机械工程材料课后习题答案

1.可否通过增加零件的尺寸来提高其弹性模量：不能，弹性模量主要取决与材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化手段如热处理，冷加工，合金化等对弹性模量的影响很小。

2.工程上的延伸率与选取的样品长度有关，为什么：延伸率=（L1-L2）/10,当式样d0不变时，L0增加，则延伸率下降，只有当L0/d0为常熟市，延伸率才有可比性。

3.如何用材料的应力--应变曲线判断材料的韧性：所谓的材料韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线与横坐标所包围的面积。

4.从原子结构上说明晶体与非晶体的区别：院子在三维空间呈现规则排列的固体成为晶体，而原子在空间里无序排列的固体成为非晶体。晶体长程有序，非晶体短程无序。

5.立方晶系重指数相同的晶面与晶向有什么关系：互相垂直。

6.合金一定单相的吗，固溶体一定是单相的吗：合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。

7.固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变，为什么：不属于，同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化。

8.根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因：由匀晶转变相图可以知道，固溶体合金的结晶只有在充分缓慢冷却的条件下才可能得到成分均匀的固溶体组织。然而在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中固相和液相中的原子来不及扩散，使得线结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶间含较多的低熔点元素，在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分出现不均匀的现象，成为枝晶偏析。

9.结合相图分析含0.45%、1.2%和3.0%的Fe-C合金在缓慢冷却过程中的转变及温室下的组织：0.45%C：L—L+δ—L+δ+γ—L+γ—γ+c—P+γ+α，室温组织：P+α 1.2%C：L—L+γ—γ—γ+二次渗碳体—F+γ+二次渗碳体—二次渗碳体，室温组织：P+二次渗碳体 3.0%C：L —L+γ—L+γ+Le—γ+Le+二次渗碳体—P+γ+二次渗碳体+一次渗碳体—Le’+二次渗碳体+P，室温组织：Le’+二次渗碳体+P

10.为什么室温下金属的晶粒越细，强度、硬度越高，韧性、塑性也越好：因为金属的晶粒越细，晶界总面积额越大，位错障碍越多，需协调的具有不同未向的晶粒越多，金属塑性变形的抗力越高，从而导致金属的强度和硬度越高；合金的晶粒越细，单位体积内晶粒数目越多，同时参与变形的晶粒数目越多，变形越均匀，推迟了裂纹的形成与扩展，使得在断裂前发生了较大的塑性变形，在强度和硬度同时参加的情况下，所以合金晶粒越细，其苏醒和韧性也越好。

11.黄铜铸件上的数码不慎擦掉如何辨别数码：加热使其再结晶的方法可以使原来数码再显现，因为打字时会使铸件打字处产生塑性变形，有预变形存在，通过加热再结晶课使晶粒恢复到预变形之前的形态，便可现出数码。

12.合金铸件的晶粒粗大，能否再结晶退火来细化晶粒：不能，因为铸件没有产生预变性，就不能用再结晶的方法。

13.齿轮饼胚的加工方法：选择由热轧钢棒墩成圆饼，因为这样可以控制钢的纤维素的走向与受力方向一致。

14.用冷拉钢丝绳吊运刚出炉热处理工件去淬火，但在此过程中钢丝绳发生断裂的原因：因为热处理工件有很高的温度，冷拉钢丝绳接触后相当于使之再结晶，晶粒会恢复到以前的状态，因而强度会降低。

15.在冷拔钢丝时进行中间退火原因：因为在冷拔过程中会产生很大的应力，在以后使用中需要把这些应力消除，使用中间退火会细化晶粒，产生预变形，使强度和硬度提升，消除应力选取的温度应该小于再结晶温度。

