机械力学性能试题与参考答案

1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页作业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：45HRCHV： 90HRBHB： 所以，800HV45HRC240HBS90HRB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

2、. 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. -Fe的一个晶胞原子数 =（ 4 ）。3. -Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构：体心立方：（ -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 ）。6. 当对金属液体进行变质处理时，变质剂可起到增加 （ 晶核 ）数量的作用。7. 过冷度是指（ 理论结晶 ）温度与（ 开始结晶 ）温度之差。8. 在实际应用中，细晶粒金属材料往往具有较好的常温力学性能，细化晶粒常采用：（ 提高过冷度 ）和（ 变质处理 ）和振动结晶等措施.作业02b合金结晶与相图参考答案一、填空题1. 溶质溶入使固

3、溶体的强度和硬度（ 提高 ），这种现象叫 （ 固溶强化 ），其原因是 （ 晶格 ）畸变，引起变形抗力增加。2. 间隙固溶体与间隙相的区别是：间隙固溶体的晶格类型与溶剂 （ 相 ）同， 间隙相的晶格类型与任一组元都 （ 不 ）同。3. 共晶转变的特点是转变过程温度 （ 恒定不变 ）。4. 与纯金属相比，合金具有更 （ 高 ）的强度、硬度。二、问答题将20kg纯铜和30kg纯镍熔化后慢冷至T1温度，求此时：(1) 液、固两相L和的化学成分(2) 两相的相对重量(3) 两相的质量答: 整个合金含Ni的质量分数为：X = 30/(20+30) = 60% (1) 两相的化学成分为：液相XL = 50%固相X = 80%(2) 两相的相对重量为：液相mL = (80-60) / (80-50) 67%固相m = 1- 67% = 33%(3) 两相的质量为：液相ML = 5067% = 33 ( kg )固相M = 5033% = 17 ( kg )作业02cFe-C相图参考答案一、判断题（ ）1. 铁素体的本质是碳在-Fe 中的间隙相。（ ）2. 珠光体P实质上是由铁素体F和渗碳体Fe3C两个

4、相组成。（ ）3. 在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳含量为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反应。（ ）4. 退火状态（接近平衡组织）的亚共析钢中，碳含量为0.45%比0.20%的塑性和强度都高。二、选择题（ a ）1. 奥氏体是：a. 碳在- Fe 中的间隙固溶体b. 碳在- Fe 中的间隙固溶体c. 碳在- Fe 中的置换固溶体（ b ）2. 珠光体是一种：a. 单相固溶体b. 两相混合物c. Fe 与 C 的化合物三、问答题1. 设珠光体P的硬度HP =200HBS，伸长率P =20%； 铁素体F的硬度HF =80HBS，伸长率F =50% 。计碳含量X（wC）=0.45% 碳钢的硬度H和伸长率。0 0.45 0.77XF X XP答: (1) P的碳含量XP = 0.77 %F的碳含量XF 0 %(2) 碳钢中P和F的相对重量为：F = ( XP - X ) / (XP - XF ) = ( 0.77 - 0.45 ) / ( 0.77-0 ) 42%P = 1- 42 % = 58 %(3) 碳钢的硬度H = HP P + HF F = 20058% + 8042% = 150

5、( HBS )碳钢的伸长率 = P P + F F = 20%58% + 50%42% = 33 %2. 用显微镜观察某亚共析钢，估计其中的含珠光体的体积分数为80%，估算此钢的碳含量。答: 亚共析钢室温组织是由珠光体P和铁素体F组成：(1) P的碳含量XP = 0.77 %F的碳含量XF 0 %(2) 珠光体的相对重量P 80%铁素体的相对重量F = 1- P = 1- 80 % = 20 %(3) 钢的碳含量X = XP P + XF F = 0.77 %80% + 0 %20% 0.62 %作业03a热处理基础参考答案一、判断题（ ）1. 马氏体M的本质是C在- Fe中的过饱和固溶体。当奥氏体A向M转变时，体积要收缩。（ ）2. 当共析成分的奥氏体A在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（ ）3. 马氏体M中C的过饱和度大，固溶强化效果显著，所以其硬度很高。（ ）4. 高碳马氏体中C的过饱和度大，晶格畸变大，所以其脆性大。二、选择题（ a ）1. 奥氏体A向珠光体P的转变是：a. 扩散型转变b. 非扩散型转变c. 半扩散型转变（ c ）2. 共析钢的过冷A在550

