汽车机械基础

第一章

1.1 什么是金属力学的性能？根据载荷形式的不同，力学性能的指标主要有哪些？答：指金属材料在各种不同载荷的作用下所表现出来的特性是金属力学的性能。

力学性能的指标有强度、疲劳强度、硬度、塑性和韧性等。

1.2什么是强度？什么是塑性，衡量这两种性能指标有哪些，各用什么符号表示？

答：强度指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标是弹性

极限，屈服强度，抗拉强度。分别用σ

e 、σ

s

、σ

b

表示。

塑性是指金属材料在静载荷作用下发生塑性变形而不断裂破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。分别用用δ、ψ表示。

1.3 低碳钢做成的d

=10mm的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：Fs=21100N、

F b =34500N、l

1

=65mm、d

1

=6mm。试求低碳钢的σs 、σ

b

、δ

5

、ψ。

答：

σs=F S/S0=21100/（0.5X10）2X3.14=268.8MPa

σ

b = F

b

/S

=34500/（0.5X10）2X3.14=439.5MPa

δ5 =（65-50）÷50X100%=30%

ψ= （S0- S1）S0X100%=（25-9）÷25X100%=64%

1.6 什么是冲击韧性？用什么符号表示？

答；材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力。用a

k

表示。

1.7 什么是疲劳强度？

答：零件在交变载荷作用下，经过无数次循环而不发生破坏，所对应的最大应力值是疲劳强度。

1.8 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：长期工作的弹簧突然断裂，属于疲劳破坏。与材料的化学成分、显微组织、使用温度、表面质量、残余应力有关。

1.9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：当材料承受的载荷是小能量多次冲击时，则材料的冲击韧性主要取决于材料强度；当材料承受的载荷是大能量较少次数的冲击时，则材料的冲击韧性主要取决于材料塑性。

第二章

2.1 解释下列名词：晶格、晶胞、晶粒|、、组元、相、变质处理？

答：晶格：将原子看成一个点,用假想的直线将这些点连接起来,形成的空间几格子,称为晶格。

晶胞：晶格中能完全代表晶格特征的最小几何单元。

晶粒：晶体内部的晶格位向完全一致的外形呈多面体颗粒状的小单晶体

组元：组成合金独立的最基本的单元称为组元。

相：合金中凡是结构、成分、性能相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。

2.2变质处理：在液态金属结晶以前加一些称为变质剂的物质，以增加形核率，抑制长大速率从而细化晶粒的方法。

2.4常见的金属金格有那几种？

答：体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格。

2.5实际金属中存在那些晶体缺陷，它对力学性能有哪些影响？

实际金属中存在点缺陷、线缺陷、面缺陷。晶体缺陷使晶格发生畸变，金属的强度、硬度上升，塑性、韧性下降。

2.7过冷度、过冷度与冷却速度的关系。

理论结晶温度与实际结晶温度的差值叫过冷度；冷却速度越快过冷度越大。

2.8金属的结晶基本规律是什么？晶核的形核率与长大速度受哪些因素的影响？答：在恒定温度下进行，结晶时要放出潜热，需要过冷度，结晶的过程是晶核产生和晶核不断长大的过程。长大速度影响因素有增加过冷度、变质处理。

晶核的形核率影响因素有增加过冷度、变质处理、附加振动、降低浇注速度；2.9晶粒的大小对金属的力学性能有哪些影响？生产中有哪些细化晶粒的方法？答：一般情况下，晶粒越细小，金属的强度、硬度、塑性和韧性越好。生产中细化晶粒的方法有：增加过冷度、变质处理、附加振动、降低浇注速度。

2.12，固溶体有哪些类型？

答：置换固溶体，间隙固溶体

2.14 什么是铁素体、奥氏体、珠光体和莱氏体？写出它们的符号？

答：铁素体（F）：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。

奥氏体（A）：碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体。

珠光体（ P ）：F与Fe

3

C组成的机械混合物。

莱氏体：

高温莱氏体：（ Ld ）A与Fe

3

C组成的共晶体。

低温莱氏体：（ L’d ）P与Fe

3

C组成的共晶体。

2.17据Fe-Fe3C相图分析Wc=0.45%和Wc=1%的碳素钢从液态黄缓冷至室温的组织答：Wc=0.45%亚共析钢在结晶时，当温度降至结晶开始的温度时，开始结晶出奥氏体，随着温度的不断降低液相不断减少，奥氏体不断增多，当温度降至结晶结束温度时，液相全部结晶为奥氏体；当温度降至奥氏体向铁素体转变开始的温度时，从奥氏体中开始析出铁素体，随着温度的不断降低奥氏体不断减少，铁素体不断增多，当温度下降低到共析温度时，剩余的奥氏体成分正好为共析成分，因此，剩余奥氏体全部共析为珠光体。所以室温时，其组织为铁素体和珠光体。

Wc=1%过共析钢

当温度降至结晶开始的温度时，开始结晶出奥氏体，随着温度的不断降低液相不断减少，奥氏体不断增多，当温度降至结晶结束温度时，液相全部结晶为奥氏体；当温度降至奥氏体达到饱和状态的温度时，奥氏体达到饱和，温度继续下降，从奥氏体中开始析出渗碳体，随着温度的不断降低奥氏体不断减少，渗碳体不断增多，当温度下降低到共析温度时，剩余的奥氏体成分正好为共析成分，因此，剩余奥氏体全部共析为珠光体。所以室温时，其组织为渗碳体和珠光体。

2.18分析碳钢的组织、力学性能随含碳量增加的变化规律

答：随含碳量增加，钢的室温组织分别为F+P、P、P+Fe

3C

Ⅱ

，随着含碳量的增加，组

织中作为强化相的渗碳体在增多，钢的硬度、强度上升，塑性、韧性下降。而且渗碳体分布越均匀，钢的强度越大。当钢的含碳量大于0.9%以后，由于渗碳体呈明显网状分布于晶界处或以粗大片状存在于基体中，降低了钢的强度，既随着含碳量的增加强度明显下降。

2.22 热处理有哪几个阶段组成？

答：热处理有加热、保温和冷却三个阶段。

2.23解释下列名词：过冷奥氏体、马氏体、调质处理、屈氏体、下贝氏体？

答：过冷奥氏体：温度在A

1

以下暂时存在的不稳定奥氏体称为过冷奥氏体

马氏体：过冷奥氏体在M

S 到M

f

温度内的转变产物称为马氏体，是碳在α

-Fe中的过饱和固溶体。