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1、机械工程材料习题答案王章忠主编第二版例1：某工厂生产精细丝杠，尺寸为40800mm，要求热处理后变形小，尺寸稳定，外表硬度为6064HRC，用CrWMn钢制造;其工序如下：热轧钢棒下料球化退火粗加工淬火、低温回火精加工时效精磨。试分析：1.用CrWMn钢的原因。2.分析工艺安排能否到达要求，怎样改良？丝杠是机床重要的零件之一，应用于进给机构和调节移动机构，它的精度高低直接影响机床的加工精度、定位精度和测量精度，因而要求它具有高精度和高的稳定性、高的耐磨性。在加工处理经过中，每一工序都不能产生大的应力和大的应变；为保证使用经过中的尺寸稳定，需尽可能消除工件的应力，尽可能减少残余奥氏体量。丝杠受力
2、不大，但转速很高，外表要求有高的硬度和耐磨性，洛氏硬度为6064HRC。根据精细丝杠的上述要求，选用CrWMn钢较为适宜。其原因如下：1CrWMn钢是高碳合金工具钢，淬火处理后能获得高的硬度和耐磨性，可知足硬度和耐磨性的要求。2CrWMn钢由于参加合金元素的作用，具有良好的热处理工艺性能，淬透性好，热处理变形小，有利于保证丝杠的精度。目前，9Mn2V和CrWMn用得较多，但前者淬透性差些，适用于直径较小的精细丝杠。对原工艺安排分析：原工艺道路中，由于在球化退火前没有安排正火；机加工后没有安排去应力退火；淬火、低温回火后没有安排冰冷处理等项原因，使得精细丝杠在加工经过中会产生很大的应力和变形，很
3、难知足精细丝杠的技术要求。所以原工艺道路应改为：下料正火球化退火粗加工去应力退火淬火、低温回火冷处理低温回火精加工时效半精磨时效精磨。例2：有一载重汽车的变速箱齿轮，使用中遭到一定的冲击，负载较重，齿外表要求耐磨，硬度为5862HRC齿心部硬度为3045HRC，其余力学性能要求为b1000MPa，OF600MPa，AK48J。试从所给材料中选择制造该齿轮的适宜钢种。35、45、20CrMnTi、38CrMoAl、T12其工艺流程如下：下料锻造正火机加工渗碳淬火低温回火喷丸磨齿。例3：机械式计数器内部有一组计数齿轮，最高转速为350r/min，该齿轮用下列哪些材料制造适宜，并简述理由。40Cr、
4、20CrMnTi、尼龙66。工作条件分析：计数器齿轮工作时，运转速度较低、承受的扭矩很小，齿轮间存在摩擦，因而要求摩擦系数小，耐磨性好。由于该构造特点要求选材时重量要轻，工作噪音要小，在无润滑条件下长时间工作，制造工艺简单，价格便宜，很明显，40Cr，20CrMnTi等合金钢由于价格太贵、太重、加工复杂而不适宜。而尼龙66工程塑料较为适宜。其原因：1有足够的抗弯强度7090MPa和冲击吸收功1045J。2耐磨、减磨、消音、耐应力开裂。340100可长期使用。4有较好的弹性，吸震，防冲击，噪声小。5重量轻。6耐蚀性好。7可用注射法一次成型，制造工艺简单，生产率高，成本低。第一章作业13现有一碳钢
5、制支架刚性缺乏，采用下面三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为何？改用合金钢；进行热处理改性强化；改变该支架的截面与构造形状尺寸。答：选，改变该支架的截面与构造形状尺寸。由于金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。14对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？答：强度、弹性、疲惫极限。19传统的强度设计采用许用应力=0.2/n,为何不能一定保证零件的安全性？有人讲：“安全系数n越大，零件工作时便越安全可靠。，你如何认识这句话？答：传统的强度设计采用=0.2/n，都是假设材料是均匀无缺陷的，而实际上材料中存在着
