机械工程材料(于永泗_齐民_第七版)课后习题答案
机械工程材料(于永泗 齐民)课后习题答案(二)
机械工程材料(于永泗齐民)课后习题答案(二)作者:WUST5-3、判断下列说法正误,并说明原因。
1.马氏体是硬而脆的相。
错,马氏体是硬的相,渗碳体才是脆的相;2.过冷奥氏体的冷却速度大于Vk时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。
错,马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关;3.钢中的合金元素含碳量越高,其淬火后的硬度也越高。
错,合金元素对淬透性的影响大,但对硬度影响小;4.本质细晶粒钢的晶粒总是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,总是水冷的比油冷的淬透性好,小件的比大件的淬透性好。
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。
5-4、生产中常把加热到淬火温度的钳工扁铲的刃部蘸入水中急冷后,出水停留一会,再整体投入水中冷却,两次水冷的作用及水冷后的组织。
刃部入水急冷淬火,得马氏体,出水停留一段时间为回火得回火马氏体,再整体入水,抑制继续回火,保留回火组织。
5-5、用20钢进行表面淬火和用45钢进行渗碳处理是否合适?为什么?20钢不适合表面淬火,含碳量低会降低硬度和耐磨性;45钢不适合渗碳处理,碳含量足够,渗碳使低碳钢工件表面获得较高碳浓度。
5-6、钢经表面淬火或渗碳后,表层的残余应力是拉应力还是压应力?原因?压应力,因表面低温,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。
5-7、一批45钢零件进行热处理时,不慎将淬火件和调质件弄混,如何区分开?为什么?用锯片试锯,淬火件比调质件难锯,因为淬火后工件硬度提高,二调质会降低硬度。
5-8、将两个T12钢小试样分别加热到780℃和860℃,保温后以大于V k 的速度冷却至室温,试回答问题,并说明原因。
1.哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大?860,温度越高,奥氏体晶粒成长越快;2.哪个淬火后残余奥氏体量多?860,温度高,奥氏体含碳量高,转化充分,冷却时奥氏体越多;3.哪个淬火后末溶碳化物量多?780,溶碳能力较小;4.哪个淬火适合?780,因淬火加热温度以得到均匀细小奥氏体为原则,以便淬火后获得细小马氏体组织,高温下奥氏体易长大形成粗大奥氏体组织,故780加热好。
机械工程材料课后习题答案
机械工程材料思考题参考答案第一章金属的晶体结构与结晶1.解释下列名词点缺陷,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:原子排列不规则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:原子排列的不规则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:原子排列不规则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局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
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像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,则称这块晶体为单晶体。
多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“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,原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,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:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构?答:常见金属晶体结构: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紧密程度。
机械工程材料习题(含答案)
机械工程材料习题(含答案)第一篇:机械工程材料习题(含答案)一、填空题1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理(D)A、等温退火 B、完全退火 C、球化退火 C、正火2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而(B)A、增大VKB、增加淬透性C、减小其淬透性 C增大其淬硬性3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的(C)A、晶粒的相对滑动 B、晶格的扭折 C、位错的滑移 D、位错类型的改变4、高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其(A)A、强度硬度下降,塑性韧性提高B、强度硬度提高,塑性韧性下降C、强度韧性提高,塑性韧性下降D、强度韧性下降,塑性硬度提高5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在(A)A、Acl+30—50C B、Ac3+30—50C C、Accm+30—50C D、T再+30—50C6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是(D)A、调质 B、淬火+低温回火 C、渗碳 D、渗碳后淬火+低温回火7、常见的调质钢大都属于(B)A、低碳低合金钢B、中碳低合金钢C、高碳低合金钢D、低碳中合金钢8、某一中载齿轮决定用45钢制造,其最终热处理采用下列哪种方案为宜(C)A、淬火+低温回火B、渗碳后淬火+低温回火C、调质后表面淬火D、正火9、某工件采用单相黄铜制造,其强化工艺应该是(C)A、时效强化 