工程材料及成型技术习题及答案

工程材料及成型技术习题及答案

习题一工程材料的性能

1、由拉伸试验可得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的？

2、说明σs，σb，δ，ψ，E、G、σ-1，αk 符号的意义和单位？

3、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?

4、在设计机械零件时常用哪两种强度指标？为什么?

5、在何种服役条件下，屈服强度、抗拉强度、疲劳强度是设计中最有用的数据？

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜？材料的E越大，其塑性越差，这种说法是否正确? 为什么？

7、材料的弹性模量E的工程含义是什么？

它和零件的刚度有何关系？

8、什么是弹性模量E？金属弹性模量的大

小主要取决什么因素？

9、金属材料刚度与金属机件刚度两者含义

有何不同？

10、试区别材料刚度与弹性的概念，一个弹簧由于刚度不足或弹性差产生的失效现象有何不

答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html

同？如何防治二者造成的失效？

11、有一低碳钢拉伸试件，d0=10.0mm，L0=50mm，拉伸实验时测得F s=20.5kN，F b=31.5kN，d1=6.25mm，L1=66mm，试确定此钢材的σs，σb，δ，ψ。

12、拉伸试件的原标距长度为50mm，直径为10.0mm，拉断后对接试样的标距长度为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求其δ，ψ。这两个指标，哪个表征材料的塑性更准确？塑性指标在工程上有哪些实际意义？

13、一根直径为2.5mm的3m长钢丝受载荷4900N

后，有多大变形？（钢丝的弹性模量为205000MN/m2）

14、标距不同的伸长率能否进行比较？为什

么？

15、现有标准圆形长、短试件各一根，原始直径d0=10mm，经拉伸试验，测得其延伸率δ5均为25%，求两试件拉断时的标距长度？和δ

10

这两个试件中那一个塑性较好？为什么？

16、常用的硬度试验方法有几种？其应用范围

如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较？

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17、甲乙丙丁四种材料的硬度分别是45HRC，

90HRB，800HV，240HBS，试比较这四种材料硬度的高低。

18、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来

测定其硬度？（写出硬度符号）

锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴、铸铁机床床身、铝合金半成品19、在什么条件下应用布氏硬度比洛氏硬度试验好？布氏硬度试验有何局限？

=62Mpa.m1/2，材20、当某一材料的断裂韧度K

IC

料中裂纹的长度2a=5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致断裂，需要多大的应力？（设Y=√π）21、反映材料受冲击载荷的性能指标是什么?不

同条件下测得的这种指标能否进行比较？怎

样应用这种性能指标？

的概念有何不同？

22、Αk与K

IC

23、疲劳破坏是怎样形成的？提高疲劳寿命的

方法有哪些?为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳强度值减小？

24、同样材料同样大小的试样，一个表面光滑，

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一个表面有裂纹，那个疲劳强度高？为何？

25、零件使用中所承受的交变应力是否一定要

低于疲劳极限？有无零件的交变应力高于疲劳极限的情况？

26、工程材料有哪些物理性能和化学性能？

27、什么是材料的工艺性能？

习题二金属与合金晶体结构和相图

1、计算面心立方晶格的致密度。

2、铁的原子半径为0.124nm，试计算体心立方和面心立方的晶格常数。

3、已知Ｃｕ的原子直径为2.56Ａ，求Ｃｕ的晶格常数，并计算1mm３Ｃｕ中的原子数。

4、填空题：

（1）晶体与非晶体结构上的最根本的区别是（）。

（2）γ-Fe的一个晶胞内的原子数为（）。

（3）结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，它们是（）和（）。

5、选择题

（1）晶体中的位错属于

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a. 体缺陷

b.面缺陷

c.线缺陷

（2）金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将

a. 越高

b.越低

c.越接近理论结晶温度

（3）为了细化晶粒，可采取的措施是

a. 快速浇注

b.加变质剂

c.以砂型代替金属型

6、什么是过冷度？过冷度与冷速有何关系？过冷度对金属结晶后晶粒大小有何影响？

7、液态金属发生结晶的必要条件是什么？

8、晶粒大小对力学性能有何影响？为什么？简述在凝固阶段细化晶粒的途径？

9、为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？

10、如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒大小：

（1）金属模浇注与砂模浇注

（2）铸成薄件与铸成厚件

（3）浇注时采用震动和不采用震动

11、什么是固溶体？固溶体有何晶格特性和性能特点？何谓固溶强化？

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12、试述固溶强化、加工硬化和弥散强化的强化原理，并说明三者的区别。

13、什么是金属化合物？金属化合物有何晶格特征和性能特点？何谓弥散强化？

14、判断下列情况是否有相变：液态金属结晶，同素异晶转变

15、已知Ａ熔点600℃与Ｂ熔点500℃在液态无限互溶；在固态300℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为30%，室温时为10%，但Ｂ不溶于Ａ，在300℃时，含40%Ｂ的液态合金发生共晶反应，求：（１）作出Ａ－Ｂ合金相图

（２）分析20%Ａ，45%Ａ和80%Ａ等合金的结晶过程，并确定室温下的组织组成物和相组成物的相对量。

16、一个二元共晶反应如下：Ｌ（75%）＝α（15%）＋β（95%）

（１）含50%Ｂ的合金完全凝固时：

（ａ）初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数（ｂ）α相和β相的重量百分数

（ｃ）共晶体中α相和β相的重量百分数（２）若显微组织中测出β初晶与（α＋β）共答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html