机械工程材料作业2和答案
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工程材料与机械制造基础第二版课后练习题含答案第一章金属材料选择题1.金属的基本结构单位是()。
A. 原子 B. 分子 C. 离子 D. 高分子2.金属的导电性好,是因为()。
A. 金属原子共用周围电子形成了一个电子云 B. 金属原子之间的原子序数很大 C. 金属原子之间的距离很远D. 金属原子的原子半径很大3.现代材料科学的研究表明,金属的显微结构主要包括()两种结构。
A. 晶体和非晶体B. 多晶和单晶C. 非晶体和薄层结构D. 单晶和二晶轴4.在常温下铁、钨属于()。
A. 非晶态材料 B. 晶态材料 C. 二相材料 D. 单晶体材料5.劈铅试验所测试的是材料()。
A. 塑性 B. 韧性 C. 硬度 D. 强度简答题1.什么是金属材料?金属材料具有哪些特点?2.金属的结晶状态有哪些?请简述它们的特点。
3.介绍一下金属断裂的过程。
4.解释一下热处理和强化的含义。
答案选择题:1. A 2. A 3. B 4. B 5. D简答题:1.金属材料是一类以金属元素为主要组成成分的工程材料,具有一系列特点,如:密度大,强度高,塑性良好,导电导热性好等。
同时,也具有一些不足之处,如:易受腐蚀,疲劳寿命相对较短等。
2.金属的结晶状态主要有三种,分别为单晶、多晶以及非晶态。
单晶指的是具有完整晶格结构的材料,其具有优异的物理性能,但制造成本较高。
而多晶则指晶粒较小、有多个晶粒构成的材料。
这类材料具有低成本、高韧性等特点。
非晶态指材料的内部没有固定的原子排列方式,呈无序状态。
这类材料具有高强度、低应力腐蚀等特点。
3.金属断裂的过程主要包括两个阶段,分别为起始裂纹形成阶段和扩展裂纹阶段。
在起始裂纹形成阶段,由于外力作用,材料内部会出现微小的损伤,如缺陷、气孔等,这些损伤会在外力作用下产生应力集中。
当应力集中超过材料强度极限时,就会出现一条裂纹。
在扩展裂纹阶段,裂纹会不断扩大,细微损伤逐渐聚集,最终导致材料破裂。
《机械电子工程基础2》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1.一阶系统的阶跃响应,(D )A.当时间常数T较大时有振荡B.当时间常数T较小时有振荡C.有振荡D.无振荡2.I型系统开环对数幅频渐近特性的低频段斜率为(B)A.-40(dB/dec)B.-20(dB/dec)C.0(dB/dec)D.+20(dB/dec)3.对于开环频率特性曲线与闭环系统性能之间的关系,以下叙述中不正确的有(A)A.开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳定性B.中频段表征了闭环系统的动态特性C.高频段表征了闭环系统的抗干扰能力D.低频段的增益应充分大,以保证稳态误差的要求4.系统的传递函数(C )A.与输入信号有关B.与输出信号有关C.完全由系统的结构和参数决定D.既由系统的结构和参数决定,也与输入信号有关5.令线性定常系统传递函数的分母多项式为零,则可得到系统的(B )A.代数方程B.特征方程C.差分方程D.状态方程6.根据输入量变化的规律分类,控制系统可分为(A )A.恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统B.反馈控制系统、前馈控制系统前馈—反馈复合控制系统C.最优控制系统和模糊控制系统D.连续控制系统和离散控制系统7.线性定常系统的传递函数,是在零初始条件下(D )A.系统输出信号与输入信号之比B.系统输入信号与输出信号之比C.系统输入信号的拉氏变换与输出信号的拉氏变换之比D.系统输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比8.积分环节的频率特性相位移θ(ω)=(B )A.90°B.-90°C.0°D.-180°9.二阶欠阻尼系统的上升时间定义为(C)A.单位阶跃响应达到稳态值所需的时间B.单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间C.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间D.单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间10.某二阶系统阻尼比为0.2,则系统阶跃响应为(C )A.发散振荡B.单调衰减C.