6、350的温度区间等温转变时，所形成的组织是：a. 索氏体Sb. 下贝氏体B下c. 上贝氏体B上d. 珠光体P（ c ）3. 马氏体M的硬度取决于： a. 冷却速度b. 转变温度c. 碳含量三、填空题1. 在过冷奥氏体等温转变产物中，P和T都是（ 层片 ）状的珠光体型组织，但T的层片间距较（ 小 ）。2. 用光学显微镜观察，上B的组织特征呈（ 羽毛 ）状，而下B则呈（ 黑色针 ）状。3. 马氏体的显微组织形态主要有（ 板条 ）状、（ 针或片 ）状两种。其中（ 板条 ）状M的韧性较好。四、问答题直径为10mm 的共析钢小试样加热 Ac1+ 30，用图示的冷却曲线进行冷却，各得到的什么组织，属于什么热处理方法？答: a：M +残余A单液淬火b：M +残余A分级淬火c：T + M油冷淬火d：B下等温淬火e：S正火f：P退火g：P等温退火作业03b热处理工艺参考答案一、判断题（ ）1. 高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。（ ）2. 表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改变心部组织和性能。（ ）3. 经退火后再高温回火的钢，能得到回火S组织，具有良好的综合机械性能。（ ）4. 钢的淬透

7、性高，则其淬透层的深度也越大。二、选择题（ b ）1. 淬硬性好的钢具有：a. 高的合金元素含量b. 高的含C量c. 低的含C量（ a ）2. 对形状复杂、截面变化大的零件进行淬火时，应选用：a. 高淬透性钢b. 中淬透性钢c. 低淬透性钢（ b ）3. 直径为10mm的40钢（Ac3 = 780）的常规淬火温度大约为：a. 750b. 850c. 920（ a ）4. 上述正确淬火后的显微组织为：a. Mb. F + Mc. M + P（ b ）5. 完全退火主要适用于：a. 共析钢b. 亚共析钢c. 过共析钢（ b ）6. 钢的回火处理是在：a. 退火后进行b. 淬火后进行c. 正火后进行（ c ）7. 20钢的渗C温度范围是：a. 600650b. 800820 c. 900950d. 10001050（ c ）8. 钢的淬透性主要取决于：a. C含量b. 冷却介质c. 合金元素三、填空题1. 球化退火的主要目的是（ 降低 ）硬度，（ 提高 ）切削性及韧性，它主要适用于（ 过共析 ）钢。2. 亚共析钢和过共析钢的正常淬火温度范围分别是（ Ac3 + 3050 ）和（ Ac1 +

8、3050 ）。3. 淬火钢进行回火的目的是（ 减少或消除 ）淬火应力，（ 调整 ）力学性能，（ 稳定 ）工件的组织和尺寸。回火温度越高，钢的强度与硬度越（ 低 ）。4. 钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越（ 靠右 ），说明临界冷却速度越（ 小 ）。作业05铸铁参考答案一、判断题（ ）1. 可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。（ ）2. 球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能。（ ）3. 可以通过球化退火使灰铸铁变成球墨铸铁。二、填空题1. 影响石墨化的主要因素是（ 化学成分 ）和（ 冷却速度 ）。2. 灰铸铁中C主要以（ 片 ）状的（ 石墨 ）形式存在。3. 可锻铸铁中石墨的形态为（ 团絮状 ）。4. 球墨铸铁中石墨的形态为（ 球状 ），应力集中效应（ 小 ），所以其强度、塑韧性较灰铸铁（ 高 ）。5. HT200牌号中“HT”表示（ 灰铸铁 ）, “200”表示（ b200 MN/m2 ）。6. 生产球墨铸铁常选用（ 稀土Mg ）作球化剂。7. 形状复杂的大型铸铁件在500600进行时效处理，目的是（ 消除内应力 ）。作业06非铁金属参考答案填空题1. H59属于（ 普通黄铜 ），“59”表示（ 含Cu 59% ）。2. ZCuSn10P1属于（ 铸造Sn青铜 ），“10”表示（ 含Sn 10% ）。3. QBe2属于（ Be青铜 ），“2”表示（ 含Be 2% ）。4. ZChSnSb11-6属于（ Sn基轴承合金 ），“11”表示（ 含Sb 11% ）。5. LC4属于（ 超硬Al合金 ）, LF21属于（ 防锈Al合金 ）。6. 铝合金件淬火后于140进行时效处理，目的是（ 提高强度 ）。7. 下列材料常用的强化方法：紫铜

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