪一个力学性能有关？

1. 铜比低碳钢容易被锯割。 ( 硬度 )

2. 锯条易被折断，而铁丝不易折断。 ( 塑性 )

p15

1-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ，

试比较这四种材料硬度的高低。

答：

45HRC →HV ：

90HRB →HB ： 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-=

因此，800HV ＞45HRC ＞240HBS ＞90HRB 作业02a 金属结构与结晶 参考答案

一、判定题

（ × ）1. 凡是由液体凝固成固体的过程差不多上结晶过程。

（ × ）2. 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。

二、选择题

（ b ）1. 金属结晶时，冷却速度越快，事实上际结晶温度将：

a. 越高

b. 越低

c. 越接近理论结晶温度

（ b ）2. 为细化晶粒，可采纳：

a. 快速浇注

b. 加变质剂

c. 以砂型代金属型

（ c ）3. 晶体中的位错属于：

a. 体缺陷

b. 面缺陷

c. 线缺陷

d. 点缺陷

三、填空题

1. 晶体与非晶体结构上的最全然的区别是，晶体内原子排列是：（有规则、周期性的）。

2. γ-Fe的一个晶胞原子数=（4 ）。

3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：

体心立方：（α-Fe、V ）；面心立方：（Al、Cu、Ni ）；密排六方：（Mg、Zn ）

4. 实际金属晶体中存在：（点、线、面）三种缺陷，引起晶格（畸变）。

5. 结晶过程是靠两个紧密联系的差不多过程来实现的，它们是：（形核）和（晶核长大）。

6. 当对金属液体进行变质处理时，变质剂可起到增加（晶核）数量的作用。

7. 过冷度是指（理论结晶）温度与（开始结晶）温度之差。

8. 在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒常采纳：

（提高过冷度）和（变质处理）和振动结晶等措施.

作业02b合金结晶与相图参考答案

一、填空题

1. 溶质溶入使固溶体的强度和硬度（提高），这种现象叫（固溶强化），

其缘故是（晶格）畸变，引起变形抗力增加。

2. 间隙固溶体与间隙相的区别是：

间隙固溶体的晶格类型与溶剂（相）同，

间隙相的晶格类型与任一组元都（不）同。

3. 共晶转变的特点是转变过程温度（恒定不变）。

4. 与纯金属相比，合金具有更（高）的强度、硬度。

二、问答题

将20kg纯铜和30kg纯镍熔化后慢冷至T1温度，求现在：

(1)液、固两相L和α的化学成分

(2) 两相的相对重量

(3) 两相的质量

答:

整个合金含Ni的质量分数为：

X = 30/(20+30) = 60%

(1) 两相的化学成分为：

液相X L = 50%

固相Xα= 80%

(2) 两相的相对重量为：

液相m L = (80-60) / (80-50) ≈ 67%

固相m α = 1- 67% = 33%

(3) 两相的质量为：

液相M L = 50×67% = 33 ( kg )

固相M α = 50×33% = 17 ( kg )

作业02c Fe-C 相图 参考答案

一、判定题

（ × ）1. 铁素体的本质是碳在α-Fe 中的间隙相。

（ √ ）2. 珠光体P 实质上是由铁素体F 和渗碳体Fe 3C 两个相组成。

（ × ）3. 在铁碳合金平稳结晶过程中，只有碳含量为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。

（ × ）4. 退火状态（接近平稳组织）的亚共析钢中，碳含量为0.45%比0.20%的塑性和强度都高。

二、选择题

（ a ）1. 奥氏体是：

a. 碳在γ- Fe 中的间隙固溶体

b. 碳在α- Fe 中的间隙固溶体

c. 碳在α- Fe 中的置换固溶体

（ b ）2. 珠光体是一种：

a. 单相固溶体

b. 两相混合物

c. Fe 与 C 的化合物

三、问答题

1. 设珠光体P 的硬度H P =200HBS ，伸长率δP =20%； 铁素体F 的硬度H F =80HBS ，伸长率δF =50% 。

计碳含量X （w C ）=0.45% 碳钢的硬度H 和伸长率δ。

答:

(1) P 的碳含量X P = 0.77 %

F 的碳含量X F ≈ 0 %

(2) 碳钢中P 和F 的相对重量为：

F = ( X P - X ) / (X P - X F ) = ( 0.77 - 0.45 ) / ( 0.77-0 ) ≈ 42%

P = 1- 42 % = 58 %

(3) 碳钢的硬度

H = H P P + H F F = 200×58% + 80×42% = 150 ( HBS )

碳钢的伸长率

δ = δP P + δF F = 20%×58% + 50%×42% = 33 %

X F X X P