衰减振荡D.等幅振荡11.所谓最小相位系统是指(B)A.系统传递函数的极点均在S平面左半平面B.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面左半平面C.系统闭环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面D.系统开环传递函数的所有零点和极点均在S平面右半平面12.开环系统与闭环系统最本质的区别是(A)A.开环系统的输出对系统无控制作用,闭环系统的输出对系统有控制作用B.开环系统的输入对系统无控制作用,闭环系统的输入对系统有控制作用C.开环系统不一定有反馈回路,闭环系统有反馈回路D.开环系统不一定有反馈回路,闭环系统也不一定有反馈回路13.二阶系统当阻尼比在0-1之间时,如果增加阻尼比,则输出响应的最大超调量将(B)A.增加B.减小C.不变D.不定14.瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的(B)A.单位脉冲函数B.单位阶跃函数C.单位正弦函数D.单位斜坡函数15.时域分析法研究自动控制系统时最常用的典型输入信号是(D)A.脉冲函数B.斜坡函数C.抛物线函数D.阶跃函数16.线性系统与非线性系统的根本区别在于(C)A.线性系统微分方程的系数为常数,而非线性系统微分方程的系数为时变函数B.线性系统只有一个外加输入,而非线性系统有多个外加输入C.线性系统满足迭加原理,非线性系统不满足迭加原理D.线性系统在实际系统中普遍存在,而非线性系统在实际中存在较少17.二阶振荡环节的对数频率特性相位移θ(ω)在(D )之间。
机械工程材料A卷标准答案一、名词解释:(10分)1、固溶强化:固溶体溶入溶质后强度、硬度提高,塑性韧性下降现象。
2、加工硬化:金属塑性变形后,强度硬度提高的现象。
2、合金强化:在钢液中有选择地加入合金元素,提高材料强度和硬度4、热处理:钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
5、细晶强化:晶粒尺寸通过细化处理,使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法(30分)三、(20分)车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58,其余地方为HRC20—25,其加工路线为:下料锻造正火机加工调质机加工(精)轴颈表面淬火低温回火磨加工指出:1、主轴应用的材料:45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒,消除应力;加热到Ac3+50℃保温一段时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火+高温回火4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度5.低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力,表面M+A’心部S回四、选择填空(20分)1.合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是(d)(a)均强烈阻止奥氏体晶粒长大(b)均强烈促进奥氏体晶粒长大(c)无影响(d)上述说法都不全面2.适合制造渗碳零件的钢有(c)。
(a)16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A (b)45、40Cr、65Mn、T12(c)15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi3.要制造直径16mm的螺栓,要求整个截面上具有良好的综合机械性能,应选用(c )(a)45钢经正火处理(b)60Si2Mn经淬火和中温回火(c)40Cr钢经调质处理4.制造手用锯条应当选用(a )(a)T12钢经淬火和低温回火(b)Cr12Mo钢经淬火和低温回火(c)65钢淬火后中温回火5.高速钢的红硬性取决于(b )(a)马氏体的多少(b)淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量(c)钢中的碳含量6.汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性,中心有良好的强韧性,应选用(c )(a)60钢渗碳淬火后低温回火(b)40Cr淬火后高温回火(c)20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7.65、65Mn、50CrV等属于哪类钢,其热处理特点是(c )(a)工具钢,淬火+低温回火(b)轴承钢,渗碳+淬火+低温回火(c)弹簧钢,淬火+中温回火8. 二次硬化属于(d)(a)固溶强化(b)细晶强化(c)位错强化(d)第二相强化9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢,进行固溶处理的目的是(b)(a)获得单一的马氏体组织,提高硬度和耐磨性(b)获得单一的奥氏体组织,提高抗腐蚀性,防止晶间腐蚀(c)降低硬度,便于切削加工10.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击,应选择用(b )(a)20Cr渗碳淬火后低温回火(b)ZGMn13—3经水韧处理(c)W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体,其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
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、V⑵面心立方:-Fe、Al、Cu、Ni⑶密排六方:Mg、Zn2---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4-9 用下列三种方法制造齿轮,哪一种比较理想?为什么?(1)用厚钢板切出圆饼,再加工成齿轮;(2)由粗钢棒切下圆饼,再加工成齿轮;(3)由圆棒锻成圆饼,再加工成齿轮。
2023年春江苏开放大学机械设计第二次作业试题列表判断题题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:21两齿轮啮合的中心距偏离标准中心距时,其传动比仍保持不变。
A正确B错误学生答案:A老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:22带传动多用于机械中要求传动平稳、传动比要求不严格、中心距较大的低速级传动。
A正确B错误学生答案:B老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:23松键连接是依靠上、下工作面传递转矩的。
A正确B错误学生答案:B老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:24渐开线的形状取决于压力角的大小。
A正确B错误学生答案:B老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:25V带传动一般是多根带同时工作,因而与平带相比,其优点之一是传动中,某根带疲劳损坏后可以单独更换。
A正确B错误学生答案:B老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:26两轴相交成90°时,可采用蜗杆传动。
A正确B错误学生答案:B老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:27用展成法加工齿轮时,只要刀具与被加工齿轮的模数和压力角相同,不管被加工齿轮的齿数是多少,都可以用同一把刀具来加工。
A正确B错误学生答案:A老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:28工程实践中螺纹连接多采用自锁性好的三角形粗牙螺纹。
A正确B错误学生答案:A老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:29链传动在一定条件下,链节距越大,承载能力越高,但运动平稳性差,动载荷和噪声越严重。
A正确B错误学生答案:A老师点评:题型:判断题客观题分值2分难度:一般得分:210使用开口销和止动垫片等元件进行防松属于利用附加摩擦力防松。
A正确B错误学生答案:B老师点评:单选题题型:单选题客观题分值3分难度:中等得分:31正常标准直齿圆柱齿轮的齿根高()。
A与齿顶高相比,可能大也可能小B与齿顶高相等C比齿顶高小D比齿顶高大学生答案:D老师点评:题型:单选题客观题分值3分难度:中等得分:32结构简单、承载不大,但要求同时对轴向与周向都固定的联接应采用()。
