第一章机械工程材料（金属材料）
一、简答
1.说明金属材料强度、硬度、塑性、韧性的含义，并区分下列性能指标的符号：σS、σb、HB、HRC、δ、Ψ、ak。
答：HB：_；ak：_；δ：_；σs：_；σb：_；Ψ：_；HRC：_
2.什么是碳素钢？什么是铸铁？铸铁中根据石墨形态不同又可分为哪几种？
答：碳素钢：。
铸铁：。
3.根据碳含量的不同，碳素钢可分成哪几种，各自的用途如何？
答：低碳钢：中碳钢：。高碳钢：。
二、填空
1.指出下列材料牌号的意义
材料牌号牌号的意义
Q235—A?F：
1Cr13：
T10A：
45 ：
HT150 ：
KT300—06 ：
QT600—02 ：
55Si2Mn ：
W18Cr4V ：
CrWMn ：
GCr15 ：
2.根据使用性能，工艺性能和经济性，从上表材料中选取制造下列的材料:车床光杠——，手工锯条——，铣床床身——，切削车刀——。
3.何谓热处理？何谓调质处理？
热处理：——。
调质处理：——。
4.用工艺曲线表示淬火、正火、退火、回火。
5.金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现的机械能力，他包括——，——，——，——等几个方面。
第二章铸造
一、填空
1.型砂、芯砂的主要性能有：——，——，——，——。
2.在制作模型和型盒时应考虑：——，——，——，——，——，——。
3.型芯头是：——。
4.常用的手工造型方法有：——，——，——，——，——。常用的特种铸造方法有：——，
——，——，——，——，——，——。
5.填写下表铸造生产的工艺过程。
二、简答
1.什么是铸造，生产特点及应用?
答：——。
生产特点：——。
应用：——。
2.常见的铸件缺陷（列举至少8种）。
答：——。
3.指出下列铸造件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？
4.写出右图所示套筒铸件的分模造型工艺过程和所使用的工具？
答：——。
第三章锻造
锻造
一、填空
1.压力加工的主要变形方式有——，——，——，——，——。
2.自由锻基本工序有——，——，——，——，——，——，——。
3.镦粗时——和——之比为锻造比。
二、简答
1.锻造前为什么要对坯料进行加热，同时产生哪些缺陷？
答：——
2.什么是延伸，冲孔，它们各适合锻造哪类零件？
答：——
3.什么是始锻温度和终锻温度?低碳钢、中碳钢的始锻、终锻温度各是多少？答：——
4.指出下列锻造件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？
冲压
一、填空
1.冲压基本工序分两大部分：分离工序，如——，——；变形工序，如——，——。
2.冲模的结构，它可分为——和——。
3.压力可分为——，——，——。
4.冲压具有——，——，——，——及——的特点。
5.冲压易于——和——。
第四章焊接
一、填空
1.金属的焊接是指——。
2.电弧是——。
3.手工电弧焊焊条是由——和——组成。
4.焊芯作用是——和——。
5.药皮的作用是——，——，——，——,——。
6.手工电弧焊的空间位置包括——焊，——焊，——焊，——焊四种。
7.焊缝内部及外部的缺陷主要有——，——，——，——，——，——六部分组成。
8.手工电弧焊焊接规范参数主要有——，——，——，——。
9.焊接母材厚度大于6mm，为保证焊透，其坡口主要形式有——，——，——，——。
10.安排焊缝位置的基本原则是——，——，——，——。
11.气焊的主要应用范围是——，——，——，——。
12.气焊的焊接规范包括——，——，——，——。
13.氧气切割是利用——。
14.可以利用氧气切割进行分割的金属应具备的条件是——，——，——，——。
15.CO2气体保护焊产生的气孔主要有：——，——，——。
16.细丝CO2气体保护焊时气体流量约为——，粗丝CO2气体保护焊时气体流量约为——。
17.等离子切割的工艺参数有:——，——，——，——。
二、简答
1.减压器的作用是什么?
答:——
2.手工电弧焊运条的方式有哪几种?
答——.
3.焊件质量检测常见的方法有哪几种?
答:——.
4.解释E4303(J422)和E5015(J507)两种结构钢焊条型号的意义？
答:J422:J————,42:——，2：——;
J507：J————,50：——，7：——
E4303: E————，43：——，0：——，03：——;
E5015:E————，50：——，1：——，15：——.
5.解释焊芯材料H08A的意义？
答:H————;08————;A————; H08A————.
6.氩弧焊的特点、应用及焊接方法中的优势都有那些?
答:——
7.等离子切割的原理？
答:——
8.等离子切割的特点？
答:——
9.简述CO2气体保护焊的工艺特点（优点、缺点）有哪些？
答：——
10.指出下列焊接件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？
第五章车削
一、标出外圆车刀的切削部分的名称
1.前刀面
2.主切削刃
3.副切削刃
4.副后刀面
5.刀尖
6.主后刀面
二、判断
1.机械加工时，凡尺寸精度要求高的表面粗糙度值就小，反之就大。( )
2.尺寸Φ20±0.10mm，Φ20是公称尺寸，上偏差是+0.10 mm下偏差是-0.10mm。(√)
3.硬质合金车刀适用于高速切削。( )
4.为避免硬质合金刀片因骤冷、骤热而产生崩裂一般不使用切削液。( )
5.前刀面和基面之间的夹角是前角。( )
6.为防止工件在切削时松动，其卡紧力越大越好。( )
7.半精车、精车时，进给量选得较大，会使工件的表面粗糙值增大。( )
8.钻中心孔时，工件转数不宜过高，中心钻进给不宜太快，否则，中心钻易折断。( )
三、填空
1.机床的切削运动有——和——。车床上工件的旋转运动属于——主运动，刀具的纵向或横向运动属于——运动。
2.切削用量三要素是指——，——，和——。它们的单位分别是——，——，——。
3.对刀具切削部分材料要求有——，——，——，——等性能。常用的刀具材料有——和——。
4.车削一般加工尺寸精度在——8范围内，粗糙度Ra值可达到——μm。
5.基本车削方法有——，——，——，——，——。
6.常用车刀的结构形式有——，——和——。在安装车刀时要保证——，——和——。
7.在车床上安装工件的基本方法有——、——、——、——。
8..切削液具有——，——作用。常用的切削液有——，——。
9.常用车锥面的方法有——，——，——，——。
10.在车床上加工孔的方法有——，——，——。