6、既存或后生的微小宏观裂纹，因而在实际的强度设计中还应考虑材料抵抗脆性断裂的力学性能指标断裂韧度KI，只考虑许用应力=0.2/n是不能保证零件的安全性的。“n越大，零件越安全也是不对的，由于=0.2/n,n增大就会使降低而牺牲材料的强度，将塑性和韧性取大一些，导致偏低而零件的尺寸与重量增加，浪费了原材料。111一般以为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象的原因。答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，由于这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。第二章作业21常见的金属晶体构造有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么
7、特点？Fe、Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种构造？答：常见晶体构造有3种：?体心立方：Fe、Cr、V?面心立方：Fe、Al、Cu、Ni?密排六方：Mg、Zn2-2已知Fe的晶格常数a=3.6要大于Fe的晶格常数a=2.89,但为何Fe冷却到912转变为Fe时体积反而增大？答：Fe冷却到912转变为Fe时体积增大，是由于转变之后面心立方的Fe转变为体心立方的Fe时致密度变小。FeFe晶胞原子数4晶胞原子数2转变之后Fe的体积为3.633(47.83)2个Fe的体积22.893(48.27)。231gFe在室温和1000时各含有多少个晶胞？答：Fe在室温下为体心立方，晶胞原子数
8、为2，这时1gFe的晶胞数(1/566.021023)/2=5.381021个在1000时为面心立方，晶胞原子数为4，这时1gFe的晶胞数(1/566.021023)/42.691021个24已知铜的原子直径为2.56，求其晶格常数，并计算1mm3铜中的原子数。答：a=a=3.62原子数4晶胞数48.41019个26总结讲明实际金属晶体材料的内部构造特点。答：实际金属晶体材料内部存在晶体缺陷：?点缺陷：空位、间隙原子、置换原子?线缺陷：位错?面缺陷：晶界、亚晶界第三章作业32假如其它条件一样，试比拟在下列铸造条件下，所得铸件晶粒的大小；?金属模浇注与砂模浇注；?高温浇注与低温浇注；?铸成薄壁件
9、与铸成厚壁件；?浇注时采用振动与不采用振动；?厚大铸件的外表部分与中心部分。答：晶粒大小：?金属模浇注的晶粒小?低温浇注的晶粒小?铸成薄壁件的晶粒小?采用振动的晶粒小?厚大铸件外表部分的晶粒小33Si、C、N、Cr、Mn、B等元素在Fe中各构成哪些固溶体？答：Si、Cr、Mn构成置换固溶体，C、N、B构成间隙固溶体。34间隙固溶体与间隙化合物在晶体构造与性能上有何区别？举例讲明。答：间隙固溶体的晶体构造与组成合金的一个金属组元的构造一样，它是溶质原子进入金属溶剂晶格的间隙时构成的固溶体，如：F和A，构成间隙固溶体能够提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。间隙化合物的晶体构造与组元的构造不同
10、，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素以X表示与过渡族金属元素以M表示结合，且半径比rX/rM0.59时构成的晶体构造很复杂的化合物，如Fe3C,间隙化合物硬而脆，塑性差。37为何铸造合金常选用接近共晶成分的合金？为何要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？答：共晶成分的合金熔点低，凝固温度区间最小，流动性好，适于铸造。单相固溶体成分的合金强度均匀，塑性好，便于压力加工。38为何钢锭希望减少柱状晶区，而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区？答：在柱状晶区，柱状晶粒相互间的界面比拟平直，气泡缩孔很小，组织比拟致密。但当沿不同方向生长的两组柱状晶相遇时，会构成柱晶间界。柱晶间界
11、是杂质、气泡、缩孔较密集地区，是铸锭的脆弱结合面，故钢锭应减少柱状晶区，以避免在热轧时开裂。对塑性好的铜锭、铝锭不会因热轧而开裂，故往往希望扩大柱状晶区。43冷塑性变形与热塑性变形后的金属能否根据其显微组织加以区别？答：能够通过显微组织来判定是冷塑性变形还是热塑性变形，冷塑性变形后的晶粒形状呈扁平形或长条形，热塑性变形后的晶粒是等轴晶粒。44在常温下为何细晶粒金属强度高，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，