一、填空题(每空1分,共20分)得分| |阅卷人|1.按照材料的组成、结合键的特点,可将工程材料分为金属材料、陶瓷材料、_____________材料和_____________材料。
2.晶体缺陷,按几何特征可分为______________、______________和______________三种类型。
3.金属结晶的必要条件是_______________,其结晶过程要进行_______________和_______________两个过程。
4.在平衡状态下,低温莱氏体及珠光体的含碳量依次为__________、____________。
5.完全退火适用于_______________钢,其加热温度为_______________,冷却速度缓慢,得到_______________织。
6.按合金元素总含量分,合金钢可分为_______________钢、_______________ 钢、_______________钢。
7.根据石墨形态划分,铸铁可分为______________、______________、______________和______________。
二、单项选择题(每题2分,共20分)得分| |阅卷人|()1.二元合金中,铸造性能最好的是。
A.固溶体合金 B.共晶合金C.共析合金 D.包晶成分合金()2.在立方晶系中指数相同的晶面和晶向。
A.互相平行 B.互相垂直 C.相互重叠 D.毫无关联()3. 实际金属结晶时,可通过控制形核率N和长大速度G的比值来控制晶粒大小,要获得细晶粒,应采用。
A.增大N/G值 B.减小N/G值C.使N/G值保持不变 D.使N/G值先增大后减小()4. 在作疲劳试验时,试样承受的载荷为。
A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.动载荷()5.变形金属再结晶后。
A.形成等轴晶,强度增大 B.形成柱状晶,塑性下降C.形成柱状晶,强度升高 D.形成等轴晶,塑性升高()6.马氏体的硬度主要取决于。
作业1:P131 2-1、3、4、5、8、9作业2:P131-132 2-10、11、14、18、21作业3:P132 2-25、34、37作业4:P133-134 2-40、41、42、43、44、45第2章习题2—1 切削加工由哪些运动组成?它们各有什么作用?2—3 刀具正交平面参考系由哪些平面组成?它们是如何定义的?2—4 刀具的基本角度有哪些?它们是如何定义的?2—5 已知外圆(或端面)车刀切削部分的主要几何角度;试绘出构成外圆(或端面)车刀标注角度参考系的四个参考平面:Pr、Ps、Po、Pn。
局部视图及其相应的七个刀具角度:γo 、αo 、γn 、αn 、Kr 、Kr′、λS。
(各视图均按其投影规则布置)2—8 什么是硬质合金?常用的牌号有哪几大类?一般如何选用?2—9 刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用?如何选用合理的刀具切削角度?2—10 常用的车刀有哪几大类?各有何特点?2—11 什么是逆铣?什么是顺铣?各有什么特点?2—14 砂轮的特性主要由哪些因素所决定?一般如何选用砂轮?2—18 以简图分析进行下列加工时的成形方法,并标明机床上所需的运动。
(1)用成形车刀车外圆锥面;(2)在卧式车床上钻孔;(3)用丝锥攻螺纹;(4)用螺纹铣刀铣螺纹。
2—21 机床的传动链中为什么要设置换置机构?分析传动链一般有哪几个步骤?2—25 CA6140型车床主轴箱中有几个换向机构?能否取消其中一个?为什么?2—34 什么是组合机床?它与通用机床及一般专用机床有哪些主要区别?有什么优点? 2—37 数控机床是由哪些部分组成的?各有什么作用?2—40 试分析下列图示零件的基准:(1)题图2—2所示为齿轮的设计基准、装配基准及滚切齿形时的定位基准、测量基准。
(2)题图2—3所示为小轴零件图及在车床顶尖间加工小端外圆及台肩面2的工序图。
试分析台肩面2的设计基准、定位基准及测量基准。
2—41 试分析下列情况的定位基准:(1)浮动铰刀铰孔;(2)珩磨连杆大头孔;(3)浮动镗刀镗孔;(4)磨削床身导轨面;(5)无心磨外圆;(6)拉孔;(7)超精加工主轴轴颈。
机械工程材料作业(2)一,填空题1,在Fe-Fe3C相图中,共晶点的含碳量为(4.3% ),共析点的含碳量为( 0.77% )。
2.低温莱氏体是(珠光体)和(共晶渗碳体)组成的机械混合物。
3.金属结晶的过程包括形核和长大两个过程。