11.镗孔是对锻造孔、铸造孔或钻孔的进一步加工，镗孔可以——，——，——，还可以较好地纠正原来孔轴线的偏斜。
12.零件的加工精度反映在——精度、——精度、——精度。
四、简答
1.高速钢车刀和硬质合金车刀各有哪些优点和缺点？
答：——。
2.实习使用的车床型号？并解释字母及数字所表示的含义。
答：——。
第六章铣削和磨削加工
铣削加工
一、判断
1.卧式铣床的横梁上附有一吊架，其作用是支撑铣刀刀轴的外端。( )
2.在卧式铣床上，加工表面有硬皮的毛坯零件，应采用顺铣切削。( )
3.若要求工作台移动一个正确的尺寸，这个尺寸的正确性则是依靠丝杠的精度和刻度盘来保证的。( )
二、选择
1.切削用量中，对切削刀具磨损影响最大的是( )。
A.切削深度
B.进给量
C.切削速度
2.周铣平面时，铣刀的耐用度高，加工的表面粗糙度值也较小的铣削方式是( )。
A.顺铣
B.逆铣
C.对称铣
3.卧式铣床的主要特征是铣床主轴线与工作台台面( )。
A.垂直
B.平行
C.在一个平面内
4.在铣削铸铁等脆性金属时，一般( )。
A.加以冷却为主的切削液
B.加以润滑为主的切削液
C.不加切削液
三、简答
1.铣床的铣削范围？
答：——
2.铣床的切削三要素是什么？
答：——
3.何谓顺铣和逆铣？在什么情况下采用顺铣？在什么情况下采用逆铣？
答：——
4.何谓周铣和端铣？铣削平面时哪种方法优越？
答：——
在铣削平面时采用端铣较为优越。
5.在铣床上铣直齿圆柱齿轮，其齿数为36，问如何分度？（分度盘的孔圈有54、57、58、59、62、66）
答：——
6.指出下图铣削加工零件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？
答：——
磨削加工
一、填空
1.磨削加工的特点是：?磨削——，——，——。
2.万能外圆磨床能加工的主要表面有圆柱面，——，孔，——，端面。
3.砂轮的特性取决于磨料，——，——，硬度，组织和形状尺寸等因素。
4.磨床的加工工件精度等级范围——，加工表面粗糙度范围——um。
5.在外圆磨床上磨削外圆，常用的方法有——法和——法。
二、简答
指出下图磨削加工零件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？
第七章钳工
一、填空
1.钳工是指：——。
2.钳工基本操作有：——，——，——，——，——，——，——，——，——。
3.划线的主要作用是——，——，——。
4.錾削是：——。
5.錾削的用途是——、——、——，——，——。
6.常用的錾子有——，——，——。
7.台虎钳规格以钳口宽度为标准，常用的有——mm，——mm，——mm三种规格。
8.锯削是——。
9.锯条的锯齿可分为——，——，——。在25mm长度内有——齿为粗齿，——齿为中齿，——齿为细齿。粗齿适用于锯削——材料，细齿适用于——材料。
10.金属锯削操作的注意事项：——，——，——，——，——，——。
11.锉削是——。可以锉削——，——，——，——，——，——。
12.怎样选择粗、细锉刀——。
13.锉削的基本方法有——，——，——。怎样检验工件锉削后的平行度和垂直度：——。
14.攻螺纹是——。套螺纹是——。
15.攻螺纹时，丝锥每转一圈应反转1/4圈是为了——。选择钻头直径时采用的经验公式是：钢件、塑性金属——，铸铁、脆性金属——。
16.攻盲孔时的底孔深度公式：——。
17.刮削是——，常用于——加工，表面粗糙度可达——。常用的刮刀有——和——刮刀。
18.平面刮削质量是采用检验平板或平尺——。
19.装配是：——。装配分为——，——，——。
20.钻铣床的加工范围有——，——，——，——，——。
21.磁力钻和普通手电钻比具有——，——，——，——的优点。
二、判断
1.箱体划线时，如以中心十字线为基准校正线，只要在第一次划线正确后，以后每次划线都可以用它，不必重划。( )
2.钻小孔时，因钻头直径小、强度低、容易折断，故小孔时转速要比钻一般孔低。( )
3.錾子前角的作用减少切屑的变形和使切削轻快。( )
4.机床导轨面经刮削后，只要检验其接触点数达到规定要求即可。( )
5.在制定装配工艺规程时，每个装配单元，通常可作为一道装配工序，任何一个产品一般都能分成若干个装配单元。( )
三、选择
1.用千斤顶支承较重工件时，应使三个支承点组成的支承面积尽量( )。
A.大些
B.小些
C.大小都一样
2.钻头后角增大，切削刃强度( )。
A.增大
B.减小
C.不变
3.錾削时，后角一般控制在( )。
A.1~4°
B.5~8°
C.9~12°
4.攻螺纹前，钻削底孔直径与螺纹小径相比应当( )。
A.略大于
B.略小于
C.等于
5.刮削修复导轨时，其基准应选择不可调的装配孔或( )。
A.不磨损的平面
B.导轨中心
C.任意
四、简答
1.钳工在生产中的主要作用有哪些？
答：。
2.锯削管子和薄板材料时为什么容易崩齿？
答：。
第八章数控机床
数控技术基础
填空
1.数控机床是指应用——对机床加工过程进行——的机床。
2.数控机床的加工，首先要将被加工零件图上的——和——数字化，按规定的——和——编成加工程序。
3.机床的数字控制是由——完成的。数控系统是数控机床的——。
4.数控系统有许多种，不同的数控系统有不同的——要求。
5.数控机床由——，——，——，——，——五个部分组成。
6.数控机床能提高——，稳定——，提高零件的——。
7.金属切削类数控机床包括：——、——、——、——、——以及——等。
数控车
一、填空
1.从零件图开始，到获得数控机床所需控制——的全过程称为程序编制，程序编制的方法有——和——。
2.数控机床实现插补运算较为成熟并得到广泛应用的是——插补和——插补。
3.数控机床按控制运动轨迹可分为——、点位直线控制和——等几种。按控制方式又可分为——、——和半闭环控制等。
4.数控零件加工程序的输入必须在——工作方式下进行。
5.刀具位置补偿包括——和——。
6.每个脉冲信号使机床运动部件沿坐标轴产生一个最小位移叫——。
二、判断
1.一般CNC机床能自动识别EIA和ISO两种代码? ( )
https://www.doczj.com/doc/1115282348.html,C机床坐标系统采用右手直角笛卡儿坐标系，用手指表示时,大拇指代表X轴? ( )
3.所谓非模态指令指的是在本程序段有效，不能延续到下一段指令? （)
4.外圆粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件? ( )
三、选择
1.利用CAXA数控车软件进行轮廓精加工编程时，若使软件中的刀具前角F越大，则选取越小的车刀( )?