12、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。45金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒？为何？答：再结晶退火必须用于经冷塑性变形加工的材料，其目的是改善冷变形后材料的组织和性能。再结晶退火的温度较低，一般都在临界点下面。若对铸件采用再结晶退火，其组织不会发生相变，也没有构成新晶核的驱动力(如冷变形储存能等)，所以不会构成新晶粒，也就不能细化晶粒。48钨在1000变形加工，锡在室温下变形加工，请讲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)=0.40.5)(3410+273)273=12001568()1000TR(Sn
13、)=0.40.5)(232+273)273=-71-20()25所以W在1000时为冷加工，Sn在室温下为热加工考虑题比拟冲击韧度、断裂韧度的异同点和它们用来衡量材料韧性的合理性。答：一样点：冲击韧度和断裂韧度都反映了材料在塑性变形和断裂的全经过中吸收能量的能力。不同点：冲击韧度一般只用来评定中低强度钢的韧性，仅反映材料在一次大能量冲击加载条件下的抵抗变形与断裂的能力，只适用于均匀的无缺陷材料。而断裂韧度是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，表征了材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。第五章作业5-4根据Fe-Fe3C相图计算，室温下，分别为0.2和1.2的钢中组织组成物的相对量。(1)=0.2%P%0
14、.77%=0.2%P%=26%，F%=74%(2)=1.2%P%0.77%+(1-P%)6.69%=1.2%P%=92.7%，Fe3C=7.3%5-5某仓库中积压了很多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为珠光体和铁素体，其中珠光体占75。问此钢的碳含量大约为多少？答：P%0.77%750.770.5775测试题某碳钢，相组成中，F93。求：1C？属哪种钢？2组织组成物的百分比？答：1C1F6.6976.690.4683，属亚共析钢2=P0.77,P60.8，F1P39.2第六章作业6-2如下列图所示，T12钢加热到Ac1以上，用图示的各种方法冷却，分析
15、各自得到的组织。答:a水中淬火MFe3Cb分级淬火MFe3Cc油中淬火MTFe3Cd等温淬火B下Fe3Ce正火SFe3Cf完全退火PFe3Cg等温退火PFe3C6-3为改善可加工性，确定下列钢件的预备热处理方法，并指出所得到的组织：120钢钢板2T8钢锯条3具有片状渗碳体的T12钢钢坯答:(1)20钢钢板：正火S+F；(2)T8钢锯条：球化退火球状P；(3)具有片状渗碳体的T12钢钢坯:球化退火球状PCm6-4将同一棒料上切割下来的4快45钢试样，同时加热到850，然后分别在水、油、炉、空气中冷却，讲明：各是何种热处理工艺？各获得什么组织？排列一下硬度的大小顺序。答：(1)水冷：淬火M(2)油
16、冷：淬火M+T(3)炉冷：退火P+F(4)空冷：正火S+F硬度顺序：(1)(2)(4)(3)6-5残留奥氏体对钢淬火后的性能有何影响？用什么方法能够减少残留奥氏体的数量？答:残留奥氏体不仅降低了淬火钢的硬度和耐磨性，而且在工件的长期使用经过中，残留奥氏体还会发生转变，使工件形状尺寸变化，降低工件尺寸精度。用“冷处理能够减少残留奥氏体的数量。6-9仓库中有45钢、38CrMoAlA钢和20CrMnTi钢，它们都能够用来制造齿轮，为了知足齿轮的使用要求，问各应进行何种热处理？并比拟它们经热处理后在组织和性能上的不同。答:(1)45钢：先调质，感应加热外表淬火低温回火组织：表层M回,心部S回(2)3