4.晶核的形成包括自发形核和非自发形核两种形式。
5.晶核的长大包括树枝状生长和平面生长两种形式。
6.金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成,由外向内分别是细等轴晶区柱状晶区、和中心等轴晶区。
7..铸锭的缺陷包括缩孔和缩松、气孔、非金属夹杂物、和成分偏析8.焊缝的组织是铸态组织柱状晶。
9.焊接接头是由焊缝和热影响区构成。
10.冷变形后金属在加热中,随温度的升高或加热时间的延长,其组织和性能一般经历回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。
11..细化晶粒的方法包括增大过冷度、加入形核剂和机械方法。
12改善和提高工程材料性能的主要途径有热处理、合金化和材料改性。
13.预先热处理常用的工艺方法有退火、正火、调质。
14.根据钢中的高低分为(写出含碳量):高碳钢(≥0.6%)、中碳钢(0.25~0.60%)和低碳钢(≤0.25%)。
二,术语解释1.正火将钢加热到Ac3或Accm以上30~500c,保温一段时间,随后取出置于静止空气中冷却。
2.调质对钢材作淬火+高温回火处理,称为调质处理3.淬火将钢加热到AC3以上30~50度,保温一段时间,随后用大于临界冷却速度的方法进行冷却,以获得马氏体组织的热处理方法。
4.回火将淬火后的工件加热至低于A1的某一温度,保温一段时间,然后冷却至室温的工艺。
5.淬透性钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力,即获得马氏体多少的能力。
6.表面淬火仅对工件表面做淬火处理的热处理工艺7.表面形变强化将冷变形强化用于提高金属材料的表面性能,成为提高工件疲劳强度、延长使用寿命的工艺措施8.表面涂覆将材料的表面用其他金属或者非金属涂覆后,可赋予零件表面强烈的光和热的反射性、表面着色装饰性、耐磨、耐腐蚀及其他电、磁功能之效果9.渗碳钢经渗碳、淬火、和低温回火后使用的结构钢10.调制刚经调质处理后使用的结构钢11.弹簧钢用于制造各种弹簧和弹性元件的专用结构钢12.枝晶偏析先结晶的枝干含熔点高组元较多,而后结晶的组元较少,这种现象成为枝晶偏析13.弹性变形外力去除后变形能完全恢复三,选择题1.在铁-碳合金中,当含碳量超过(B)以后,钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。
鲁东大学期末试卷数控技术专业高起专科试卷二课程名称《工程材料与机械制造基础》标准答案一、名词解释(本题共5小题,满分15分,每题3分)1、抗拉强度:材料断裂前所承受的最大应力2、置换固溶体:溶质原子占据溶剂晶格某些节点位置而形成的固溶体3、过冷度:理论结晶温度和实际结晶温度的差值4、退火:将钢加热到适当温度保温,然后随炉冷却的热处理工艺5、球墨铸铁:石墨呈球状的灰口铸铁二、判断题(本题共5小题,满分10分,每题2分)(×)1、随奥氏体中碳含量的增高,马氏体转变后,其中片状马氏体减少,板条状马氏体增多。
(×)2、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。
(×)3、退火工件常用HRC标出其硬度,淬火工件常用HBS标出其硬度。
(√)4、马氏体是碳在α-Fe中所形成的过饱和固溶体;当发生奥氏体向马氏体的转变时,体积发生膨胀。
(×)5、表面淬火既能改变工件表面的化学成分,也能改善其心部组织与性能。
三、选择题(本题共8小题,满分16分,每题2分)1、下列常见晶体缺陷中,属于线缺陷的是( A )。
A.位错B.空位C.晶界D.间隙原子2、在右图所示的二元共晶相图中,Ⅰ合金由液态缓慢冷却到室温后,其室温组织为( B )。
A.α+βⅡB.α+(α+β)+ βⅡC.β+αⅡD.β+(α+β)+ αⅡ3、下列存在于铁碳合金中的相属于金属化合物相的是( D )。
A.铁素体B.奥氏体C.δ铁素体D.渗碳体4、将45钢加热到AC1与AC3之间的某一温度,保温一段时间后,在水中快速冷却到室温,得到的组织为( C )。
A.马氏体B.马氏体+残余奥氏体C.铁素体+马氏体D.珠光体+铁素体5、钢淬火后,在下列哪个温度进行回火属于低温回火( B )。
A.100度B.200度C.300度D.400度6、钢中哪种杂质元素含量过多容易引起钢的冷脆性(P )。
作业01 力学性能 参考答案一、下列情况分别是因为哪一个力学性能指标达不到要求?1. 紧固螺栓使用后发生塑性变形。