B、固溶强化 C、形变强化 D、热处理强化10、在Fe-Fe3C合金中,其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为(D)A、0.0008%B、0.021%C、0.77%D、2.11%11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中,含珠光体量最多的合金的碳含量为(B)A、0.02%B、0.77%C、2.11%D、4.3%12、下列钢经完全退火后,哪种钢可能会析出网状渗碳体(D)A、Q235 B、45 C、60Si2Mn D、T1213、下列材料中不宜淬火的是(D)A、GCr15 B、W18Cr4V C、40Cr D、YT1514、下列二元合金的恒温转变中,哪个是共析转变(C)A、L+α→βB、L→α+βC、γ→α+βD、α+β→γ15、下列合金钢中,耐蚀性最好的是(D)A、20CrMnTi B、40Cr B、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti16、下列合金中,哪种合金被称为巴氏合金(B)A、铝基轴承合金 B、铅基轴承合金 C、铜基轴承合金 D、锌基轴承合金17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织(C A、F+G B、F+P+G C、P+G D、Ld+G18、为降低低碳冷轧钢板的硬度,宜采用下列哪种工艺(D)A、完全退火 B、球化退火 C、再结晶退火 D、等温退火19、感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素(D)A、淬透性 B、冷却速度 C、感应电流的大小 D、感应电流的频率 20、下列材料中耐热性最好的是(C)A、GCr15B、W18Cr4V)C、1Cr18Ni9TiD、9SiCr21、过共析钢的退火组织是(C)A、F+Fe3CIIIB、F+PC、P+Fe3CIID、P+Fe3CIII22、下列钢经淬火后硬度最低的是(A)A、Q235 B、40Cr C、GCr15 D、45钢23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是(D)A强化基体 B、提高其韧性 C、消除应力 D、消除碳化物24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是(A)A、淬火+低温回火B、渗碳+淬火+低温回火C、淬火+中温回火D、氮化+淬火+低温回火25、对工件进行分级淬火的目的是(C)A、得到下贝氏体B、减少残余奥氏体量C、减少工件变形D、缩短生产周期26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能(D)A、M+K B、P+F C、B下 D、M+P27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造,其可能的最终热处理工艺应该是(B)A、淬火+低温回火B、调质+表面淬火C、渗碳+淬火+低温回火D、淬火+中温回火28、为了提高45钢的综合机械性能,应进行(B)A、正火B、调质C、退火D、淬火+中温回火29等温退火相对于一般退火工艺而言,更能(A)A、减少工件变形B、消除应力 C、细化晶粒D、缩短退火周期 30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是(B)A、消除残余奥氏体,使碳化物入基体B、消除残余奥氏体,使碳化物先分析出 C、使马氏体分解,提高其韧性 D、消除应力,减少工件变形31、金属产生时效强化的主要原因是(D)A、形成了高密度位错B、晶格发生畸变C、晶格类型发生改变D、析出亚稳定第二相粒子32、钢中的二次渗碳体是指从(B)中析出的渗碳体A、从钢液中析出的B、从奥氏体中析出的C、从铁素中析出的D、从马氏体中析出的33、碳钢的下列各组织中,哪个是复相组织(A)A、珠光体B、铁素体 C、渗碳体 D、马氏体34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是(A)A、匀晶相图B、共晶相图C、包晶相图D、共析相图35、钢件出现下述哪种缺陷时,难以用热处理来消除(B)A、晶内偏析 B、纤维组织 C、晶粒粗大 D、网状渗碳体36、钢的下列组织中热稳定性最差的是(C)A、珠光体B、马氏体 C、回火屈氏体 D、回火索氏体37、对片状马氏体而言,下列说法哪个是错误的(A)A、是位错马氏体 B、是孪晶马氏体 C、是过饱和的a固溶体 D、具有高的强度38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是(C)A、45钢 B、20CrMnTi C、16Mn D、W18Cr14V39、下列诸因素中,哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因(A)A、加强温度低于Ac3 B、加热温度高于AC3 C、保温时间过长D、冷却速度大于VK 40、亚共晶白口铸铁的退火组织中,不可能有下列中的哪种组织(C)A、二次渗碳体B、共析渗碳体C、一次渗碳体D、共晶渗碳体41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出(A)A、完全退火 B、再结晶退火 C、正火 D、去应力退火42、下列指标中,哪个是只决定了钢的成份的性能(D)A、淬透性 B、淬硬性C、淬透层深度D、临界冷却速度VK43、分级淬火的目的是为了(D)A、得到B下B、增加马氏体的量C、减少残余奥氏体D、减少工件变形开裂44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时,可用下列哪种工艺消除(C)A、完全退火B、等温退火C、球化退火D、正火45、下列诸材料中淬透性最好的是(A)A、20CrMnTi B、40CrC、GCr15D、Q235 46.