A.前角
B.后角
C.主偏角
D.副偏角
2.影响数控车削加工精度的因素很多，要提高加工工件的质量，有很多措施，但不能提高加工精度的是( )?
A.控制刀尖中心高误差
B.正确选择车刀类型
C.将绝对编程改变为增量编程
D.减小刀尖圆弧半径对加工的影响
3.FANUC 0系列数控系统操作面板上显示当前位置的功能键为( )?
A.DGNOS/PARAM
B.POS
C.PRGRM
D.OFFSET
数控铣
一、填空
1.将要出现人身设备事故时，按下操作面板上的——按键。
2.返回参考点操作时，应当先使——轴返回参考点后，再返回——和——轴。
3.操作面板上的“JOG”按键表示采用——控制方式，“MDA”按键表示采用——控制方式，“AUTO”按键表示采用——控制方式。
4.操作面板上的“Reset”按键表示——。
5.操作面板上的“Cycle Stop”按键表示——，“Cycle Start”按键表示——。
6.数控编程中，G00指令被称为——移动指令，G01指令被称为——进给指令。
二、选择
1.确定数控机床坐标轴时，一般应先确定的轴是（）。
A.Z轴
B.X轴
C.Y轴
D.A轴
2.数控铣床的基本控制坐标轴数是（）。
A.六个
B.五个
C.四个
D.三个
3.数控铣床的F功能常用的单位为（）。
A.mm/min
B.m/min
C.mm/r
D.m/r
4.数控铣床的S功能常用的单位为（）。
A.r/s
B.r/min
C.mm/min
D.m/min
5.当加工程序结束返回到程序开头时，应当采用的指令是（）。
A.G00
B.M02
C.M30
D.M05
第九章特种加工
电火花加工技术
一、填空：
1.电火花穿孔机指贯通二维型孔的电火花加工。它既可以是——，又可以是——。
2.电火花成型加工，一般指三维型腔和型面的电火花加工，是——的电蚀加工。
3.电弧放电是一种渐趋稳定的放电形式。这种放电在时间上——的。在空间上是——在一点或一点的附近放电。
4.电火花线切割就是利用移动的细金属丝作为——，并在金属丝与工件之间通以——，利用脉冲放电的——对工件进行切割加工的过程。
5.电火花线切割加工范围广泛，可加工二维或三维的各种导电体材料工件，如——、——、——、——，以及——等，对于薄件重叠加工其尺寸——好。
二、简答
1.电火花线切割脉冲参数的调整范围？
答：
2.电火花加工时应具备几种条件？
答：
3.何谓“插补”？
答：。
一次成型制造技术
一、填空
1.塑料按加热、冷却时具有的行为特征分为——塑料和热固性或——塑料。
2.注塑成型过程分为——，熔融塑料，——。
3.注射成型工艺参数为料桶温度，——，——。
4.塑料制品的成型方法（写出两个就可以）——、——、——、——、——。
5.注射成型机按外型特征可分为立式，卧式和直角式。
二、判断
1.料桶温度分布:靠近料斗处较低，在喷嘴端较高。( )
2.热塑性塑料多采用注射、挤出等方法成型。( )
3.热固性塑料多采用压制、压铸法成型。( )
4.注射成型绝不可以用于某些成型热固性塑料制品。( )
数据测量技术
简答
1.什么是数据测量技术？
答：。
2.数据测量方法分类？
答：。
3.接触式测量的特点？
答：优点：1）——。
2）——。
3）——。
缺点：1）——。
2）——。
3）——。
4）——。
4.非接触式测量方法的分类？
1）——2）——3）——4）——5）——6）——
5.非接触式测量的特点？
优点：1）——。
2）——.
缺点：1）——。
2）——。
3）——。
6.简述EXAscan手握式激光扫描仪的功能？
答：
第十章实际操作
1.图示阶梯轴零件，粗-精车端面、外圆，切退刀槽，螺纹加工。材料为灰口铸铁棒（HT150—HT200）毛坯料，填写机械加工工艺过程卡片。
车工-表
工程训练教学中心机械加工工艺过程卡共页
第页
零件图号毛坯种类每台件数
零件名称毛坯外形尺寸加工件数
材料牌号每毛坯件数备注
工序号工序
名称设备
工装工序内容工时操作者检查
单合
1 下料带锯锯割下料Φ28——800
2 粗车车床三抓卡盘夹外圆车端面
3 粗车车床粗车Φ20、Φ16、Φ12外圆，留余量1.2——1.5mm
4 精车车床精车Φ20±A，Φ16±B
5 车螺纹车床车退刀槽及螺纹M12
编制（日期）审核（日期）批准（日期）会签（日期）
2.说明图示零件的钳工划线步骤，基准面和使用的工具。
3.写出图示六方螺母的锉削加工工艺。
第十一章思考题
1.铸造时铸铁是怎么熔化的?
2.什么是铸造的冒口,有什么作用?
3.什么是铸造工艺图?
4.金属在锻造时塑性变形的实质是什么？
5.为什么要规定锻造温度范围，并观察火色与温度之间的对应关系？
6.什么是热变形，什么是冷变形，何谓加工硬化？并说明三种方式在生产过程中应用的实例。
7.为什么设计焊接结构时应尽可能的选择焊接性能好的材料?
