习题答案(第4章～第6章)复习课程

习题答案(第4章～

第6章)

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

《汽车机械基础》习题参考答案

第4章 金属材料的性能

1．什么是金属的力学性能？根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标？

答：在外力作用下，材料所表现出来的一系列特性和抵抗破坏的能力称力学性能。材料的力学性能指标分为强度、塑性、硬度，冲击韧性和疲劳强度等。

2．什么是弹性变形？什么是塑性变形？

答：随着载荷的存在而产生、随着载荷的去除而消失的变形称为弹性变形。载荷卸掉后形变不能恢复的变形称为塑性变形。

3．什么是强度？什么是塑性？衡量这两种性能的指标有哪些？各用什么符号表示？

答：金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。根据载荷的不同，可分为抗拉强度b σ，抗压强度bc σ、抗弯强度bb σ、抗剪强度b τ和抗扭强度t τ等几种。

断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性，用延伸率δ和断面收缩率ψ来表示。

4．什么是硬度？HBS 、HBW 、HRA 、HRB 、HRC 各代表什么方法测出的硬度？

答：材料抵抗另一硬物压入其内的能力叫硬度，即受压时抵抗局部塑性变形的能力。HBS 布氏硬度（当用淬火钢球压头时）、HBW 布氏硬度（当用硬质合金球时）；HRA 、HRB 、HRC 都是洛氏硬度，只是压头以及总载荷不同：压头分别是金刚石圆锥、1/16”钢球、金刚石圆；总载荷分别为60 kgf 、100 kgf 、150 kgf 。

5．下列硬度的写法是否正确？

HBS150、HRC140、HRC70、HRB10、HRA79、474HBW

HBS150错，改为150HBS

HRC140错，HRC 硬度范围为20～67

HRB10错，HRB 硬度范围为25～100

HRA79错，改为79HRA

474HBW 对

6．下列各种工件一般应采用何种硬度试验方法来测定其硬度值？

（1）锉刀； （2）黄铜轴套； （3）硬质合金刀片； （4）渗碳合金钢；

（5）供应状态的各种碳钢钢材。

答：（1）锉刀：用HRC 试验测定；（2）黄铜轴套：用HRB 试验测定；

（3）硬质合金刀片：用HRA 试验测定；（4）渗碳合金钢；用HRA 试验测定；

（5）供应状态的各种碳钢钢材：用HB 试验测定；

7．什么是冲击韧性？用什么符号表示？

答：材料抵抗冲击载荷作用的能力称为冲击韧性。用冲击韧度αk （J/m2）表示。

8．什么是疲劳现象？什么是疲劳强度？

答：在交变应力作用下，虽然零件工作中所承受到的应力值远低于材料的抗拉强度σb ，甚至小于屈服点σs ，但经过应力较长时间的作用也会使工件产生裂纹或发生突然断裂，这种现象称为金属的疲劳现象。

收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

材料承受的交变应力σ与材料断裂前承受交变应力的循环次数N 之间的关系：金属承受的交变应力越大，则断裂时应力循环次数N 越少。当应力低于一定值时，试样可以经受无限周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳极限（亦叫疲劳强度），用σ-1表示。

9．为什么金属的疲劳破坏具有很大的危险性？如何提高金属的疲劳强度？

答：各种材料发生疲劳断裂时，都不会产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，所以具有很大的危险性。据统计，损坏的机械零件中，有80%以上是由于金属的疲劳造成的。

金属的疲劳极限受到很多因素的影响，主要有工作条件、表面状态、材质、残余内应力等。改善零件的结构形状、降低零件表面粗糙度以及采取各种表面强化的方法，都能提高零件的疲劳极限。

10．长期工作的弹簧突然断裂，属于哪类问题？与材料的哪些性能有关？

答：属于疲劳断裂。主要与材料的疲劳强度有关。

11．大能量冲击和小能量多次冲击的冲击韧性各取决于金属材料的哪些力学性能指标？

答：大能量冲击的冲击韧性主要取决于金属材料的塑性，小能量多次冲击的冲击韧性主要取决于金属材料的强度。

12．什么是材料的工艺性能？常指哪些项目？

答：所谓材料的工艺性能就是指材料被加工的便利程度，工艺性能实际上是材料的力学性能、物理性能和化学性能的综合表现，它是材料能否大量工业应用的一个重要因素。

工艺性能直接影响零件加工后的工艺质量，是选材和制定零件加工工艺路线时必须考虑的因素之一。它包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能等。

13．有一直径为1×10-2m 的碳钢短试样（试样长径比为1:5），在拉伸试验时，当载荷增加到21980N 时出现屈服现象，载荷达到36110N 时产生缩颈，随后试样被拉断。其断后标距是6.15×10-3m 。求此钢的屈服点、抗拉强度、伸长率及断面收缩率。

解：

（1）求屈服点

Pa d F S F s s s 822200108.2)101(14.32198044⨯=⨯⨯⨯===-πσ MPa s 280=σ

（2）求抗拉强度 Pa d F S F b b s 822200106.4)101(14.33611044⨯=⨯⨯⨯===

-πσ MPa s 460=σ （3）求伸长率

短试样：

m d l 220010510155--⨯=⨯⨯== m l 211015.6-⨯= %23%1001051051015.6%1002220015=⨯⨯⨯-⨯=⨯-=

---l l l δ

（4）求断面收缩率 m d m d 20311011007.7--⨯=⨯=；

%100%100202120010⨯-=⨯-=d d d S S S ϕ%50)101()1007.7()101(222322=⨯⨯-⨯=---

答：此碳钢的屈服点为280MPa ；抗拉强度为460MPa ；伸长率为23%；断面收缩率为50%。

第5章 铁 碳 合 金