下列诸材料中热硬性最好的是(C)A.T12B.9SiCrC.W18Cr4VD.YG3 47.为降低低碳冷轧钢板的硬度,宜采用下列哪种工艺(C)A.完全退火B.球化退火C.再结晶退火D.等温退火48.下列诸材料被称为低变形钢适合作冷作模具的是(B)A.9SiCr B.CrWMn C.Cr12MoV D.5CrMnMo 49.高速钢经最终热处理后的组织应该是(C)A.M+KB.M+A+KC.M回+A+KD.S回+A+K 50.白口铸铁件不具有下列哪个性能(A)A.高强度B.高硬度C.高耐磨性D.高脆性 51.对球墨铸铁件进行下列哪种热处理可得到铁素体基球铁(C)A.低温正火B.高温正火C.高温退火D.等温退火52.下列诸铝合金中,不能进行时效强化的是(A)A.LF21 B.LY11 C.LC6 D.LD10 53.下列各工程塑料中,进行注射成型比较困难的是(D)A.聚氯乙烯B.ABS塑料C.聚四氟乙烯D.氨基塑料54.40Cr钢的碳含量范围是(C)A.约40%B.约4%C.约0.4%D.约0.04% 55.冷加工金属经再结晶退火后,下列说法哪个是错误的?(C)A.其晶粒形状会改变B.其机械性能会发生改变C.其晶格类型会发生改变D.其晶粒大小会发生改变56.对纯金属而言,下列说法哪个是错误的(A)A,不会在恒温下结晶 B.不会发生相变 C.都能进行形变强化 D.都能进行时效强化57.对过共析钢不能进行下列哪种退火处理(A)A.完全退火B.再结晶退火C.等温退火D.去应力退火 58.普通灰口铸铁组织中,不应有下列哪种渗碳体出现?(C)A.一次渗碳体B.二次渗碳体 C.三次渗碳体 D.一次渗碳体和二次渗碳体59.对亚共析钢进行完全退火,其退火温度应为(D)A.低于Ac1温度B.高于Ac1温度而低于Ac3温度C.等于Ac3温度D.Ac3+30至50度60.T8钢奥氏体化后进行油淬,其组织为(C)A.MB.M+A残C.M+B下+A残D.M+T+A残61.马氏体的硬度主要决定于其(A)A.碳含量B.合金元素含量C.冷却速度D.过冷度 62.热锻模的最终热处理工艺应该是(C)A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.调质D.调质后表面淬火63.下列合金中,铬元素含量最少的是(A)A.GCr15B.CrL12C.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti 64.下列合金中,含碳量最少的钢是(D)A.GCr15B..Cr12MoVC.1Cr13D.1Cr18Ni9Ti 65.下列铝合金中,被称为硅铝明的是(A)A.ZL102B.ZL202C.ZL301D.ZL402 66.钢的淬透性主要决定于其(C)A.碳含量B.合金元素含量C.冷却速度D.过冷度四.填空题1.在Fe-Fe3C合金中,含有二次渗碳体最多的合金是含碳为2.11 %的钢,其二次渗碳体的最大含量为22.64 %.2.冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复,再结晶和晶粒长大。
机械工程材料思考题答案
机械工程材料思考题答案【篇一:机械工程材料(于永泗_齐民)课后习题答案(全)】txt>于永泗齐民1-1、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量。
解:不能,弹性模量的大小主要取决于材料的本性,除随温度升高而逐渐降低外,其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。
所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。
1-2、工程上的伸长率与选取的样品长度有关,为什么?1-3、和两者有什么关系?在什么情况下两者相等?解:为应力强度因子,为平面应变断裂韧度,为的一个临界值,当增加到一定值时,裂纹便失稳扩展,材料发生断裂,此时,两者相等。
1-4、如何用材料的应力-应变曲线判断材料的韧性?解:所谓材料的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(应力-应变曲线)与横坐标所包围的面积。
2-1、从原子结构上说明晶体与非晶体的区别。
解:原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体,而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。
晶体长程有序,非晶体短程有序。
2-2、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系?解:相互垂直。
2-4、合金一定是单相的吗?固溶体一定是单相的吗?解: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。
3-1、说明在液体结晶的过程中晶胚和晶核的关系。
解:在业态经书中存在许多有序排列飞小原子团,这些小原子团或大或小,时聚时散,称为晶胚。
在以上,由于液相自由能低,晶胚不会长大,而当液态金属冷却到以下后,经过孕育期,达到一定尺寸的晶胚将开始长大,这些能够连续长大的晶胚称为晶核。
3-2、固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变?为什么?解: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,而不是晶化过程。
3-3、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。
解:①枝晶偏析:在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内,成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。
②结合二元匀晶转变相图可知,枝晶偏析产生的原因是固溶体合金的结晶只有在“充分缓慢冷却”的条件下才能得到成分均匀的固溶体组织。
机械工程材料课后答案