8.观察机械夹固式车刀的构造，并与焊接式车刀比较说明其优缺点。
9.切削用量选的越大，车削加工时间越短，是否说明生产效率越高？为什么？
10.你所了解的车床型号有几种？
11.车削进给量的大小，与表面粗糙度有什么关系？
12.为什么钻直径较大的孔，一般先用直径较小的钻头预钻孔，再用大钻头扩孔？
13.简要说明，锉钢、铸铁、铜、铝时应选用何种锉齿的锉刀？为什么？
14.试举例说明，哪些零件必须进行刮削？为什么？
15.装配时有哪四种连接？举例说明？
16.通过金工实习结合实际对实习情况进行总结，并提出你对金工实习教学意见和建议。
编后语
工程训练（金工实习）是我校各机械类、近机械类和部分非机械类专业，本、专科学生的必修课，是一门实践性很强的技术基础课程，对提高学生的操作技能和分析解决工艺问题的能力，培养创新意识，有着重要意义。金工实习、职业技能培训、工程训练相链接，共同构成一个多层次的实践教学体系，在培养高技能应用型人才方面具有不可替代的作用。
教育部在《关于以就业为导向深化高等职业教育改革的意见》中明确：“在高等院校大力推进职业资格证书制度，实施高等职业院校毕业生职业资格培训工程，力争80%以上毕业生都取得双证书”。
工程训练教学中心为实现学校“一实两创”的培养目标，扩大学生的就业渠道，不断探索金工实习与职业技能培训、工程训练相链接的多层次的实践教学模式，在省人力资源和社会保障厅职业技能鉴定中心指导下，依据国家职业分类标准，定期组织开展中级、高级——车工、钳工、电焊工、铣工、数控车床工、数控铣床操作工、线切割、加工中心操作工等职业技能培训。目前已有7届工科专业部分毕业生通过培训获得了由吉林省人力资源和社会保障厅职业技能鉴定中心颁发的国家职业技能“中级证书”。持“双证”应聘、就业，受到了用人单位的高度重视，增强了毕业生就业的竞争能力，以满足人才市场多元化的需求。
作为我市第一家职业技能鉴定站，省教委专家组，省人力资源和社会保障厅职业技能鉴定中心，对我“中心”职业技能培训的条件、内容以及同学所取得的成绩，给予了充分的肯定和好评。
加强技能训练，推进“双证书”制度，全面提高学生素质，造就高技能应用型复合人才。
联系电话：0432-********
联系人：崔宏伟
E-mail：gcpx@https://www.doczj.com/doc/1115282348.html,
金工实习开放式教学选课通知
1.实习学生必须严格遵守各工种实习守则及“中心”规章制度。
2.实习学生必须参加实习动员和理论课学习，否则不予安排实习。
3.实习动员为开学的第1周，理论课定在第1~10周。
4.专题的选择必须在实习前1周内完成，由班长到各工种填写选课单。
5.每个工种的第一项专题为首选，否则其它专题不予接受。
6.选择专题应尽量提前，各专业按要求应做的专题必须在16周前完成。
金工实习签到单
工种课题
车削C1 C2 C3 C4 C5 C6
钳工Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6
冲压CY1
铣工X1 X2 X3
磨削M1 M2
铸造Z1 Z2 Z3 Z4
锻造D1 D2 D3 D4 焊接H1 H2 H3 H4 数控基础S1
数控车SC1 SC2 SC3 SC4 数控铣SX1 SX2 SX3 SX4 线切割XQ1 X Q2
加工中心SJ1 SJ2
一次成型CX1
第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。（常用M 来表示） 2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr 和B 等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 % ）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如Mn, Ni, Co, C, N, Cu ； 4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V，Nb, Ti 等。5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr 钢中的Cr：ε-FexC→ Fe3C→ （ Fe, Cr）3C→ （ Cr, Fe）7C3→ （Cr, Fe）23C6 6）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC 和强度提高（二次硬化效应）。如V，Nb, Ti 等都属于此类型。 2．合金元素 V、Cr 、W、Mo 、Mn 、 Co、Ni 、Cu 、 Ti 、Al 中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在 a-Fe 中形成无限固溶体？哪些能在 g-Fe 中形成无限固溶体？答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al ； 奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni 、Cu 能在a-Fe 中形成无限固溶体：V、Cr；能在g-Fe 中形成无限固溶体：Mn 、Co、Ni 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 答：（1）扩大γ相区：使A3 降低，A4 升高一般为奥氏体形成元素分为两类：a.开启 γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe 无限互溶. b.扩大γ相区：有C，N，Cu 等。如Fe-C 相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。 （2）缩小γ相区：使A3 升高，A4 降低。一般为铁素体形成元素 分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α 相区连成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb 。 b.缩小γ相区：Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等 （3）生产中的意义：可以利用M 扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。 答：答：1）改变了奥氏体区的位置 2）改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3 下降； （2）缩小γ相区的元素使A1，A3 升高。当Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5% ，γ 相区消失。
机械工程材料(第二版)习题答案(王章忠) 例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下：（1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V 和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。
对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σb＞1000MPa，σOF≥600MPa，AK ＞48J。试从所给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种的比较可见表1。 材料热处理σs/ MPa σb/ MPa /% φ/% AK/J 接触疲劳强度 /MPa 弯曲疲劳强度 /MPa 20CrMnTi 渗碳 淬火853 1080 10 45 55 1380 750 38CrMoAl 调质835 980 14 50 71 1050 1020
第1章机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为σ，单位为MPa。 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用σb表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2 塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用 表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度