17、8CrMoAlA：先调质，后氮化组织：表层氮化组织，心部S回(3)20CrMnTi：渗碳，淬火低温回火组织：M回少量AR,心部FP6-10某一用45钢制造的零件，其加工道路如下：备料锻造正火粗机械加工调质精机械加工高频感应加热淬火低温回火磨削，请讲明各热处理工序的目的及热处理后的组织。答：正火目的:消除锻造应力,改善切削加工性,同时均匀组织,细化晶粒,为后续热处理作组织准备。组织:晶粒均匀细小的F和S。调质目的:提高塑性、韧性,使零件获得较好的综合力学性能。组织:S回。高频感应加热淬火目的:提高工件外表的硬度和耐磨性,而心部仍保持良好的塑性和韧性。低温回火目的:降低内应力和脆性。表层组织:M回
18、，心部组织：S回。6-12选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺道路各零件均选用锻造毛坯，并且钢材具有足够的淬透性：1某机床变速箱齿轮模数m=4，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢；2某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴径部分要求耐磨HRC50-55，材料选用45钢；3镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆外表有极高的硬度，心部有较高的综合机械性能，材料选用38CrMoALA。4M12丝锥，要求刃部硬度为6062HRC，柄部硬度为3040HRC，材料选用T12A。答:?45钢机床变速箱齿轮:下料锻造正火粗加工调质精加工超音频感应加热淬火+
19、低温回火精磨成品；?45钢机床主轴:下料锻造正火粗加工调质精加工外表淬火+低温回火精磨成品；?38CrMoAlA镗床镗杆:下料锻造退火粗加工调质精加工氮化研磨成品；?T12A丝锥:锻造球化退火机加工淬火低温回火柄部盐浴加热快速退火精加工。测试题：有5根直径为10mm的45钢圆棒，都先经1.840加热淬火、2.760加热淬火、3.调质，然后分别加热到11100；2840；3760；4550；5180，再水冷至室温后各得到什么组织？为何？答：1.840加热淬火11100粗大M(过热淬火)2840M(重新淬火)3760M+F不完全淬火4550S回淬火后高温回火5180M回淬火后低温回火2.760加热
20、淬火11100粗大M(过热淬火)2840M(淬火)3760M+F不完全淬火4550S回F淬火后高温回火5180M回F淬火后低温回火3.调质11100粗大M(过热淬火)2840M(重新淬火)3760M+F不完全淬火4550S回不变5180S回不变27.调质处理后的40钢齿轮，经高频感应加热后的温度T分布如下列图所示。试分析高频感应加热水淬后，轮齿由外表到中心各区、的组织。答：MMF-S回28.确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：1经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；2ZG35的铸造齿轮；3锻造过热后的60钢锻坯；4改善T12钢的切削加工性能。答:1再结晶退火,目的：细化晶粒，均
21、匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化现象，降低了硬度，消除内应力。得到P+FP为等轴晶；2去应力退火,目的：消除铸造内应力。得到P+F；3重结晶退火完全退火、等温退火,目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，改善切削加工性。得到P+F；4球化退火,目的：使片状渗碳体变为球状渗碳体，以降低硬度，均匀组织、改善切削加工性。得到颗粒状P+Fe3C。29.讲明直径为10mm的45钢试样分别经下列温度加热：700、760、840、1100，保温后在水中冷却得到的室温组织。答：30.两个碳质量分数为1.2的碳钢薄试样，分别加热到780和900，保温一样时间奥氏体化后，以大于淬火临界