工程材料习题<习题一>1、抗拉强度:是材料在破断前所能承受的最大应力。
屈服强度:是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力。
塑性:是指材料在载荷作用下,产生永久变形而不破坏的能力。
韧性:材料变形时吸收变形力的能力。
硬度:硬度是衡量材料软硬程度的指标,材料表面抵抗更硬物体压入的能力。
刚度:材料抵抗弹性变形的能力。
疲劳强度:经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。
冲击韧性:材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。
断裂韧性:材料抵抗裂纹扩展的能力。
2 、材料的弹性模量与塑性无关。
3 、四种不同材料的应力应变曲线,试比较抗拉强度,屈服强度,刚度和塑性。
由大到小的顺序,抗拉强度: 2 、 1 、 3 、 4 。
屈服强度: 1 、 3 、 2 、 4 。
刚度:1 、3 、2 、4 。
塑性:3 、2 、4 、 1 。
4、常用的硬度测试方法有几种?这些方法测出的硬度值能否进行比较?布氏、洛氏、维氏和显微硬度。
由于各种硬度测试方法的原理不同,所以测出的硬度值不能直接进行比较。
5、以下工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度?(1)锉刀:洛氏或维氏硬度(2)黄铜轴套:布氏硬度(3)供应状态的各种碳钢钢材:布氏硬度(4)硬质合金刀片:洛氏或维氏硬度(5)耐磨工件的表面硬化层:显微硬度6、反映材料承受冲击载荷的性能指标是什么?不同条件下测得的这些指标能否进行比较?怎样应用这些性能指标?冲击功或冲击韧性。
由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下,材料在缺口和冲击载荷共同作用下脆化的趋势及其程度,所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。
冲击韧性是一个对成分、组织、结构极敏感的参数,在冲击试验中很容易揭示出材料中的某些物理现象,如晶粒粗化、冷脆、热脆和回火脆性等,故目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。
此外,不同温度下的冲击试验可以测定材料的冷脆转变温度。
同时,冲击韧性对某些零件(如装甲板等)抵抗少数几次大能量冲击的设计有一定的参考意义。
机械工程材料课后习题答案 (2)
1.解释下列名词点缺陷,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:原子排列不规则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:原子排列的不规则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:原子排列不规则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局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
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像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,则称这块晶体为单晶体。
多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“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,原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,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:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
固溶强化:通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度,硬度升高的现象叫做固溶强化原因:晶格畸变过冷度与冷却速度有何关系?它对金属结晶过程有何影响?对铸件晶粒大小有何影响?答:①冷却速度越大,则过冷度也越大。
②随着冷却速度的增大,则晶体内形核率和长大速度都加快,加速结晶过程的进行,但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢,因为这时原子的扩散能力减弱。
机械工程材料习题答案第1-2章(2)
第2章材料的结构与凝固
15. 产生冷变形强化的实质是什么?有何实用价值?
答:冷变形强化即加工硬化。
随着塑性变形量增加,金属的强度、硬度升高,塑性、韧性下降。
冷变形强化有一定的适用价值,例如:(1)生产中通过冷轧、冷拔等冷加工工艺来提高钢板或钢丝的强度。
(2)用一种便宜的、经过变形的金属来代替未变形的、强度高但价格更贵的金属。
(3)对不能热处理强化的材料,通过冷变形提高其强度和硬度。
18. 简述回复、再结晶及晶粒长大过程。
答:回复是指冷变形金属在较低温度加热时,在光学显微组织发生改变前(即再结晶晶粒形成前)所产生的某些亚结构和性能的变化过程。
再结晶是指冷变形组织在加热时重新彻底改造的过程。
晶粒长大是指结晶阶段结束后,金属获得了均匀细小的等轴晶粒。
这些细小的晶粒具有潜伏长大的趋势。
如果再继续升高温度或者延迟保温时间,金属的晶粒将会以相互吞并的方式继续长大。
20. 某厂欲用一较薄的高强度材料代替原08钢生产某种冲压件,以降低产品重量,并
要求在可能的情况下保留原设计,因而可保留原来的冲模。
一青年工程师接受了次任务,他首先对新材料进行了拉伸试验,得到延伸率为6%,然后他在08钢板上划方格,使它变形成要求形状,得出最大应变为4%,于是认为新材料完全可以替代08钢。
但生产时发现最大应变区出现许多破裂损坏,即塑性不够。
试问该工程师忽略了什么?
