机械工程材料(于永泗_齐民)课后习题答案(全).doc

机械工程材料(于永泗_齐民)课后习题答案(全)

.机械工程材料课后习题答案于永泗齐民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。1-1、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：伸长率等于，当试样(d)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。1-所以伸长率与样品长度有关。1：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。1-1：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。2-2：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。

2-2、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：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。3-3：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。3-2、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。3：①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。3-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。3：①0.45% C: L→L+δ→L+δ+γ→L+γ→γ→γ+e→P+γ+α。室温组织：P+α②1.2%C：L→L+γ→γ+二次渗碳体→二次渗碳体。室温组织：

P+二次渗碳体。③3.0%C：

L→L+γ→L+γ+Le→γ+ Le+二次渗碳体→P+γ+二次渗碳体+一次渗碳体→Le’+二次渗碳体+P。室温组织：

Le’+二次渗碳体+P。3-P+α②1.2%C：

L→L+γ→γ+二次渗碳体→二次渗碳体。室温组织：

P+二次渗碳体。③3.0%C：

L→L+γ→L+γ+Le→γ+ Le+二次渗碳体→P+γ+二次渗碳体+一次渗碳体→Le’+二次渗碳体+P。室温组织：

Le’+二次渗碳体+P。3：一次渗碳体：由液相直接析出，黑色的片层。二次渗碳体：

含碳量超过0.77%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-由液相直接析出，黑色的片层。二次渗碳体：

含碳量超过0.77%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：锉刀:T13,下料,退火,加工,淬火,低温回火,回火马氏体加颗粒状碳化物极少量残余奥氏体;齿轮:42CrMo,下料,退火,机加工,调质,精加工,表面淬火,低温回火,磨削,回火索氏体;板簧:60Si2Mn:下料,热处理,淬火,中温回火,回火托氏体。（缺少6-12，请看书）第七章7-1、什么叫做石墨化，影响石墨化的因素，说明铸铁各阶段石墨化过程中的组织变化。

解：

铸铁中碳原子的析出形成石墨的过程叫石墨化，影响：

化学成分、冷却速度，一：

结晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨析出，加热时一次渗碳体、二次渗碳体和共晶渗碳体分离；

二：

冷却时共析石墨析出和加热时共析渗碳体分解。

7-1、什么叫做石墨化，影响石墨化的因素，说明铸铁各阶段石墨化过程中的组织变化。

解：

铸铁中碳原子的析出形成石墨的过程叫石墨化，影响：

化学成分、冷却速度，一：

结晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨析出，加热时一次渗碳体、二次渗碳体和共晶渗碳体分离；

二：

冷却时共析石墨析出和加热时共析渗碳体分解。

7：（1）机床床身：灰口铸铁，退火，消除内应力；

（2）柴油机曲轴：

球墨铸铁，淬火加低温回火，高硬度和耐磨性；

（3）液压泵壳体：

灰铸铁，表面淬火，同上；

（4）犁铧：

可锻铸铁，石墨化加退火，强度韧性塑性；

（5）冷冻机缸套：

球墨铸铁，淬火加回火，消除内应力高强度和耐磨性；

（6）球磨机衬板：

白口铸铁，淬火加高温回火，高硬度。7-灰口铸铁，退火，消除内应力；