第七章习题与思考题答案 7-1 什么是机械加工生产线它的主要组成类型及特点有哪些 答：机械加工生产线：在机械产品生产过程中，对于一些加工工序较多的工件，为保证加工质量、提高生产率和降低成本，往往把加工装备按照一定的顺序依次排列，并用一些输送装置与辅助装置将他们连接成一个整体，使之能够完成工件的指定加工过程的生产作业线。 机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。 7-2 影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素是什么 答：影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素：1）工件几何形状及外形尺寸；2）工件的工艺及精度要求；3）工件材料；4）要求生产率；5）车间平面布置；6）装料高度。 7-3 简述机械加工生产线的设计内容和流程 答：机械加工生产线的设计一般可分为准备工作阶段、总体方案设计阶段和结构设计阶段。 主要流程如下：1）制定生产线工艺方案，绘制工序图和加工示意图；2）拟定全线的自动化控制方案；3）确定生产线的总体布局，绘制生产线的总联系尺寸图；4）绘制生产线的工作循环周期表；5）生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计；6）生产线输送装置、辅助装置的选型及设计；7）液压、电气等控制系统的设计；8）编制生产线的使用说明书及维修注意事项等。 7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题如何解决这些问题 答：（1）工件工艺基准选择：a、尽可能在生产线上采用统一的定位面，以利于保证加工精度，简化生产线的结构；b、尽可能采用已加工面作为定位基准；c、箱体类工件应尽可能采用“一面两销”定位方式，便于实现自动化，也容易做到全线采用统一的定位基面；d、定位基准应有利于实现多面加工，减少工件在生产线上的翻转次数，减少辅助设备数量，简化生产线构；e、在较长的生产线上加工材料较软的工件时，其定位销孔因多次定位将严重磨损，为了保证精度，可采用两套定位孔，一套用于粗加工，另一套用于精加工；或采用较深的定位孔，粗加工用定位孔的一半深度，精加工用定位孔的全部深度；f、定位基准应使夹压位置及夹紧简单可靠。 （2）工件输送基准的选择：a、形状规则箱体类工件通常采用直接输送方式，必要时可增加工艺凸台； b、小型回转类工件一般采取滚动或滑动输送方式； c、盘、环类工件以端面作为输送基准，采用板式输送装置输送； d、对于一些外形不规则的工件，由于没有合适的输送基准，采用随行夹具或托盘输送。 （3）生产线工艺流程的拟定：a、确定各表面的加工方法；b、划分加工阶段；c、确定工序集中和分散程度；d、安排工序顺序。 （4）选择合理的切削用量：a、生产线刀具寿命的选择原则；b、对加工时间较长、影响生产线生产节拍的工序，应尽量采用较大的切削用量以缩短加工时间；c、同一个的刀架或主轴箱上的刀具，确定合理的切削速度和每转进给量使得各刀具具有大致相同的寿命；d、选择复合刀具的切削用量时，应考虑到复合刀具各个部分的强度、寿命及工作要求。 7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义及相应的措施。 答：生产节拍平衡的意义：对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使个作业时间尽可能相近，通过平衡生产线，可以提高操作者及设备工装的工作效率；减少单间产品的工时消耗，降低成本；减少工序的在制品，真正实现有序流动；可以在平衡的生产线基础上实现单元生成，提高生产应变能力，应对市场变化。 生产节拍平衡的措施：1）评估优化限制性工序，改善作业；2）作业转移、分解与合并；3）采用新的工艺方法，提高工序节拍；4）增加顺序加工工位；5）实现多件并行加工，提高单件的工序节拍；6）在同一工位上增加同时加工工件的数目。 生产线分段的意义：平衡生产线的生产节拍，缩短限制性工序的工时；使得各工段在相邻工段停产的情况下还能独立运行一段时间，提高生产线的设备利用率；减少工件热变形和内应力对后续工序的影响。 生产线分段措施：1）采用转位或翻转装置，分段独立传送；2）对限制性工序单独组成工段；3）对工位数多生产线进行分段，并在相邻段之间设立储料库;4）对加工精度要求较高工件，在粗加工后下线，在储料库内存放一定的时间。 7-6 提高生产线可靠性的主要手段有哪些
第一章机械工程材料（金属材料） 一、简答 1.说明金属材料强度、硬度、塑性、韧性的含义，并区分下列性能指标的符号：σS、σb、HB、HRC、δ、Ψ、ak。 答：HB：_；ak：_；δ：_；σs：_；σb：_；Ψ：_；HRC：_ 2.什么是碳素钢？什么是铸铁？铸铁中根据石墨形态不同又可分为哪几种？ 答：碳素钢：。 铸铁：。 3.根据碳含量的不同，碳素钢可分成哪几种，各自的用途如何？ 答：低碳钢：中碳钢：。高碳钢：。 二、填空 1.指出下列材料牌号的意义 材料牌号牌号的意义 Q235—A?F： 1Cr13： T10A： 45 ： HT150 ： KT300—06 ： QT600—02 ： 55Si2Mn ： W18Cr4V ： CrWMn ： GCr15 ： 2.根据使用性能，工艺性能和经济性，从上表材料中选取制造下列的材料:车床光杠——，手工锯条——，铣床床身——，切削车刀——。 3.何谓热处理？何谓调质处理？ 热处理：——。 调质处理：——。 4.用工艺曲线表示淬火、正火、退火、回火。 5.金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现的机械能力，他包括——，——，——，——等几个方面。 第二章铸造 一、填空 1.型砂、芯砂的主要性能有：——，——，——，——。 2.在制作模型和型盒时应考虑：——，——，——，——，——，——。 3.型芯头是：——。 4.常用的手工造型方法有：——，——，——，——，——。常用的特种铸造方法有：——，
——，——，——，——，——，——。 5.填写下表铸造生产的工艺过程。 二、简答 1.什么是铸造，生产特点及应用? 答：——。 生产特点：——。 应用：——。 2.常见的铸件缺陷（列举至少8种）。 答：——。 3.指出下列铸造件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？ 4.写出右图所示套筒铸件的分模造型工艺过程和所使用的工具？ 答：——。 第三章锻造 锻造 一、填空 1.压力加工的主要变形方式有——，——，——，——，——。 2.自由锻基本工序有——，——，——，——，——，——，——。 3.镦粗时——和——之比为锻造比。 二、简答 1.锻造前为什么要对坯料进行加热，同时产生哪些缺陷？ 答：—— 2.什么是延伸，冲孔，它们各适合锻造哪类零件？ 答：—— 3.什么是始锻温度和终锻温度?低碳钢、中碳钢的始锻、终锻温度各是多少？答：—— 4.指出下列锻造件的结构工艺设计不合理之处，画出修改图,并说明理由？ 冲压 一、填空 1.冲压基本工序分两大部分：分离工序，如——，——；变形工序，如——，——。 2.冲模的结构，它可分为——和——。 3.压力可分为——，——，——。 4.冲压具有——，——，——，——及——的特点。 5.冲压易于——和——。
机械工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部 分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃 口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ uvw；晶面是指晶答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[] hkl。 格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增
机械工程课后答案 第一章 1、什么是黑色金属什么是有色金属 答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。 2、碳钢，合金钢是怎样分类的 答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在%——%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。 3、铸铁材料是怎样分类的应用是怎样选择 答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 4、陶瓷材料是怎样分类的 答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。 5、常见的金属晶体结构有哪几种它们的原子排列和晶格常数各有什么特点α -Fe，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构 答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。密排六方晶格，Mg，Zn。 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷它们对性能有什么影响 答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 7、固溶体有哪些类型什么是固溶强化 答：间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。 第二章