答:该工程师忽略了用延伸率这个指标来衡量塑性是不全面的,而用断面收缩率比用延伸率更合理。
应测量材料的断面收缩率,断面收缩率比断后延伸率更接近材料的真实应变,因为断面收缩率不受试样尺寸影响,能比较确切地反映材料的塑性。
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,除随温度上升而渐渐降低外,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 .工程上的延长率与选取的样品长度有关,为什么:延长率=(LI-L2)/10,当式样dθ不变时,LO增加,则延长率下降,只有当LO/dO 为常熟市,延长率才有可比性。
3 .如何用材料的应力-应变曲线推断材料的韧性:所谓的材料韧性是指材料从变形到断裂整个过程所汲取的能量,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分:院子在三维空间呈现规章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:相互垂直。
6 .合金肯定单相的吗,固溶体肯定是单相的吗:合金不肯定是单相的,也可以由多相组成,固溶体肯定是单相的。
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 .依据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的缘由: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匀称的固溶体组织。
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集中,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消失不匀称的现象,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+α1.2%C:L—L+γ-y一y+二次渗碳体一F+γ+二次渗碳体一二次渗碳体,室温组织:P+二次渗碳体3.0%C:L—L+γ-L+γ+Le―y+Le+二次渗碳体一P+y+二次渗碳体+一次渗碳体一Le'+二次渗碳体+P,室温组织:Le'+二次渗碳体+P10 .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:由于金属的晶粒越细,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,变形越匀称,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与的状况下,所以合金晶粒越细,其清醒和韧性也越好。
机械工程材料课后答案.doc
机械工程材料课后答案第一章金属的晶体结构与结晶1. 解释下列名词点缺陷,线缺陷,而缺陷,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:原子排列不规则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:原子排列的不规则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:原子排列不规则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i致,而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小品块,它们和互镶I校而成晶粒,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:位错可认为是品格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结杲上半部分多出一半原了面,多余半原子面的边缘好像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,则称这块晶体为单晶体。
多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度Z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,原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核:是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理:在液态金属结晶前,特意加入某些难熔周态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数冃大大增加,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:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2•常见的金属晶体结构有哪儿种?a-Fe、丫・Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种品体结构?答:常见金属品体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方品格:a—Fe、Cr、V属于体心立方晶格;Y-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:用來说明品体中原子排列的紧密程度。
