工程材料習題解答

1、11212假設塑性變形時材料體積不變，那么在什么情況下塑性指標δ、ψ之間能建立何種數(shù)學關系。解：無頸縮情況下，L0S0＝L1S1……①δ＝（L1L0）L0，ψ＝（S0S1）S0……②②代入①化簡得（δ1）(1ψ)=11313現(xiàn)有一碳鋼制支架剛性不足，采用以下三種方法中的哪種方法可有效解決此問題？為什么？①改用合金鋼；②進行熱處理改性強化；③改變改支架的截面與結(jié)構(gòu)形狀尺寸。答：選用第三種。因為工件的剛性首先取決于其材料的彈性模量E，又與該

2、工件的形狀和尺寸有關。而材料的彈性模量E難于通過合金化、熱處理、冷熱加工等方法改變，所以選第三種。l5l5在零件設計與選材時，如何合理選擇材料的σp、σe、σs、σb性能指標各舉一例說明。答：σp：當要求彈性應力和彈性變形之間保持嚴格的正比關系時。σ工?σpσe：工程上，對于彈性元件，要求σ工?σeσs：對于不允許有明顯塑性變形的工程零件，要求σ工?σsσb：對塑性較差的材料，要求σ工?σb例如：σp炮管、σe彈性元件、σs緊固螺栓、σ

3、b鋼絲繩1616現(xiàn)有兩種低強度鋼在室溫下測定沖擊韌性，其中材料A的AK=80J，材料B的AK=60J，能否得出在任何情況下材料A的韌性高于材料B，為什么？答：不能。因為影響沖擊韌性的因素很多。1717實際生產(chǎn)中，為什么零件設計圖或工藝卡上一般是提出硬度技術要求而不是強度或塑性值？答：這是由它們的定義、性質(zhì)和測量方法決定的。硬度是一個表征材料性能的綜合性指標，表示材料表面局部區(qū)域內(nèi)抵抗變形和破壞的能力，同時硬度的測量操作簡單，不破壞零件，

4、而強度和塑性的測量操作復雜且破壞零件，所以實際生產(chǎn)中，在零件設計圖或工藝卡上一般提出硬度技術要求而不提強度或塑性值。2121常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種：它們的原于排列和晶格常數(shù)有什么特點。α—Fe、γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬何種結(jié)構(gòu)答：體心：α—Fe、Cr、V面心：γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、密排六方：Mg、Zn2222已知γFe的晶格常數(shù)要大于αFe的晶格常數(shù)，但為什么γFe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、αFe時，體積反而增大？答：這是因為這兩種晶格的致密度不同，γFe的致密度是74%，αFe的致密度是68%，當γFe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)棣罠e時，由于致密度變小，導致了體積反而增大。2525總結(jié)說明實際金屬晶體材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點。答：金屬晶體內(nèi)原子排列總體上規(guī)則重復，常見體心、面心、密排六方三各晶格類型。但也存在不完整的地方，即缺陷，按幾何形態(tài)分為點、線、面缺陷。3131如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下，所得鑄件晶粒的大?。?

6、1)金屬模澆注與砂模澆注；(2)高溫澆注與低溫澆注；(3)鑄成薄壁件與鑄成厚壁件；(4)澆注時采用振動與不采用振動；3∵加工溫度大于再結(jié)晶溫度，∴屬于熱加工4949用下列三種方法制造齒輪，哪一種比較理想為什么(1)用厚鋼板切成圓板，再加工成齒輪(2)用粗鋼棒切下圓板，再加工成齒輪；(3)將圓棒鋼材加熱，鍛打成圓餅，再加工成齒輪。（4）下料后直接擠壓成形。答：第四種。下料后直接擠壓成形，保留纖維組織。44１０１０、用一根冷拉鋼絲繩吊裝一大

7、型工件進入熱處理爐，并隨工件一起加熱到1000℃保溫，當出爐后再次吊裝工件時，鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因。答：冷拉鋼絲繩是利用加工硬化效應提高其強度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強度增加，處于加工硬化狀態(tài)。在1000℃時保溫，鋼絲將發(fā)生回復、再結(jié)晶和晶粒長大過程，組織和結(jié)構(gòu)恢復到軟化狀態(tài)。在這一系列變化中，冷拉鋼絲的加工硬化效果將消失，強度下降，在再次起吊時，鋼絲將被拉長，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強度將比保溫前低，所以

8、發(fā)生斷裂。５１、分析含碳量ＷC分別為0.2%、0.45%、0.8%、1.2%的鐵碳合金在極緩慢冷卻時的組織轉(zhuǎn)變過程，繪出室溫組織示意圖并在圖上標出組織組成物名稱。答：0.2%：AFAFP0.45%：AFAFP0.8%：AP1.2%：AFe3CAFe3CP5252分析一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體的異同之處。答：同：性能異：一次滲碳體從液態(tài)中析出，為長條狀。二次滲碳體從Ａ中析出，為網(wǎng)狀。三次滲碳體從Ｆ中析出，為

9、點狀。共晶滲碳體與Ａ共晶反應生成，為塊狀。共析滲碳體與Ｆ共析反應生成，為長條狀。5454某倉庫中積壓了許多退火狀態(tài)的碳鋼，由于鋼材混雜不知其化學成分現(xiàn)找出一根，經(jīng)金相分析后發(fā)現(xiàn)組織為珠光體和鐵素體，其中鐵素體占80％(體積分數(shù))。問此鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)大約為多少？解：組織為珠光體和鐵素體，所以是亞共析鋼，C全在P中，Wc=0.77%20%=0.154%５33根據(jù)鐵碳相圖計算：(１)室溫下，Ｗc為0.2％的鋼中珠光體和鐵素體的相對量；(2)