( 屈服强度 )2. 齿轮正常负荷条件下工作中发生断裂。
( 疲劳强度 )3. 汽车紧急刹车时,发动机曲轴发生断裂。
( 冲击韧度 )4. 不锈钢圆板冲压加工成圆柱杯的过程中发生裂纹。
( 塑性 )5. 齿轮工作在寿命期内发生严重磨损。
( 硬度 )二、下列现象与哪一个力学性能有关?1. 铜比低碳钢容易被锯割。
( 硬度 )2. 锯条易被折断,而铁丝不易折断。
( 塑性 )p151-4 甲、乙、丙、丁四种材料的硬度分别为45HRC 、90HRB 、800HV 、240HBS ,试比较这四种材料硬度的高低。
答:45HRC →HV :90HRB →HB : 183901307300HRB 1307300HB ≈-=-=所以,800HV >45HRC >240HBS >90HRB 作业02a 金属结构与结晶 参考答案一、判断题( × )1. 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。
( × )2. 室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越低。
二、选择题( b )1. 金属结晶时,冷却速度越快,其实际结晶温度将:a. 越高b. 越低c. 越接近理论结晶温度( b )2. 为细化晶粒,可采用:a. 快速浇注b. 加变质剂c. 以砂型代金属型( c )3. 晶体中的位错属于:a. 体缺陷b. 面缺陷c. 线缺陷d. 点缺陷三、填空题1. 晶体与非晶体结构上的最根本的区别是,晶体内原子排列是:(有规则、周期性的)。
2. γ-Fe的一个晶胞原子数=(4 )。
3. α-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构:体心立方:(α-Fe、V );面心立方:(Al、Cu、Ni );密排六方:(Mg、Zn )4. 实际金属晶体中存在:(点、线、面)三种缺陷,引起晶格(畸变)。
5. 结晶过程是靠两个密切联系的基本过程来实现的,它们是:(形核)和(晶核长大)。
机械工程材料作业(2)一,填空题1,在Fe-Fe3C相图中,共晶点的含碳量为(4.3% ),共析点的含碳量为( 0.77% )。
2.低温莱氏体是(珠光体)和(共晶渗碳体)组成的机械混合物。
3.金属结晶的过程包括形核和长大两个过程。
4.晶核的形成包括自发形核和非自发形核两种形式。
5.晶核的长大包括树枝状生长和平面生长两种形式。
6.金属铸锭的宏观组织是由三个晶区组成,由外向内分别是细等轴晶区柱状晶区、和中心等轴晶区。
7..铸锭的缺陷包括缩孔和缩松、气孔、非金属夹杂物、和成分偏析8.焊缝的组织是铸态组织柱状晶。
9.焊接接头是由焊缝和热影响区构成。
10.冷变形后金属在加热中,随温度的升高或加热时间的延长,其组织和性能一般经历回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。
11..细化晶粒的方法包括增大过冷度、加入形核剂和机械方法。
12改善和提高工程材料性能的主要途径有热处理、合金化和材料改性。
13.预先热处理常用的工艺方法有退火、正火、调质。
14.根据钢中的高低分为(写出含碳量):高碳钢(≥0.6%)、中碳钢(0.25~0.60%)和低碳钢(≤0.25%)。
二,术语解释1.正火将钢加热到Ac3或Accm以上30~500c,保温一段时间,随后取出置于静止空气中冷却。
2.调质对钢材作淬火+高温回火处理,称为调质处理3.淬火将钢加热到AC3以上30~50度,保温一段时间,随后用大于临界冷却速度的方法进行冷却,以获得马氏体组织的热处理方法。
4.回火将淬火后的工件加热至低于A1的某一温度,保温一段时间,然后冷却至室温的工艺。
5.淬透性钢在淬火后获得淬硬层深度大小的能力,即获得马氏体多少的能力。
6.表面淬火仅对工件表面做淬火处理的热处理工艺7.表面形变强化将冷变形强化用于提高金属材料的表面性能,成为提高工件疲劳强度、延长使用寿命的工艺措施8.表面涂覆将材料的表面用其他金属或者非金属涂覆后,可赋予零件表面强烈的光和热的反射性、表面着色装饰性、耐磨、耐腐蚀及其他电、磁功能之效果9.渗碳钢经渗碳、淬火、和低温回火后使用的结构钢10.调制刚经调质处理后使用的结构钢11.弹簧钢用于制造各种弹簧和弹性元件的专用结构钢12.枝晶偏析先结晶的枝干含熔点高组元较多,而后结晶的组元较少,这种现象成为枝晶偏析13.弹性变形外力去除后变形能完全恢复三,选择题1.在铁-碳合金中,当含碳量超过(B)以后,钢的硬度虽然在继续增加,但强度却在明显下降。