22、冷却速度的速度冷却至室温。试分析：1哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？2哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？3哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？4哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？5你以为哪个温度加热淬火适宜？为何？答：19002900390047805780，综上所述此温度淬火后得到均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。42.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺道路为：锻造热处理机加工热处理磨加工。1写出其中热处理工序的名称及作用。2制定最终热处理磨加工前的热处理的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。答：1球化退火，作用：利于切削加工，得到
23、球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。淬火低温回火，作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。2工艺规范：760水淬200回火；显微组织：M回+Cm，大致硬度：60HRC。第七章作业72分析15CrMo、40CrNiMo、W6Mo5Cr4V2和1Cr17Mo2Ti钢中Mo元素的主要作用。答：Mo元素的主要作用：115CrMo:提高耐热性240CrNiMo:防止高温回火脆性3W6Mo5Cr4V2:提高热硬性41Cr17Mo2Ti:提高耐蚀性73请给出凸轮的三种不同设计方案材料及相应的处理工艺，并讲明各自的特点。答：1渗碳钢：先渗碳，后淬火低温回
24、火2中碳钢：外表淬火低温回火3中碳钢：氮化4灰铸铁：外表淬火75为普通自行车的下列零件选择其适宜材料：链条；座位弹簧；大梁；链条罩；前轴。答：1链条：20钢2座位弹簧：65钢3大梁：Q2354链条罩：08F5前轴：45钢77某厂用45MnSiV生产高强韧性钢筋，现该钢无货，但库房尚有15、25MnSi、65Mn、9SiCr钢，试问这四种钢中有无可代替上述45MnSiV钢筋的材料？若有，应如何进行热处理？其代用的理论根据是什么？答：25MnSi可代替45MnSiV，15钢、65Mn和9SiCr不能代替。25MnSi热处理：正火理论根据：得到SF78试比拟T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2作为
25、切削刀具材料的热处理、力学性能特点及适用范围，并由此得出一般性结论。答：T9的热处理：淬火低温回火。力学性能：硬度高，韧性中等，无热硬性，综合力学性能欠佳。适用范围：用于尺寸不大，形状简单，要求不高的低速切削工具。9SiCr热处理：淬火低温回火。力学性能：硬度和耐磨性良好，无热硬性，综合力学性能优于T9。适用范围：用于制造尺寸较大，形状复杂，受力要求较高，切削速度不高的刀具。79从Cr12Cr12MoVCr4W2MoV的演变经过，谈谈冷作模具钢的成分、组织、使用性能及应用之间的关系。答：Cr12的碳含量为22.3，属莱氏体钢，具有优良的淬透性和耐磨性，但韧性较差，应用正逐步减少。Cr12MoV
26、的碳含量为1.451.70，在保持Cr12钢优点的基础上，其韧性得以改善，并具有一定的热硬性，在用于对韧性缺乏而易于开裂崩刃的模具上时，已取代Cr12钢。Cr4W2MoV的碳含量为1.01.25,韧性明显改善，综合力学性能较佳，用于代替Cr12型钢制造易崩刃开裂的冷作模具。综上所述，随着三种钢碳含量的降低，韧性逐步改善。711试全面分析选定一塑料模具材料时应考虑的主要因素。答：要根据塑料制品的种类、形状、尺寸大小与精度以及模具使用寿命和制造周期来选用钢材。712一般而言，奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性，试问它能否在所有的处理状态和使用环境均是如此？为何？由此得出一般性结论。答：奥氏体不锈钢只要在