1、在什么条件下，布氏硬度实验比洛氏硬度实验好 答：布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色金属及轴承合金等的原料和半成品的测量，不适合测定薄件以及成品。洛氏硬度实验可用于成品及薄件的实验。 2、σ的意义是什么能在拉伸图上画出来吗 答：表示对于没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生%塑性应变时的应变作为屈服指标，即为条件屈服极限。 3、什么是金属的疲劳金属疲劳断裂是怎样产生的疲劳破坏有哪些特点如何提高零件的疲劳强度 答：金属在反复交变的外力作用下强度要比在不变的外力作用下小得多，即金属疲劳； 疲劳断裂是指在交变载荷作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的断裂现象； 疲劳断裂的特点：引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载下的屈服强度； 断裂时无明显的宏观塑性变形，无预兆而是突然的发生；疲劳断口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展和最后断裂三个阶段； 提高疲劳强度：改善零件的结构形状，避免应力集中，降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化处理如喷丸处理，表面淬火及化学热处理等。 4、韧性的含义是什么αk有何实际意义 答：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，称为材料的韧性；冲击韧度αk表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，αk值的大小表示材料的韧性好坏。一般把αk值低的材料称为脆性材料，αk值高的材料称为韧性材料。 5、何谓低应力脆断金属为什么会发生低应力脆断低应力脆断的抗力指标是什么答：低应力脆断是在应力作用下，裂纹发生的扩展，当裂纹扩展到一定临界尺寸时，裂纹发生失稳扩展（即自动迅速扩展），造成构件的突然断裂；抗力指标为断裂韧性（P43） 6、一紧固螺栓使用后有塑性变形,试分析材料的那些性能指标没有达到要求 答：钢材的屈服强度未达到要求。 第三章 1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因 答：液态金属开始结晶时，由于结晶潜热的放出，补偿了冷却时散失的热量，
工程材料基础 绪论 1.材料与社会进步 材料是人类生活的物质基础，人类社会的进步与材料的发展密切相关。由于材料对人类社会的发展和进步，一直都在起着巨大的推动作用。所以,人们便把历史的发展阶段按照人类使用材料的特点来划分，例如，远古时代，由于人类只能使用天然的石头作为工具，所以，远古时代就被称为石器时代。而火的发现和使用，由于使人类能够制造人造材料，所以伴随着各种材料制备技术的出现，人类历史又依次进入到陶器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代和新材料时代(信息时代)。可见，在人类社会发展的过程中，材料是推动社会进步的重要因素，没有新材料的出现，人类社会就不会进步。 2.材料与技术进步 能源、信息和材料是现代技术的三大支柱，而能源、信息产业的发展，同样离不开材料的进步，如果材料的制备水平和应用水平跟不上，就会制约着能源、信息产业的发展。实际上，不仅能源、信息产业的发展离不开材料的进步，对许多领域而言，技术的进步都是与老材料的改进和新材料的开发有关（说明在坦克和炮弹的技术进步中，炮弹攻击力的增强和坦克防弹能力的提高，与老材料的改进和新材料的开发有关）。 材料推动技术进步和社会发展的实例很多，如： ① 1911年德国开发出了强度与软钢相近的硬铝合金之后，人类才开始进行真正的航空工业； ②镍基高温合金的开发成功，由于能大大提高发动机的燃烧室温度，能显著提高发动机的功率，使飞机制造业从此迈进了能够制造特大型飞机的时代； ③单晶硅的出现，导致大规模集成电路的问世，使计算机等产品陆续走进了我们的生活，使社会步入到了信息时代； ④远程通信技术的发展与光导纤维的问世密切相关，由于光导纤维的出现使信息的传输方式发生了巨大的变化，所以光导纤维的问世被誉为是百年不遇的重大发明； ⑤ 20世纪最后一次技术革命，导致了超导技术的出现，对社会的发展也起到了巨大的推动作用。例如，利用安装在列车中的超导磁体与地面线圈之间的电磁排斥力，而能将列车悬浮起来的现象，就能制造出时速可达300Km的磁悬浮列车。 从以上实例可见，材料是推动技术进步和社会发展的重要因素。 3.工程材料及分类 所谓材料，是可用来制造有用物品的物质。能用于工程目的的材料就是工程材料。按照材料的性能特点和用途的不同，工程材料可分为结构材料和功能材料两大类。其中
例1：某工厂生产精密丝杠，尺寸为φ40×800mm，要求热处理后变形小，尺寸 稳定，表面硬度为60～64HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料→ 球化退火→粗加工→淬火、低温回火→精加工→时效→精磨。试分析：1. 用CrWMn钢的原因。2. 分析工艺安排能否达到要求，如何改进？ 丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因此要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理过程中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用过程中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力不大，但转速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为60～64 HRC。 根据精密丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为合适。其原因如下： （1）CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可满 足硬度和耐磨性的要求。 （2）CrWMn钢由于加入合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精密丝杠。 对原工艺安排分析：原工艺路线中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精密丝杠在加工过程中会产生很大的应力和变形，很难满足精密丝杠的技术要求。所以原工艺路线应改为：下料→正火→球化退火→粗加工→去应力退火→淬火、低温回火→冷处理→低温回火→精加工→时效→半精磨→时效→精磨。 例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中受到一定的冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为58～62HRC齿心部硬度为30～45HRC，其余力学性能要求为σ＞1000MPa，σ≥600MPa，A＞48J。试从所K OFb给材料中选择制造该齿轮的合适钢种。 35、45 、20CrMnTi 、38CrMoAl 、T12 分析：从所列材料中可以看出35、45 、T12钢不能满足要求。对剩余两个钢种 比较，20CrMnTi能全面满足齿轮的性能要求。 其工艺流程如下：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火→低温回火→喷丸→磨齿。 例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为350r/min，该齿轮用下列哪些材料制造合适，并简述理由。40Cr、20CrMnTi、尼龙66。 工作条件分析：计数器齿轮工作时，运转速度较低、承受的扭矩很小，齿轮
机械工程材料习题答案 第二章作业 2－1常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有 什么特点？－Fe、－Fe、Al、Cu 、Ni、Cr、V、Mg 、Zn 各属何种结构？ 答：常见晶体结构有 3 种： ⑴体心立方：－Fe、Cr、V ⑵面心立方：－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn 2---7 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？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 第三章作业 3－2如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，所得铸件晶粒 的大小；⑴金属模浇注与砂模浇注；⑵高温浇注与低温浇注；⑶铸成 薄壁件与铸成厚壁件；⑷浇注时采用振动与不采用振动；⑸厚大铸件的表面部分与中心部分。 答：晶粒大小：⑴金属模浇注的晶粒小⑵低温浇注的晶粒小⑶铸成薄壁件的晶粒小⑷采用振动的晶粒小⑸厚大铸件表面部分的晶粒小
