`第一章 金属材料的力学性能
1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？
答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？
答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？
答：
b点发生缩颈现象，k点发生断裂。
若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑
形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？
答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。
5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？
答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。
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值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？
答：应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？
答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
第二章 金属的晶体结构
（1）、晶体结构的基本概念：
1、金属的晶体结构：金属材料内部的原子排列的规律，决定着材料的显微组织特性和材料的宏观性能。
2、晶格：用于描述原子在晶体中排列规律的三维空间集合点阵。
3、晶胞：晶格中存在能够代表晶格特征的最小集几何单元。
4、晶格参数：用来描述晶胞大小与形状的几何参数，包括晶胞的三个棱边长度a、b、c和三个棱边夹角A、B、R，共六个参数。
5、晶格常数：决定晶胞大小的三个棱长。
（2）、金属中常见的晶格：
1、 体心立方晶格
2、 面心立方晶格
3、 密排六方晶格
（3）、晶格的致密度：
1、致密度：每个晶胞中原子所占的总体积与晶胞的体积之比。
（4）、晶粒与亚晶粒：
1、晶粒：晶格位向基本一致的区域，并有边界与邻区分开就称为一个晶粒。
2、晶界：晶粒之间原子排列不规则的区域。
3、晶粒大小决定因素：出取决于金属种类外，主要取决于结晶条件和热处理工艺。
4、“为无向性”
（5）、晶体缺陷：
1、凡是原子排列不规则的区域都是晶体缺陷。
2、点缺陷：以一个点为中心，在它的周围造成原子排列不规则，产生晶格畸变和内应力的晶体缺陷。主要有间隙原子、置换原子、晶格空位三种。
a、正畸变：大直径原子置换引起晶格局部“撑开”现象。
b、负畸变：小直径原子置换引起晶格局部“靠拢”现象。
c、点缺陷处于不断变化和运动之中，位置随时在变。是原子扩散的一种主要方式，也是金属在固态下“相变”和化学热处理工艺的基础。
3、线缺陷：主要是指各种形式的位错。
a、位错：晶体中某一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。
b、刃形位错，位错线，正负刃形位错。
c、位错密度：单位体积内位错线的长度。塑性变形中，位错密度大幅增加。退火可使位错密度降到最低值，淬火可使位错密度有所增加。
d、金属材料受外力作用能够产生宏观塑性变形的实质，主要都是位错在微观上运动结果。
4、面缺陷：晶界和亚晶界。
1。分析图示轨道铸件热应力的分布,并用虚线表示出铸件的变形方向。工艺上如何解决？
轨道上部较下部厚，上部冷却速度慢，而下部冷却速度快。因此，上部产生拉应力,下部产生
压应力。变形方向如图.
反变形法
5。如图一底座铸铁零件，有两种浇注位置和分型面方案，请你选择一最佳方案，并说明理由。
方案（Ⅱ）最佳..
理由：方案（Ⅰ)是分模造型，上下铸件易错边，铸件尺寸精度差。
方案（Ⅱ)是整模造型, 铸件尺寸精度高.内腔无需砂芯成型，它是靠
上、下型自带砂芯来成形.
6.下图为支架零件简图。材料HT200,单件小批量生产.
(1）选择铸型种类
（2)按模型分类应采用何种造型方法？
(3)在图中标出分型面、浇注位置、加工余量
（1) 砂型铸造，(2）整模造型
（3）分型面、浇注位置、加工余量：见图
9.如图，支架两种结构设计。
（1）从铸件结构工艺性方面分析,何种结构较为合理？简要说明理由。
（2)在你认为合理的结构图中标出铸造分型面和浇注位置。
（1)（b）结构较为合理。因为它可省去悬臂砂芯。
（2)见图.分型面。 浇注位置（说明：浇注位置上、下可对调)
`12。如图所示铸件结构是否合理?如不合理，请改正并说明理由。
铸件上部太厚，易形成缩孔，壁厚不均匀易造成热应力.可减小上部壁厚,同时设加强筋.
无结构圆角，拐弯处易应力、开裂.设圆角。
3。某厂铸造一个Φ1500mm的铸铁顶盖，有图示两个设计方案，分析哪个方案的结构工艺性
好，简述理由.
（a）图合理
(b）图结构为大的水平面，不利于金属液体的充填,易造成浇不足、冷隔等缺陷；不利于金属夹杂物和气体的排除，易造成气孔、夹渣缺陷;大平面型腔的上表面，因受高温金属液的长时间烘烤,易开裂使铸件产生夹砂结疤缺陷.
7。图示铸件的两种结构设计，应选择哪一种较为合理?为什么？
零件一：（b)合理。它的分型面是一平面，可减少造型工作量，降低模板制造费用。
第一部分 工程材料
四、简答题
1．什么是工程材料?按其组成主要分为哪些种类?
答：工程材料主要指用于机械工程和建筑工程等领域的材料。
按其组成主要分为：金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料。
2．什么是金属的热处理?有哪些常用的热处理工艺?
答：金属热处理就是通过加热、保温和冷却来改变金属整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的工艺方法.
金属热处理工艺可分为普通热处理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工艺）、表面热处理（包括表面淬火和化学热处理)和特殊热处理（包括形变热处理和真空热处理等）。
3．钢退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？
答：钢退火的主要目的是：
①细化晶粒，均匀组织，提高机械性能；
②降低硬度，改善切削加工性;
③消除残余内应力，避免钢件在淬火时产生变形或开裂；
④提高塑性、韧性 ，便于塑性加工
⑤为最终热处理做好组织准备。
常用的退火方法有
完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火、扩散退火、再结晶退火。
4．钢正火的主要目的是什么？正火与退火的主要区别是什么？如何选用正火与退火？
答：钢正火的主要目的是
①细化晶粒，改善组织，提高力学性能；
②调整硬度，便于进行切削加工（↑HB)；
③消除残余内应力,避免钢件在淬火时产生变形或开裂；
④为球化退火做好组织准备。
正火与退火的主要区别是冷却速度不同。
正火与退火的选用：
①不同的退火方法有不同的应用范围和目的，可根据零件的具体要求选用;
②正火可用于所有成分的钢，主要用于细化珠光体组织．其室温组织硬度比退火略高，比球化退火更高；
③一般来说低碳钢多采用正火来代替退火。为了降低硬度，便于加工，高碳钢应采用退火处理.
5．淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪几种？
答：淬火是将钢奥氏体化后快速冷却获得马氏体组织的热处理工艺。
淬火的目的主要是为了获得马氏体，提高钢的硬度和耐磨性。它是强化钢材最重要的热处理方法。