27、固溶状态下，组织为单一奥氏体时才具有耐蚀性。如：奥氏体不锈钢在450850范围加热时，晶界上会析出碳化物，发生晶间腐蚀。718机床的机身、床脚和箱体为何宜采用灰铸铁制造？能否用钢板焊接制造？试就两者的实用性和经济性作扼要的比拟。答：机床的机身、床脚和箱体之所以宜采用灰铸铁铸造，是由于灰铸铁减震性能好，若用钢板焊接制造，减震性能不够，成本高，不经济。719为何可锻铸铁适宜制造壁厚较薄的零件？而球墨铸铁却不宜制造壁厚较薄的零件？答：可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火得到的，有良好的塑性韧性，经过不同的热处理工艺，可锻铸铁可获得不同的基体组织，可知足各种零件的特殊性能要求，故可锻铸铁合适制造壁厚较薄零
28、件。而球墨铸铁在制造经过中要参加球化剂，而球化剂以镁为主，镁的存在容易生成渗碳体，白口倾向严重，故球墨铸铁不合适制造壁厚较薄零件。720为下列零件或构件确定主要性能要求、适用材料及简明工艺道路。机床丝杠；大型桥梁；载重汽车连杆；载重汽车连杆锻模；机床床身；加热炉炉底板；汽轮机叶片；铝合金门窗挤压模；汽车外壳；手表外壳答：机床丝杠性能要求：强度高，耐磨，综合力学性能好。适用材料：38CrMoAlA工艺道路：下料锻造退火粗加工调质精加工氮化研磨成品大型桥梁性能要求：强度高，具有足够的塑性、韧性、良好的焊接性和冷热塑性加工性能适用材料：Q420工艺道路：载重汽车连杆性能要求：高的强度、韧性和耐冲击性
29、能适用材料：40Cr工艺道路：载重汽车连杆锻模性能要求：高的硬度、耐磨性和热疲惫性能适用材料：5CrNiMo工艺道路：机床床身性能要求：良好的减震性和铸造性能适用材料：HT150工艺道路：加热炉炉底板性能要求：良好的耐热性适用材料：耐热铸铁：RTCr2工艺道路：汽轮机叶片性能要求：良好的耐热性、塑性、韧性、焊接性、抗疲惫性能适用材料：热强钢:1Cr13,2Cr13工艺道路：铝合金门窗挤压模性能要求：良好的韧性、耐热性和抗疲惫性能适用材料：4Cr5MoSiV工艺道路：汽车外壳性能要求：良好的塑性韧性适用材料：08F工艺道路：手表外壳性能要求：良好的耐蚀性，耐磨性适用材料：3Cr13工艺道路：第八
30、章作业81铝合金的热处理强化和钢的淬火强化有何不同？答：铝合金热处理的主要工艺方法有退火、淬火和时效。退火铝合金的退火有下列几种：1再结晶退火在再结晶温度以上保温一段时间后空冷，用于消除变形工件的加工硬化，提高塑性，以便继续进行成形加工。2低温退火目的是消除内应力，适当增加塑性，通常在180300保温后空冷。3均匀化退火目的是消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。淬火固溶处理将铝合金加热到固溶线以上保温后快冷，使第二项来不及析出，得不到过饱和不稳定单一固溶体。淬火后铝合金的强度和硬度不高，具有很好的塑性。时效将淬火后铝合金在室温或低温加热下保温一段时间，随时间
31、延长，其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象，称为时效。钢的淬火强化是将钢加热到Ac3或Ac1以上某一温度以适当速度冷却，获得马氏体或下贝氏体组织，进而使钢具有较高的力学性能。第九章作业92简述高分子化合物的力学性能和物理化学性能特点。答：一、高分子化合物的力学性能一高弹性二粘滞性1.蠕变和应力松弛2.滞后和内耗三强度和断裂1.强度2.断裂3.韧性四耐磨性二、高分子化合物的物理化学性能一电化学性能二热性能三化学稳定性93什么是高聚物的老化？怎样防止老化？高聚物改性方法有哪些？答：高分子化合物在长期存放和实用经过中，由于受光、热、氧、机械力、化学介质和微生物等因素的长期作用，性能逐步变差，如变硬、
