机械制造基础第一章 金属材料的力学性能习题解答

机械制造基础习题集答案第一部分工程材料及热处理一、填空题1．力学性能、物理性能、化学性能2．σb、σs、HB 或HRC、δ、φ、αk3．体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格4．体心立方、α、面心立方、γ、面心立方、γ、体心立方、δ5．晶核形成、晶核长大、同时进行6．平衡结晶温度、过冷7．平衡结晶温度与实际结晶温度、过冷度、△T8．自发形核、非自发行核、在液态金属中加入少量变质剂(孕育剂）作为人工晶核9．强度、硬度、塑性、韧性、增加冷却速度、变质处理、振动10. 两种或两种以上金属元素或金属元素与非金属元素、金属、组元11. 相同化学成分、相同晶体结构、界面12. 固溶体、金属化合物、机械混合物13. 强度、硬度、塑性和韧性14. 溶质原子、位错、位错15. Fe、C、铁素体F、奥氏体A、渗碳体Fe3C、珠光体P、莱氏体Ld16. 共析、铁素体F、渗碳体Fe3C、越好17。

（1）铁碳合金的固相线,也是莱氏体共晶转变线(2）珠光体共析转变线（3）奥氏体转变为铁素体的开始线（常称A3线）（4）碳在铁素体中的溶解度线18. 加热、保温、冷却、整体或表层的组织、性能19. 珠光体、组织越细20. 碳在α—Fe中的过饱和固溶体、-50℃-230℃、硬度很高21。

缓慢冷却、完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、细化晶粒、改善组织、消除内应力22. 快速连续冷却、马氏体23. 回、内应力、变形、开裂24. 淬火后所能达到的硬度值的大小、钢的含碳量25. 淬火、高温回火、综合机械26. （1)低碳钢、中碳钢、高碳钢、＜0.25%、0.25%—0.6%、＞0。

6%(2）结构钢、工具钢、特殊性能钢27. 合金结构钢、合金工具钢、特殊性能合金钢28。

灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁29. 球化、孕育、铸造30. 高分子材料、无机非金属材料、复合材料31。

金属基体、树脂基、陶瓷基32. 机械零件丧失其规定功能二、判断题1.×2。

第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。

(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。

(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。

(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。

(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。

(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。

(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。

(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。

(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。

(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。

(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。

(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。

(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。

(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。

(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。

(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。

(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。

(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。

第一单元3.【提示】可从取样和加工两个方面分别加以阐述。

8.高碳钢力－伸长曲线上没有屈服阶段，而且在产生少量均匀塑性变形后就突然断裂。

10.实质上都表示材料对微量塑性变形的抗力，区别是：①各性能指标的物理意义不同，②对残余塑性变形量的要求不同，R p要求的残余延伸率最小，③测试方式的区别，有的是了加载时测量的，而有的是卸载时测量的。

11.弹性极限为精密弹簧以及不允许产生任何微量塑性变形等零件的失效抗力指标。

屈服强度是工程技术上重要的力学性能指标之一，也是大多数机械零件或工程构件选材和设计的依据。

抗拉强度脆性材料设计和选材的主要指标。

19. R eL＝400MPa，R m＝600MPa，A=24%，Z=47%。

这批钢材合格。

第二单元3.选择灰铸铁，因为灰铸铁具有良好的消振性和抗压强度。

4.（1）能明显地显示脆性或低塑性材料的塑性，适合评定铸铁、硬质合金、工具钢等材料的抗弯强度和塑性。

（2）试样表面应力最大、中心为零，可以较灵敏地反映材料的表面缺陷情况。

（3）对试样的要求比拉伸时宽松，操作简单。

7.进行缺口试样轴向静拉伸试验，测定NSR。

低碳钢对缺口不敏感。

高碳钢对缺口比较敏感，表面缺口处成应力集中，因材料不存在屈服，当缺口附近最大应力值达到材料的抗拉强度时，便产生断裂。

铸铁虽也属脆性材料，但由于其内部组织中有夹渣、气孔及石墨存在，其内部组织的不均匀性已远大于外部应力集中的影响，而工件表面截面形状的改变反而不会对构件承载能力造成明显的影响，所以对缺口不敏感。

8. 【提示】缺口强化。

10. (1) 渗碳层的硬度分布—HRC或HV；(2) 淬火钢—HRC；(3) 灰铸铁—HBW；(4) 鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体—显微维氏硬度；(5) 仪表小黄铜齿轮—HRB；(6) 龙门刨床导轨—HS或HL；(7) 渗氮层—HV或HK；(8) 高速钢刀具—HRC；(9) 退火态低碳钢—HBW；(10)硬质合金—HRA或HV。

材料力学性能习题及解答库第一章习题答案一、解释下列名词1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

2、滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。

3、循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性。

4、包申格效应：先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现ζ e 升高或降低的现象。

5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6、塑性、脆性和韧性：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。

韧性：指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力7、解理台阶：高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶；8、河流花样：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。

9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，这些平面称为解理面。

10、穿晶断裂和沿晶断裂：沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，一定是脆断，且较为严重，为最低级。

穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。

11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。

二、说明下列力学指标的意义1、E(G): E(G)分别为拉伸杨氏模量和切变模量，统称为弹性模量，表示产生100%弹性变形所需的应力。

2、Z r 、Z 0.2、Z s: Z r :表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

ζ 0.2:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。

Z S:表征材料的屈服点。

3、Z b韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。

4、n:应变硬化指数，它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。

5、3、δ gt、ψ : δ是断后伸长率，它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。