机械工程材料课后习题参考答案
机械⼯程材料课后习题参考答案机械⼯程材料思考题参考答案第⼀章⾦属的晶体结构与结晶1.解释下列名词点缺陷,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:原⼦排列不规则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:原⼦排列的不规则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:原⼦排列不规则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局部滑移⽽造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
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像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,则称这块晶体为单晶体。
多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为“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,原⼦呈规则排列的结晶核⼼。
⾮⾃发形核:是液态⾦属依附在⼀些未溶颗粒表⾯所形成的晶核。
变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,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:在浇注前所加⼊的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的⾦属晶体结构有哪⼏种?α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、 Pb 、 Cr 、 V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构?答:常见⾦属晶体结构: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紧密程度。
机械工程材料课后答案
机械工程材料课后答案1. 弹性模量是材料的重要指标,它描述了材料在受力时的变形能力。
材料的弹性模量越大,表示材料在受力时的变形能力越小,即材料越硬。
常见的金属材料如钢铁、铝合金等具有较高的弹性模量,而塑料、橡胶等则具有较低的弹性模量。
2. 屈服强度是材料在受力时开始发生塑性变形的应力值。
在材料受力时,当应力达到一定数值时,材料开始出现塑性变形,这个应力值即为屈服强度。
不同材料的屈服强度各不相同,通常来说,金属材料的屈服强度较高,而非金属材料的屈服强度较低。
3. 断裂韧度是材料在受力时能够吸收的能量大小,也可以理解为材料抗断裂的能力。
断裂韧度越大,表示材料在受力时能够吸收的能量越多,抗断裂能力越强。
常见的钢材、铝合金等金属材料具有较高的断裂韧度,而玻璃、陶瓷等非金属材料的断裂韧度较低。
4. 硬度是材料抵抗表面划痕或压痕的能力。
常见的硬度测试方法包括洛氏硬度测试、巴氏硬度测试等。
硬度值越大,表示材料越难被划痕或压痕,即材料越硬。
金属材料通常具有较高的硬度,而非金属材料的硬度较低。
5. 疲劳强度是材料在受到交变应力作用下能够承受的最大应力值。
材料在长期受到交变应力作用时,容易发生疲劳破坏,因此疲劳强度是描述材料抗疲劳破坏能力的重要指标。
通常来说,金属材料的疲劳强度较高,而非金属材料的疲劳强度较低。
6. 总的来说,材料的力学性能指标包括弹性模量、屈服强度、断裂韧度、硬度和疲劳强度等。
不同材料具有不同的力学性能,这些力学性能指标直接影响着材料在工程实践中的应用。
因此,了解和掌握材料的力学性能指标对于机械工程专业的学生来说至关重要。
通过课后答案的学习,可以帮助学生加深对材料力学性能指标的理解,为将来的工程实践打下坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
机械工程材料(于永泗齐民第七版)课后习题答案第一章、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量:不能,弹性模量的大小主要取决于材料的本性,除随温度升高而逐渐降低外,其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。
所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。
、工程上的伸长率与选取的样品长度有关,为什么:伸长率等于,当试样()不变时,增加,则伸长率δ下降,只有当为常数时,不同材料的伸长率才有可比性。
所以伸长率与样品长度有关。
、和两者有什么关系?在什么情况下两者相等?为应力强度因子,为平面应变断裂韧度,为的一个临界值,当增加到一定值时,裂纹便失稳扩展,材料发生断裂,此时,两者相等。