A.0.8%B.0.9% C.1.0% D.1.1%2.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成,其晶粒区从表面到中心的排列顺序为( )A.细晶粒区-柱状晶粒区-等轴晶粒区 B.细晶粒区-等轴晶粒区-柱状晶粒区 C.等轴晶粒区-细晶粒区-柱状晶粒区 D.等轴晶粒区-柱状晶粒区-细晶粒区3.在Fe-Fe3C相图中,PSK线也称为()。
A.共晶线B.共析线 C.A3线 D.Acm线4.Fe-Fe3C相图中,共析线的温度为()。
A.724℃ B.725℃ C.726℃ D.727℃5.在铁碳合金中,共析钢的含碳量为()。
A.0.67% B.0.77% C.0.8% D.0.87%6.加热是钢进行热处理的第一步,其目的是使钢获得()。
A.均匀的基体组织B.均匀的A体组织 C.均匀的P体组织 D.均匀的M体组织7.下列温度属于钢的高、中、低温回火温度范围的分别为( A )( D )(B )。
A.500℃ B.200℃ C.400℃ D.350℃8.碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是()。
A.随炉冷却 B.在风中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却9.正火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是(C )。
A.随炉冷却 B.在油中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却10.完全退火主要用于()。
A.亚共析钢 B.共析钢 C.过共析钢 D.所有钢种11.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中,不可能出现的组织是()。
A.P B.S C.B D.M12.退火是将工件加热到一定温度,保温一段时间,然后采用的冷却方式是()。
A.随炉冷却 B.在油中冷却 C.在空气中冷却 D.在水中冷却13,欲要提高18-8型铬镍不锈钢的强度,主要是通过()。
A.时效强化方法B.固溶强化方法C.冷加工硬化方法 D.马氏体强化方法14.20CrMnTi钢根据其组织和机械性能,在工业上主要作为一种()使用。
A.合金渗碳钢 B.合金弹簧钢 C.合金调质钢 D.滚动轴承钢15.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用,其中细化晶粒作用最为显著的有()。
A.Mn,P B.Mn,Ti C.Ti,V D.V,P16.除()元素外,其它合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
A.Co B.Cr C.Mn D.Ti17.优质钢的含硫量应控制在下列()范围内。
A.0.06%~0.05% B.0.05%~0.035%C.0.035%~0.02% D.0.02%~0.015%18.优质钢的含磷量应控制在下列()范围内。
A.0.055%~0.045% B.0.045%~0.035%C.0.035%~0.03%D.0.03%~0.02%四,判断题1. 过共晶白口铁缓冷到室温时,其平衡组织由珠光体和莱氏体组成。
2. 在铁碳合金相图中,钢的部分随含碳量的增加,内部组织发生变化,则其塑性和韧性指标随之提高。
24. 在铁碳合金相图中,奥氏体在1148℃时,溶碳能力可达4.3%。
3.碳溶解在α-Fe中可形成的间隙固溶体称为奥氏体,其溶碳能力在727℃时为0.0218%。
4.在铁碳合金相图中,铁素体在727℃时,溶碳能力可达2.11%。
0.0218%5.在过共析钢中含碳量越多,则其组织中的珠光体量减少,而铁素体量在增多。
28.碳溶解在γ-Fe中所形成间隙固溶体称为铁素体,其溶碳能力在727℃时为0.77%。
2.11%6.亚共析钢缓冷到室温时,其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成。
(F+P)7.奥氏体化的共析钢缓慢冷却到室温时,其平衡组织为莱氏体(珠光体)。
8.在铁碳合金相图中,ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线。
9. 完全退火是将工件加热到Acm(Ac3)以上30~50℃,保温一定的时间后,随炉缓慢冷却的一种热处理工艺。