16.用冷拔高碳钢丝缠绕螺旋弹簧，最后要进行低温去应力定型退火：因为在冷拔过程中会

产生很大的应力，退火保证弹簧不会由于应力不稳定而恢复原形，同时对弹簧的定型处理可以保证弹簧的弹力。

17.反复弯折退火钢丝，会感到越弯越硬最后断裂的原因：反复弯折会使晶粒变细，因而硬度提高，同时产生应力，使塑形降低，从而被折断。

18.判断：1.马氏体是硬而脆的相错，马氏体是硬的相，不是脆的相，渗透体才是 2.过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时，冷却速度越大，所得的马氏体硬度越高错，马氏体硬度取决于含碳量，与冷却速度无关 3.钢中的合金元素含量越高，其淬火获得越高错，合金元素对淬透性的影响大，但对硬度影响不大 4.本质细晶粒钢的晶粒总比本质粗晶粒钢的晶粒细错，晶粒的大小与加热温度和保温时间有关。本质细晶粒钢只是加热时长大的趋向比本质粗晶粒钢小，但不代表本身比本质粗晶粒钢的晶粒细 5.同种钢材在同样的加热条件下，总是水冷比油冷的淬透性好，小件比大件淬透性好错，钢的淬透性取决于其临界冷却速度，与工件尺寸和冷却介质无关

19.生产中常把加热到淬火温度的钳工扁铲的刃部放入水中急冷却片刻后，出水停留会，再整体放入冷却水中，说明两次水冷的作用和冷却后的组织：第一次，获得马氏体。第二次，上半部分的刀体的余热给刀刃加热，获得回火马氏体，相当于低温回火。

20.20钢不适合表面淬火，因为其硬度不够，进行表面淬火会使工件的表面硬度和耐磨性降低。45钢不适合渗碳处理，因为渗碳使低碳钢工件表面获得较高的碳浓度。

21.钢经表面淬火或渗碳后，表面残余的应力是压应力。因为表面低温，收缩后心部的高温区产生塑性变形，冷却后内部部分弹性变形恢复。

22.分辨45钢的淬火件和调质件：用锉刀锉，因为淬火件比较硬，锉刀很难锉动；调质件的硬度低，可以锉动。

23.钢的质量划分（硫、磷）：磷会使钢在低温下塑性降低，产生冷脆；硫会使钢在高温下产生热脆。这两种元素的含量必须严格控制，所以以它们的含量来分。

24.合金钢：是指为了提高钢的性能，在碳钢的基础上有意加入一定量的合金元素所获得的铁基合金。

25.加入钢中合金元素的作用：Cr-含量高、不锈钢；含量低，提高强度Mn-提高耐磨性，细化晶粒合金钢根据添加的元素可获得高强度、高韧性、高耐磨性、耐腐蚀性的钢，同时可提高加工性能和机械性能。

26.20CrMnTi与T12钢的淬透性和淬硬性有何差别，为什么：20CrMnTi是渗碳钢（低碳钢）：淬透性好，淬硬性差；T12为高碳钢：淬透性差，淬硬性好。

27.什么是石墨化？影响石墨化的因素有哪些?说明铸铁各阶段石墨化过程中的组织变化。

铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程成为石墨化。影响因素有：化学成分、冷却速度。铸铁石墨化分为两个阶段：1.包括结晶时一次石墨，二次石墨。共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体，二次渗碳体及共晶渗碳体的分解。2.包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。

28.机床床身采用灰口铸铁，消除内应力退火。柴油机曲轴采用石墨铸铁，淬火加低温回火。液压泵壳体采用灰铸铁，表面淬火。犁铧采用可锻铸铁，石墨化加退火。冷冻机缸套采用球墨铸铁，淬火加回火。球磨机衬板采用白口铸铁。

29.实际生活中，有些铸铁件表面，棱角和突缘硬度较高难以机械加工，为什么？如何处理？这些地方在浇铸时与其他接触冷却速度较快，形成了共晶白口状态，故较硬，可退火处理。

30.指出下列灰口铸铁的类别，数字含义及用途：HT200 灰铸铁HT代表其代号，200为抗拉压强度值为200Mpa，一般用于汽缸体、缸盖、机床等。KTH350—10 KTH为黑心可锻铸铁，最低抗拉压强度为350Mpa，最低伸长率为10%，应用于汽车前后轮壳、减速器壳、转向节壳、制动器壳等。KTZ700—02 KTZ为珠光体可锻造铁，最低抗拉压强度为700Mpa，