工程材料及成形技术习题答案

《工程材料及成形技术》课程习题集

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2013年2月——5月

习题一工程材料的性能

一、名词解释

σs：σb：δ：ψ：E：σ-1：αk：HB：HRC：

二、填空题

1、材料常用的塑性指标有（δ）和（ψ）两种，其中用（ψ）表示塑性更接近材料的真实变形。

2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定

（较软）材料的硬度。

3、零件的表面加工质量对其（疲劳）性能有很大影响。

4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（J/cm2 ）。

5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形）和（断裂）的能力称为强度。屈服强度与（抗拉强度）比值，工程上成为（屈强比）。

三、选择题

1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ）

A．σs b．σb c．σ-1 2、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ）A．用热处理法强化b．另选合金钢c．增加截面积

3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ）A．以上b．以下c．相等

4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）

A．HB500 b．HRC60 c．HRC18

四、简答题

1、下列各种工件应采取种硬度试验法来测定其硬度？（写出硬度符号）

锉刀：HRC 黄铜轴套：HB

供应状态的各种非合金钢钢材：HB硬质合金刀片：HV

耐磨工件的表面硬化层：HV 调质态的机床主

轴：HRC

铸铁机床床身：HB 铝合金半成品 HB

2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？ 常用σs ： σb ：

原因：大多数零件工作中不允有塑性变形。但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。

3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？

（1）依据弹性模量E 选材，选择E 大的材料

（2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。

交作业时间：

习题二 金属的晶体结构

εσe E =0A P e =σ0L L ∆=ε00EA PL L =∆

一、名词解释

单晶体的各向异性：位错：ρ：细晶强化：

二、填空题

1、晶体与非晶体的根本区别是

（晶体具有固定熔点，原子排列有规律，各向异性）。

2、晶体缺陷有（点缺陷：空位/间隙原子）（线缺陷：位错）和（面缺陷：晶界）。

3、位错分为两种，一种是（刃型位错），另一种是（螺型位错），多于半个原子面是（刃型位错）位错所特有的。

4、γ-Fe，α-Fe的一个晶胞的原子数分别为（4）和（2）。

三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”）

1、因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个向上的性能也是不相同的。（×）

2、金属多晶体是由多结晶向相同的单晶体组成的。（×）

3、金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高。（√）

4、晶体缺陷的共同之处是它们都引起晶格畸变。（√）

5、位错就是原子排列有规则的错排现象。（√）

四、作图题

画出体心立和面心立晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数。

交作

业时间：

习题三金属的结晶

一、名词解释

自发形核：细晶强化：变质处理：

二、填空题

1、结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是

（形核）和（核长大）。

2、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为（结晶）

而把金属从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变成为

（同素异构转变）。

3、过冷度是指（实际结晶温度与理论结晶温度的差

值），

其表示符号为（△T=Tm-Tn）。

4、过冷是结晶的（必要）条件。

5、典型铸锭结构的三个晶区分别为（表面细晶区）（中间柱状晶区）和

（中心等轴晶区）。

三、是非题（正确的画“√”，错误的画“×”

1、凡是由液态凝固成固体的过程都是结晶过程。（×）

2、金属由液态转变为固态的结晶过程，就是由短程有序状态向长程有序状态转变的过程。（√）

3、当晶核长大时，随着过冷度增大，晶核的长大速度增大。但当过冷度很大时，晶核长度速度很快减小。（√）

4、过冷度的大小主要取决于冷却速度和金属的本性。（√）

四、选择题

1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（b）

A．越高 b.越低 c.越接近理论结晶温度

2、铸造条件下，冷却速度越大，则（a）

a. 过冷度越大，晶粒越细

b. 过冷度越大，晶粒越粗

c. 过冷度越小，晶粒越细

3、从液态转变为固态时，为了细化晶粒，可采用（b）

a. 快速浇注

b. 加变质剂

c. 以砂型代替金属型

五、简答题

1、如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒大小

（a）金属型浇注与砂型浇注：

金属型浇注晶粒细小，金属型导热性好，增加了冷速

（b）变质处理与不变质处理：

变质处理晶粒细小，增加了晶核数目。（c）铸成薄铸件与铸成厚铸件：

薄铸件晶粒细小，薄铸件冷却速度快（d）浇注时采用震动和不采用震动。

采用振动的晶粒细小，破碎的晶粒增加了晶核。

2、试画出纯金属的冷却曲线，分析曲线中出现“平台”原因。