第四章作业 4－4 在常温下为什么细晶粒金属强度高，且塑性、韧性也好？试用多晶体塑性变形的特点予以解释。 答：晶粒细小而均匀，不仅常温下强度较高，而且塑性和韧性也较好，即强韧性好。原因是： （1））强度高：Hall-Petch 公式。晶界越多，越难滑移。 （2））塑性好：晶粒越多，变形均匀而分散，减少应力集中。（3））韧性好：晶粒越细，晶界越曲折，裂纹越不易传播。 4－6生产中加工长的精密细杠（或轴）时，常在半精加工后，将将丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂7~15 天，然后 再精加工。试解释这样做的目的及其原因？ 答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是 为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来，是细长工件的一种存放形式吊个7 天，让工件释放应力的时间，轴越粗放的时间越长。 4－8钨在1000 ℃变形加工，锡在室温下变形加工，请说明它们是热加工还是冷加工（钨熔点是3410 ℃，锡熔点是232 ℃）？ 答：W、Sn 的最低再结晶温度分别为: TR(W) =（0.4 ～0.5) ×(3410+273) －273 =（1200 ～1568 ）( ℃)＞1000 ℃ TR(Sn) = （0.4 ～0.5)×(232+273) －273 = （-71～-20）(℃) ＜25℃所以W 在1000 ℃时为冷加工，Sn 在室温下为热加工
一、填空题（每空1分，共20分） 1．常见的金属晶格类型有、______________和______________。2．空位属于__________缺陷，晶界和亚晶界分别__________ 缺陷，位错属于_______________缺陷。 3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为_______________。4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为_______________固溶体和_______________ 固溶体。 5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是______________、_______________、_______________和_______________。 6．常见的金属的塑性变形方式有_______________和_______________两种类型。7．钢的热处理工艺是由_______________、_______________和_______________三个步骤组成的。 8．铁碳合金为双重相图，即_______________相图和_______________相图。 二、单项选择题（每题2分，共20分） （）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。 A．与溶质的相同 B．与溶剂的相同 C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体 （）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。 A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗 C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细 （）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。 A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差 C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差 （）4. 钢的淬透性主要取决于。 A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度 D.其它合金元素 （）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。 A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质 C．20钢渗碳、淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火（）6.完全退火主要适用于。 A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．白口铸铁 （）7.铸铁如果第一、第二阶段石墨化都完全进行，其组织为。 A． F＋G B． F＋P＋G C． P＋G D.Le＋P＋G （）8.对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为。 A．淬火 + 低温回火 B．正火 C．水韧处理 D. 固溶处理 + 时效 （）9. 马氏体的硬度主要取决于。 A．过冷奥氏体的冷却速度 B．过冷奥氏体的转变温度 C．马氏体的含碳量 D．马氏体的亚结构 （）10.在下列方法中，可使晶粒细化的方法是。 A．扩散退火 B．切削加工 C．喷丸处理 D．变质处理 三、判断题（每题1分，共10分） （）1.金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 （）2.在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。 （）3.由于再结晶过程是一个形核和长大的过程，因而是相变过程。 （）4.位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈多，其强度愈高。 （）5. 回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。 （）6.球墨铸铁可通过热处理来提高其综合力学性能。 （）7.所有铝合金都可以通过热处理进行强化。 （）8.钢的铸造性能比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。 （）9. 滑移变形所需要的切应力要比孪生变形时所需的小得多。 （）10.奥氏体冷却时，只要温度达到Ms以下，马氏体的转变就能完成。
第一章材料的结构与金属的结晶 1．解释下列名词： 变质处理P28；细晶强化P14；固溶强化P17。 5．为什么单晶体具有各向异性P12，而多晶体在一般情况下不显示各向异性P13？ 答：因为单晶体内部的原子都按同一规律同一位向排列，即晶格位向完全一致。 而在多晶体的金属中，每个晶粒相当于一个单晶体，具有各项异性，但各个晶粒在整块金属中的空间位向是任意的，整个晶体各个方向上的性能则是大量位向各不相同的晶粒性能的均值。 6．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷P13？它们对力学性能有何影响P14？ 答：点缺陷、线缺陷、面缺陷。 缺陷的存在对金属的力学性能、物理性能和化学性能以及塑性变形、扩散、相变等许多过程都有重要影响。 7．金属结晶的基本规律是什么P25？铸造(或工业)生产中采用哪些措施细化晶粒？举例说明。P27~P28 答：金属结晶过程是个形核、长大的过程。 （1）增大过冷度。降低金属液的浇筑温度、采用金属模、水冷模、连续浇筑等。 （2）变质处理。向铝合金中加入钛、锆、硼；在铸铁液中加入硅钙合金等。 （3）振动和搅拌。如机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。 第二章金属的塑性变形与再结晶 1．解释下列名词： 加工硬化P40；再结晶P43；纤维组织P38。 2．指出下列名词的主要区别：重结晶、再结晶P43 答：再结晶转变前后的晶格类型没有发生变化，故称为再结晶； 而重结晶时晶格类型发生了变化。 另外，再结晶是对冷塑性变形的金属而言，只有经过冷塑性变形的金属才会发生再结晶，没有经过冷塑性变形的金属不存在再结晶的问题。 5．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？P38 答：晶粒愈细，单位体积内晶粒数就愈多，变形是同样的变形量可分散到更多的晶粒中发生，以产生比较均匀的变形，这样因局部应力集中而引起材料开裂的几率较小，使材料在断裂前就有可能承受较大的塑性变形，得到较大的伸长率和具有较高的冲击载荷抗力。 6．用冷拔铜丝制作导线，冷拔后应如何处理？为什么？P42 答：应该利用回复过程对冷拔铜丝进行低温退火。 因为在回复阶段，变形金属的显微组织没有明显变化，纤维状外形的晶粒仍存在，故金属的强度、硬度和塑性韧性等