、如何用材料的应力应变曲线判断材料的韧性?所谓材料的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(应力应变曲线)与横坐标所包围的面积。
、从原子结构上说明晶体与非晶体的区别。
原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体,而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。
晶体长程有序,非晶体短程有序。
、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系?相互垂直。
、合金一定是单相的吗?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。
、说明在液体结晶的过程中晶胚和晶核的关系。
在业态经书中存在许多有序排列飞小原子团,这些小原子团或大或小,时聚时散,称为晶胚。
在以上,由于液相自由能低,晶胚不会长大,而当液态金属冷却到以下后,经过孕育期,达到一定尺寸的晶胚将开始长大,这些能够连续长大的晶胚称为晶核。
、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,而不是晶化过程。
、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。
①枝晶偏析:在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内,成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。
②结合二元匀晶转变相图可知,枝晶偏析产生的原因是固溶体合金的结晶只有在“充分缓慢冷却”的条件下才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,使得先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素,而后结晶的枝晶中含有较多低熔点元素。
③冷速越快,液固相间距越大,枝晶偏析越严重。
、结合相图分析含、和的合金在缓慢冷却过程中的转变及室温下的组织。
①: →δ→δγ→γ→γ→γ→γα。
室温组织:α②:→γ→γ二次渗碳体→二次渗碳体。
室温组织:二次渗碳体。
③:→γ→γ→γ二次渗碳体→γ二次渗碳体一次渗碳体→’二次渗碳体。
室温组织:’二次渗碳体。
、说明合金中种类型渗碳体的形成和形态特点。
一次渗碳体:由液相直接析出,黑色的片层。
二次渗碳体:含碳量超过的铁碳合金自1148℃冷却至727℃时,会从奥氏体中析出二次渗碳体。
沿奥氏体晶界呈网状排列。
三次渗碳体:铁碳合金自727℃向室温冷却的过程中,从铁素体析出的为三次渗碳体。
不连续网状成片状分布于铁素体晶界。
共晶渗碳体:共晶白口铸铁由液态冷却到1148℃是发生共晶反应,产生共晶奥氏体和共晶渗碳体。
为白色基体。
共析渗碳体:共析钢液体在发生共析转变时,由奥氏体相析出铁素体和共析渗碳体。
为黑色的片层。
、说明金属实际凝固时,铸锭的中宏观组织的形成机制。
铸锭的宏观组织由表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区个晶区组成。
①表层细晶区:当高温的液体金属被浇注到铸型中时,液体金属首先与铸型的模壁接触,一般来说,铸型的温度较低,产生很大的过冷度,形成大量晶核,再加上模壁的非均匀形核作用,在铸锭表面形成一层厚度较薄、晶粒很细的等轴晶区。
②柱状晶区:表层细晶区形成以后,由于液态金属的加热及凝固时结晶潜热的放出,使得模壁的温度逐渐升高,冷却速度下降,结晶前沿过冷度减小,难以形成新的结晶核心,结晶只能通过已有晶体的继续生长来进行。
由于散热方向垂直于模壁,因此晶体沿着与散热方向相反的方向择优生长而形成柱状晶区。
③中心等轴晶区:当柱状晶区长大到一定程度,由于冷却速度进一步下降及结晶潜热的不断放出,使结晶前沿的温度梯度消失,导致柱状晶的长大停止。
当心部液体全部冷却至实际结晶温度一下时,以杂志和被冲下的晶枝碎片为结晶核心均匀长大,形成粗大的等轴晶区。
第四章、为什么室温下金属的晶粒越细,强度、硬度越高,塑型、韧性也越好?因为金属的晶粒越细,晶界总面积越大,位错障碍越多,需要协调的具有不同位向的晶粒越多,金属塑性变形的抗力越高。
从而导致金属强度和硬度越高;金属的晶粒越细,单位体积内晶粒数目越多,同时参与变形的晶粒数目也越多,变形越均匀,推迟了裂纹的形成于扩展使得在断裂前发生了较大的塑性变形,在强度和塑型同时增加的情况下,其塑型和韧性越好。
、黄铜铸件上的数码不慎搓掉如何识别数码?用加热使它再结晶的方法可以使原来的数码再呈现。
因为打字时会使铸件打字处产生塑性变形,有预变形存在,通过加热再结晶可使晶粒恢复到预变形之前的状态,使之显现出数码。
、金属铸件的晶粒往往粗大,能否通过再结晶退火来细化其晶粒?为什么?不能,因为铸件没有产生预变形,故不能采用再结晶的方法。
、铜只是通过冷加工及随后加热来细化晶粒,而铁则不需要冷加工,只需加热到一定温度便可使晶粒细化,为什么?因为铜不存在同素异构的现象,加热时晶体的结构不发生变形,所以采用冷加工破碎晶粒,产生预变形,从而来消除应力,而铁存在同素异构的现象,固态变相组织要比晶粒组织细,只需加热到一定温度便能使晶粒细化。