10合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
11 渗氮处理是将活性氮原子渗入工件表层,然后再进行淬火和低温回火的一种热处理方法。
12 马氏体转变温度区的位置主要与钢的化学成分有关,而与冷却速度无关。
13合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用。
14优质碳素结构钢的牌号用两位数字来表示,如45钢,该数字表示钢的1/10最低抗拉强度值。
(含碳量)15碳素工具钢的牌号,如T8,T12,该数字表示钢的最低冲击韧性值。
(含碳量)16,钢中的含硫量增加,其钢的热脆性增加。
17.钢中的含磷量增加,其钢的热脆性增加。
(冷脆性)18,Cr18Ni9钢是一种马氏体不锈钢。
(奥氏体)19.5CrNiMo钢是合金结构钢。
(合金工具钢)20.40Cr钢是合金渗碳钢。
(合金调质钢)21.20CrMnTi钢是合金调质钢(合金渗碳钢)。
22,GCr15是专用的合金工具钢(滚动轴承钢)。
23,1Cr13钢是奥氏体不锈钢(马氏体不锈钢)24.W18Cr4V钢是不锈钢。
(高速钢)五,分析说明题1,有四个小尺寸的碳素钢试样进行加热:○1wc=0.45%,加热至Ac1~Ac3;○2wc=0.45%,加热至Ac3以上30~500C;○3wc=1.2%,加热至Ac1以上20~300C;○4wc=1.2%,加热至Accm 以上30~500C。
适当保温后水中淬火,哪个试样硬度最高哪个试样硬度最低?说明其原因。
P1122试说明下列钢件应采用何种退火、退火的目的及退火后的组织:○1经冷轧的15钢钢板,要求降低硬度;○2铸造成形的机床床身;○3经锻造过热(晶粒粗大)的wc=0.060%的锻件;○4具有细片状渗碳体组织的高碳钢件,要求改善其切削加工性能。
P1134-53,对零件的力学性能要求高时,为什么要选用淬透性大的钢材?因为决定钢材硬深度和硬度分布的特性叫做钢的淬透性。
本特性是钢的固有特性,由钢的过冷奥氏体稳定性决定,表现为临界冷却速度的大小。
一般情况下对钢进行表面淬火的目的是为了获得马氏体,即经常说钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。
对零件力学性能高时,也就是对硬度、强度、韧度等等之类有更高要求而已。
通过钢件淬火之后经深冷处理,就可以使残余奥氏体转变为马氏体,继而获得稳定的回火马氏体组织,简单说来就是让钢的硬度增加了,像精密零件之类的材料使用要求,也就是力学性能比较高要求达到了。
得出一个结论就是获得稳定马氏体组织越多越好的淬透性钢,也就是淬透性大的钢,继而能够满足零件较高的力学性能要求。
P114 4-84,指出下列碳钢常用的预先热处理方法,确定其最终热处理的淬火温度,并说明各自可能达到的最大硬度。
碳钢中的碳质量分数为:0.20%、0.40%、0.60%、0.80%及1.0%。
,,4-115,一批45钢试样(尺寸φ15×10mm)因其组织粗大,晶粒大小不均匀,而采用退火处理,拟采用以下几种退火工艺,问哪一种正确,试分析其原因。
○1缓慢加热至7000C,保温足够时间,随炉冷却至室温;○2缓慢加热至8400C,保温足够时间,随炉冷却至室温;○3缓慢加热至11000C,保温足够时间,随炉冷却至室温。
4-14方案1,温度过低,保持原始珠光体+铁素体组织方案2,温度合适,保温后可得到较粗大的均匀等轴晶粒,珠光体+铁素体,硬度强度低,一般作为预备热处理方案3,温度过高,过烧,得到极粗大的晶粒,魏氏体基体+氧化的晶界,报废品。
力学性能差若要得到大小均匀的细小晶粒,可以860保温后出炉风冷,较细珠光体+铁素体,:较高的硬度6.试分析产生下列热处理缺陷的原因。
○1一批35钢冷镦螺钉经再结晶退火后发现晶粒异常长大;○2一批45钢锻件完全退火后硬度偏高;○3一批T12手丝锥坯料经球化退火后发现下列缺陷:有Fe3C网,球化不完全,球化后硬度偏高。
4-15 (1)材料经再结晶退火后晶粒长大的原因有两个:1、退火时的加热温度过高;2、冷去速度太慢。
要让晶粒变细只要再进行一次正火处理即可。
(2)(3)温度过高或时间过长冷却过慢,温度过高时间长渗碳体会沿晶界析出成网状,冷却过慢同理。
7说明45钢试样(φ10mm)分别经7000C、7600C、8400C、11000C加热、保温,并在水中冷却得到的室温组织。
4-168甲乙两厂生产同一批零件、材料均选用45钢,硬度要求220~250HB甲厂采用正火,乙厂采用调质,都达到硬度要求。