《工程材料基础》课后测试试卷 《工程材料基础》课后测试试卷第一章 一、名词解释 1、弹性：________________________________________________________________________。答案：弹性是指材料弹性变形的大小。通常用弹性变形时吸收的弹性能（又称弹性比功）来表示 2、塑性：________________________________________________________________________。答案：塑性是指材料断裂前发生塑性变形的能力。 3、韧性断裂：____________________________________________________________________。答案：韧性断裂是断裂前发生明显宏观塑性变形。 4、冲击韧度：___________________________________________________________________。答案：冲击韧性是指材料在冲击荷载作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击功A K表示，若将A K除以试样断口处截面积F K即得材料的冲击韧度a K。 5、蠕变：________________________________________________________________________。答案：材料在长时间恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象。 6、疲劳极限：____________________________________________________________________。答案：表示材料经受无限多次应力循环而不断裂的最大应力。 7、磨损：____________________________________________________________________。答案：在摩擦过程中零件表面发生的尺寸变化和物质耗损现象称为磨损。 8、断裂韧度K IC：_________________________________________________________________。答案：是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。
第 1 章 材料的结构和金属的结晶 1. 材料的结构层次包括： （）。 （a ） 原子结构和原子结合键、原子的空间排列、相和组织 （b ） 原子结构和电子结构、原子的空间排列、相和组织 （c ） 原子结构、电子结构、相和组织 （d ） 原子、电子、质子 2. 金属中正离子与电子气之间强烈的库仑力使金属原子结合在一起，这种结合力叫做（ ）。 （a ）离子键 （b ）共价键 （c ）金属键 （d ）氢键 3. 两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键叫做（ ）。 （a ）离子键 （b ）氢键 （c ）共价键 （d ）金属键 4. 金属具有良好的导电性和导热性与（ ）有密切关系。 （a ）金属有光泽 （b ）金属不透明 （c ）金属塑性好 （d ）金属中自由电子数量多 5. 金属键没有方向性，对原子没有选择性，所以在外力作用下发生原子相对移动时，金属键不会被破坏，因 而金属表现 出良好的（ ）。 （a ）脆性 （b ）塑性 （c ）绝缘性 （d ）刚性 6. 金属加热时，正离子的振动增强，原子排列的规则性受到干扰，电子运动受阻，电阻增大，因而金属具有 （ ）。 （a ）正的电阻温度系数 （b ）高强度 （c ）高塑性 （d ）绝缘性 7. 固态物质按原子（离子或分子）的聚集状态分为两大类，即（ ）。 （a ）晶体和非晶体 （b ）固体和液体 8. 原子（离子或分子）在空间规则排列的固体称为（ （a ）气体 （b ）液体 （c ）晶体 9. 原子（离子或分子）在空间不规则排列的固体称为（ （a ）气体 （b ）液体 （c ）晶体 10. 晶体具有（ ）的熔点。 （a ）不定确定 （b ）固定 （c ）可变 11. 非晶体（ ）固定的熔点。 （a ）没有 （b ）有 12. 在晶体中，通常以通过原子中心的假想直线把它们在空间的几何排列形式描绘出来，这样形成的三维空 间格架叫做 （ ）。 （a ）晶胞 （b ）晶格 （c ）晶体 （d ）晶核 13. 从晶格中取出一个能完全代表晶格特征的最基本的几何单元叫做（ ）。 （a ）晶胞 （b ）晶格 （c ）晶体 （d ）晶核 14. 晶胞中各个棱边长度叫做（ ）。 （a ）原子间距 （b ）原子半径 （C ）晶格常数 （ d ）原子直径 15. 晶胞各棱边之间的夹角称为（ ）。 （a ）晶面夹角 （b ）棱间夹角 （c ）晶向夹角 （ d ）轴间 夹角 16. 通过晶体中原子中心的平面叫（ ）。 （a ）对称平面 （b ）几何平面 （c ）晶面 （d ）晶面族 17. 为了分析各种晶面上原子分布的特点，需要给各种晶面规定一个符号，这就是（ ）。 （a ）方向指数 （b ）晶面指数 （c ）晶向指数 （d ）符号指数 选择题 （c ）液体和气体 （d ）冈U 体和质 点 ）。 d ） 非晶体 ）。 （d ）非晶体
《机械工程材料》 机械工业出版社 第3版 目录 第一章机械零件的失效分析 第二章碳钢 第三章钢的热处理 第四章合金钢 第五章铸铁 第六章有色金属及其合金 第七章高分子材料 第八章陶瓷材料 第九章复合材料 第十章功能材料 第十一章材料改性新技术 第十二章零件的选材及工艺路线
第十三章工程材料在典型机械和生物医学上的应用 第一章机械零件的失效分析 第一节零件在常温静载下的过量变形 失效：零件若失去设计要求的效能 变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化 弹性变形：能够恢复的变形 塑性变形：不能恢复的变形 一、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为 1.低碳钢的应力-应变行为 变形过程：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形 2.其他类型材料的应力-应变行为 纯金属 脆性材料 高弹性材料 二、静载性能指标 1.刚度和强度指标
（1）刚度 指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力 单向拉伸（或压缩）时： E=σ/ε=εA F / ，即EA=F/ε 纯剪切时： G=τ/γ=γτA F / ，即GA=F τ/γ 弹性模量E （或切变模量G ）是表征材料刚度的性能指标 （2）强度 指材料抵抗变形或断裂的能力 指标有：比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服强度σs ，抗拉强度σb ，断裂强度σ k 2.弹性和塑性指标 （1）弹性 指材料弹性变形大小 弹性能u ：应力-应变曲线下面弹性变形阶段部分所包围的面积
u=2 1σe εe=E e 221σ （2）塑性 指材料断裂前发生塑性变形的能力 断后伸长率： %1000 0?-=L L L δ 断面收缩率： %10000?-= A A A ψ ψδ、越大，材料塑性越好 3.硬度指标 表征材料软硬程度的一种性能 布氏硬度HBW （硬质合金球为压头） 洛氏硬度HRC （锥角为120°的金刚石圆锥体为压头） 维氏硬度HV （锥角为136°的金刚石四棱锥体为压头） 三、过量变形失效 零件的最大弹性变形量△l 或θ（扭转角）必须小于许可的弹性变形量。即 △l ≤[△l]或θ≤[θ] 材料的弹性模量E(或切变模量G)越高，零件的弹性变形量越小，刚度越好
机械工程材料试题 第一章 一、填空题： 1．常用力学性能判据有________、________、________、和疲劳强度。 2．常用的硬度试验方法有________、________、________。 3．金属材料的硬度随材料的不同而采用不同测试方法，一般铝合金采用________法，硬质合金刀片采用________法。 二、判断： 1．国标以Ak作为韧性判据。( ) 2．材料的强度、硬度越高，其塑性、韧性越差。( ) 三、选择题： 1．在拉伸试验中，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的( ) A．屈服极限B 抗拉强度C 弹性极限 第二章 一、填空题： 1．常见的晶格类型有________、________、________。 2．根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置不同，固溶体可分为________和________。3．根据晶体缺陷几何形态特点，可将其分为________、________、________三类。 4．α-Fe是________晶体结构，其晶胞原子数为________。 二、判断： 1．非晶体具有各向异性，而晶体具有各向同性。( ) 2．多晶体材料中相邻晶粒的晶面称为“晶界”。( ) 三、名词解释： 1、合金 2．相 第三章 一、填空题： 1．抑制晶粒长大的方法有________、________、________。 2．晶粒的大小主要取决于_______和________。 二、判断： 1．凡是由液体凝固成固体的过程就称为结晶。( ) 2．金属结晶时的冷却速度越快，晶粒越细校( ) 三、简答： 1．什么是过冷现象和过冷度？过冷度对晶粒大小有何影响？ 2．铸锭组织有哪些？如何抑制柱状晶的长大？ 第四章 一、填空题： 1．单晶体塑性变形的基本方式是_______和________。 2．冷变形强化使金属的强度和硬度________、塑性和韧性________。 3．再结晶退火后的晶粒大小主要与________、________、和退火前的变形度有关。