32、变脆、变色，直到失去使用价值的经过称为老化。防止老化的措施主要有下面方法：对高聚物改性，改变大分子的构造，提高其稳定性；进行外表处理，在材料外表镀上一层金属或喷涂一层耐老化涂料，隔绝材料与外界的接触；参加各种稳定剂，如热稳定剂，抗氧化剂等。高分子材料的改性方法：一填充改性二加强改性三共混改性四化学改性第十章作业101陶瓷材料的显微组织构造包括哪三相？它们对陶瓷的性能有何影响？答：陶瓷材料是多相多晶材料，一般由晶相、玻璃相和气相组成。其显微构造是由原料、组成和制造工艺所决定的。晶相是陶瓷材料的主要组成相，是化合物或固溶体。晶相分为主晶相、次晶相和第三晶相等主晶相对陶瓷材料的性能起决定性的作用玻璃
33、相是一种低熔点的非晶态固相。它的作用是粘接晶相，填充晶相间的空隙，提高致密度，降低烧结温度，抑制晶粒长大等。气相气孔是指陶瓷孔隙中的气体。陶瓷的性能受气孔的含量、形状、分布等的影响。气孔会降低陶瓷的硬度，增大介电损耗，降低绝缘性，降低致密性，提高绝热性和抗振性。107比拟T10A、W6Mo5Cr4V2、YG8刀具材料在使用状态的组织和主要性能特点。答：T10A属于过共析钢，淬火后钢中有未熔的过剩碳化物，增加钢的耐磨性。适用于制造工作时不变热的工具。W6Mo5Cr4V2属钨铝系高速钢,其碳化物分布的均匀性、韧性和高温塑性均超过W18Cr4V，但是，耐磨性比W18Cr4V略差，切削性能则大致一样。
34、这一钢种目前我国主要用于热轧刀具如麻花钻，可以用于制作大尺寸刀具。YG8钨钴类硬质合金，由WC和Co组成，具有较高的强度和韧性，主要用于制造刀具、模具、量具、耐磨零件等。其刀具主要用来切削脆性材料，如铸铁和有色金属等。第十一章作业111什么是复合材料？有哪些种类？复合材料的性能有什么特点？答：由两种以上在物理和化学上不同的物质结合起来而得到的一种多相固体材料，称为复合材料。复合材料的种类很多，目前尚无统一的分类方法，通常可根据下面的三种方法进行分类。按基体材料分类可分为树脂基又称为聚合物基，如塑料基、橡胶基等复合材料、金属基如铝基、铜基、钛基等复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基和碳/碳基复合材料
35、等。按加强相的种类和形态分类可分为纤维加强复合材料、颗粒加强复合材料、叠层复合材料、骨架复合材料以及涂层复合材料等。按复合材料的性能分类可分为构造复合材料和功能符合材料。复合材料的性能主要取决于基体相和加强相的性能、两相的比例、两相间界面的性质和加强相几何特征。复合材料既保持了组成材料各自的最佳特性，又有单一材料无法比较的综合性能。一力学性能1.比强度和比模量复合材料具有比其他材料都高的比强度和比模量，尤其是碳纤维/环氧树脂复合材料。2.疲惫性能纤维加强复合材料具有较小的缺口敏感性，其纤维和基体间的界面能有效的阻止疲惫裂纹的扩展，因而具有较高的疲惫极限。而且纤维加强复合材料有大量独立的纤维，受
36、载后如有少数纤维断裂，载荷会迅速重新分布到其他纤维上，不会产生忽然毁坏，断裂安全性好。3.其他性能复合材料的比模量高，因而其自振频率也高。而且复合材料的界面有较高的吸振能力，材料的阻尼特性很好。因而复合材料具有良好的减振性能。大多数纤维加强复合材料具有良好的高温强度、高温弹性模量和抗蠕变性能。很多树脂基、金属基、陶瓷基复合材料还具有良好的耐磨性能。二物理、化学性能复合材料的密度低、膨胀系数小。很多复合材料具有导电、导热、压电效应、换能、吸波等特殊性能。有些复合材料还具有良好的耐热性和化学稳定性。第十二章作业123请讲明焊接用磁性夹具的材料与工作原理。答：磁致伸缩材料铁磁性材料在外磁场的作用下发生形状和尺寸的改变在磁化方向和垂直方向发生的尺寸收缩，此为磁致伸缩效应；与此相反，在拉压力的作用下，材料本身在受力方向和垂直方向上发生磁化强度的变化，此为压磁效应。127请给出三种可用作变压器铁芯的材料，并比拟其特点。答：铁硅合金，其优点是因Si的参加，电阻升高，涡流损失降低，磁性能比电工纯铁优越得多；缺点是脆性和硬度迅速增高，这给其加工带来了一定的难度。非晶和微晶软磁材料，此类磁性材料具有极优良的软磁性能，如高磁导率、高饱和磁感应强度、低矫顽力，低磁滯损耗，良好的高频特性、力学性能和耐蚀性等，是开发磁性材料的一次飞越。