、下列齿轮饼坯的加工方法中,哪种方法正确?为什么?()从热轧厚钢板上切下圆饼;()从热轧粗钢棒上切下圆饼;()由热轧钢棒镦成圆饼。
选择由热轧钢棒镦成圆饼,因为这样可以控制铜的纤维素的走向与受力方向一致。
、用冷拉铜丝绳(承受能力远超过工件质量)吊送刚出炉热处理工件去淬火,但在此工程中,铜丝发生断裂。
为什么?原因是:冷拉钢丝绳经冷塑加工强度提高,强度大于载荷,但吊运热工件时其温度升高,使原子扩散能力升高,从而使其产生回复再结晶,晶粒恢复到以前的状态,强度降低,最终发生断裂。
、钨在1100℃下的变形加工和锡在室温下的变形加工是冷加工还是热加工?为什么?再结晶温度熔化温度×,钨的熔点为3380℃,其再结晶温度为()×1187℃,加工温度小于再结晶温度,所以属于冷加工;锡的熔点为232℃,其再结晶温度为() ×71℃,室温(25℃)大于再结晶温度,所以属于热加工。
、在冷拔钢丝时常进行中间退火,原因?如何选择中间退火的温度?冷拔过程中产生很大应力,在使用过程中要把这种应力消除,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。
、用冷拔高碳钢丝缠绕螺旋弹簧,最后要进行何热处理,原因是?进行去应力退火,冷拔过程中产生很大应力,退火保证弹簧不会由于应力不确定而恢复原形,同时对弹簧的定型处理可以保证弹簧的弹力。
、反复弯折退火钢丝时,会感到越弯越硬,最后断裂,为什么?反复弯折会使晶粒变细,因而硬度提高,同时产生应力,使塑性降低,从而会被折断。
第五章、判断下列说法正误,并说明原因。
.马氏体是硬而脆的相。
错,马氏体是硬的相,渗碳体才是脆的相;.过冷奥氏体的冷却速度大于时,则冷速越大,所得马氏体的硬度越高。
错,马氏体硬度取决于含碳量,与冷却速度无关.钢中的合金元素含碳量越高,其淬火后的硬度也越高。
错,合金元素对淬透性的影响大,但对硬度影响小.本质细晶粒钢的晶粒总是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.同种钢材在同样的加热条件下,总是水冷的比油冷的淬透性好,小件的比大件的淬透性好。
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。
、生产中常把加热到淬火温度的钳工扁铲的刃部蘸入水中急冷后,出水停留一会,再整体投入水中冷却,两次水冷的作用及水冷后的组织。
刃部入水急冷淬火,得马氏体,出水停留一段时间为回火得回火马氏体,再整体入水,抑制继续回火,保留回火组织。
、用钢进行表面淬火和用钢进行渗碳处理是否合适?为什么?钢不适合表面淬火,含碳量低会降低硬度和耐磨性;钢不适合渗碳处理,碳含量足够,渗碳使低碳钢工件表面获得较高碳浓度。
、钢经表面淬火或渗碳后,表层的残余应力是拉应力还是压应力?原因?压应力,因表面低温,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。
、一批钢零件进行热处理时,不慎将淬火件和调质件弄混,如何区分开?为什么?用锯片试锯,淬火件比调质件难锯,因为淬火后工件硬度提高,二调质会降低硬度。
、将两个钢小试样分别加热到780℃和860℃,保温后以大于的速度冷却至室温,试回答问题,并说明原因。
.哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大?,温度越高,奥氏体晶粒成长越快.哪个淬火后残余奥氏体量多?,温度高,奥氏体含碳量高,转化充分,冷却时奥氏体越多.哪个淬火后末溶碳化物量多?,溶碳能力较小.哪个淬火适合?,因淬火加热温度以得到均匀细小奥氏体为原则,以便淬火后获得细小马氏体组织,高温下奥氏体易长大形成粗大奥氏体组织,故加热好。
、分别用钢和钢制造机床齿轮,要求齿表面具有高的硬度和耐磨性,心部具有良好的韧性.安排工艺路线,热处理工序目的及使用状态下的组织。
:下料,锻造,退火(调整硬度),机加工,调质(得到颗粒状渗碳体),精加工,表面淬火加低温回火(加强强度和韧性),精加工,表层回火马氏体,心部回火索氏体:下料,锻造,正火(调整硬度),机加工,渗碳(提高表面硬度耐磨性),淬火加回火(加强强度和韧性),磨削,表层回火马氏体碳化物,心部回火索氏体。
第六章、钢的质量为什么以磷,硫的含量来划分?磷对钢有固化作用,降低塑性韧性,产生冷脆现象;硫在加热时会使钢发生热脆现象,对钢质量影响很大。
、什么是合金钢?与碳钢相比合金钢有哪些优点?为什么?指为了提高钢的性能,在碳钢基础上有意加入一定量的合金元素所获得的铁基合金;强度高,塑性韧性好,焊接性好,冷热压力加工性能好,耐腐蚀性好,因为加入了金属成分。
、加入钢中的合金元素的作用,举例。
含量高,不锈钢,含量低,提高强度提高耐磨性,细化晶粒;根据加入的元素可提高强度,韧性,耐磨性,耐腐蚀性,加工性能,机械性能。
、用制作盘形铣刀,安排其加工工艺路线,各热加工工序的目的及使用状态下的组织。
工艺路线:下料锻造退火(降低硬度便于加工)基加工淬火(得到马氏体)多次回火(消除应力,减少残余奥氏体)磨削.回火马氏体,细颗粒状碳化物加少量残余奥氏体。
、与钢的淬透性与淬硬性差别,原因。
前者是渗碳钢,低碳钢,淬透性好,淬硬性差.后者为高碳钢,淬透性差,淬硬性好。
、说明碳素结构钢成分特点,常用热处理方法及使用状态下的组织和用途。