工程材料与热处理 第1章作业题

1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。

σe、σs、σ r 0.2、σb、δ、ψ、a k 、σ-1、HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程? 3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性

变形时作用力(载

荷)F0.2=6.5×103N；F b=8．5×103N。

拉断后标距长为l l=120mm，断口

处最小直径为d l=6.4mm，试求该

材料的σ0.2、σb、δ、ψ。

4．钢的弹性模量为20.7×104MPa，铝的弹性模量为6.9×104MPa。问直

径为2.5mm，长12cm的钢丝在

承受450N的拉力作用时产生的

弹性变形量(Δl)是多少?若是将

钢丝改成同样长度的铝丝，在承

受作用力不变、产生的弹性变形

量(Δl)也不变的情况下，铝丝的

直径应是多少?

5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应

力为140MPa。问钢棒最小直径应

是多少?若钢棒长度为60mm、

E=210000MPa，则钢棒的弹性变

形量(Δl)是多少?

6．试比较布氏、洛氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几

种工件的硬度适宜哪种硬度法测

量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、

硬质合金刀片、渗氮处理后的钢

件表面渗氮层的硬度。

7．若工件刚度太低易出现什么问题?

若是刚度可以而弹性极限太低易

出现什么问题?

8．指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC～15HRC、800HBS、

230HBW、550N／mm2HBW、

70HRC～75HRC、200N／

mm2HBS。

9．根据GB700—88《碳素结构钢》的规定牌号为Q235的钢

σb≥235MPa、δ5≥26％（短试棒

求得的伸长率，代号为 5，试棒

的标距等于5倍直径长试棒求得

的伸长率）。现对进厂的一批

Q235钢材采用d0=10mm的标准

短试样进行拉伸试验，测得的试

验数据是Fs=20KN，断后标距长

lk=65mm。试问这批钢材合格否? 10．在图样上，为什么只用硬度来表示对机件的力学性能要求?

11．判断下列说法是否正确，并说出理由。

(1)材料塑性、韧性愈差则材料脆性愈大。

(2)屈强比大的材料作零件安全可靠性高。

(3)材料愈易产生弹性变形其刚度愈小。

(4)伸长率的测值与试样长短有关，δ5>δ10

(5)冲击韧度与试验温度无关。

(6)同一材料的σ-1，一般都小于σs。

(7)较低表面粗糙度值，会使材料的σ-1值降低。

(8)材料综合性能好，是指各力学性能指标都是最大的。

(9)材料的强度与塑性只要化学成分一定，就不变了。

12. 工程材料按化学组成特点可分为哪几大类，什么是结构材料和功能材料？

13.15钢从钢厂出厂时，其力学性能指标应不低于下列数值：σb=375MPa、σs=225MPa、δ5=27%、ψ=55%。现将某厂购进的15钢制成d0=10mm的圆形截面短试样，经过拉伸试验后，测得F b=33.81kN、F s=20.68kN、l k=65mm、d k=6mm，试问这批15钢的力学性能是否合格？为什么？

14.下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定硬度？写出硬度符号。

（1）锉刀

（2）黄铜轴套

（3）供应状态的各种碳钢钢材（4）硬质合金的刀片

（5）耐磨工件的表面硬化层

15.有关零件图图纸上，出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，问这种标注是否正确？为什么？

（1）600～650HBS

（2）230HBW

（3）12～15HRC

（4）70～75HRC

（5）HRC55～60kgf/

（6）HBS220～250 kgf/

16.有一紧固螺栓使用后发现有塑性变形（伸长），试分析材料的哪些性能指标没有达到要求。

17.试根据材料手册查出10钢、20钢、30钢、40钢、50钢、60钢的

σs（或σ r 0.2）、σb、δ5、ψ、a k的数值，并画出以钢号为横坐标，以各种力学性能为纵坐标的关系曲线。

18. a k的含义是什么？有了塑性指标为何还要测定a k?

19．疲劳破坏是怎样产生的？提高零件疲劳强度的方法有哪些？

20．金属材料有哪些工艺性能？哪些金属与合金具有优良的可锻性？哪些金属与合金具有优良的可焊性？