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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械工程材料习题答案其次章作业21 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：体心立方：Fe、Cr、V 面心立方：Fe、Al 、Cu、Ni 密排六方： Mg、Zn 2-7 为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情形下不显示出各向异性？答：由于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； 而多晶体是由许多个单晶体所组成,它在各个方向上的力相互抵消平稳,因而表现各向同性；第三章作业 32 假如其它条
2、件相同,试比较在以下铸造条件下,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 薄壁件与铸成厚壁件； 浇注时采纳振动与不采纳振动；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 采纳振动的晶粒小 厚大铸件外表部分的晶粒 小名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章作业44 在常温下为什么细晶粒金属强度高,多晶体塑性变形的特点予以说明；且塑性、韧性也好？试用答：晶粒细小而匀称, 不仅常温下强度较高, 而且塑性和韧性也较好,即强韧性好；缘由
3、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,变形匀称而分散,削减应力集中；3韧性好：晶粒越细,晶界越曲折,裂纹越不易传播；46 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 715 天,然后 再精加工；试说明这样做的目的及其缘由？答：这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行缘由用木锤轻击是 为了尽快排除工件内部应力削减成品形变应力吊起来,是瘦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；48 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仍是冷加工钨熔点是34
4、10,锡熔点是 232？答：W、Sn 的最低再结晶温度分别为 : TRW =0.5 3410+273273 =120015681000TRSn =0.5 232+273273 =-71-20 25所以 W 在 1000时为冷加工, Sn 在室温下为热加工49 用以下三种方法制造齿轮,哪一种比较抱负？为什么？名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；答：齿轮的材料、加工与加工工艺有肯定的原就,同时也要依据实际情形详细而定, 总
5、的原就是满意使用要求； 加工便当；性价比最正确；对齿轮而言,要看是干什么用的齿轮,对于精度要求不高的,使用频率不高,强度也没什么要求的,方法1、2 都可以,用方法3 反倒是画蛇添足了；对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和牢靠性要求高的齿轮,方法 3 就是合理的；经过锻造的齿坯,金属内部晶粒更 加细化,内应力匀称,材料的杂质更少, 相对材料的强度也有所提高,经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳固,强度更好；410 用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉,并随工件一起加热到 1000,保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂,试分析缘由？答：由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝本身具有肯定的
6、强度和硬度, 那么再吊重物时才有足够的强度,当将钢丝绳和工件放置在1000炉内进行加热和保温后,等于对钢丝绳进行了回复和再结晶处理, 所以使钢丝绳的性能大大下降,所以再吊重物时发生断裂；411 在室温下对铅板进行弯折, 越弯越硬, 而稍隔一段时间再行弯折,铅板又像最初一样松软这是什么缘由？答：铅板在室温下的加工属于热加工,加工硬化的同时相伴回复和再名师归纳总结 结晶过程； 越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成,而第 3 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 过一段时间又会变软是由于室温对于铅已经是再结晶温度以上,所以 相伴着回复和
7、再结晶过程, 等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒,硬 度和塑性又复原到了未变形之前；第五章作业 53 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗 碳体异同？答：一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体；二次渗碳体：从 A 中析出的渗碳体称为二次渗碳体；三次渗碳体：从 F 中析出的渗碳体称为三次渗碳体 共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶 渗碳体 共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析 渗碳体 组织外形不同,对基体的影响不同；共同点 同属于一个相,晶体结构相同,化学成分相同；56 现有外形、尺寸完全相同的四块平稳状态的铁碳合金,
8、它们 的碳含量分别为 Wc=0.2%,Wc=0.4%,Wc=3.5%的合金；依据你所 学的学问,可有哪些方法区分它们？答：测量四块合金的硬度,其硬度随含碳量增加而上升；观看四块合金的金相,0.2%和 0.4%的合金均为亚共析钢,其组织为名师归纳总结 珠光体 +铁素体,珠光体的量随含碳量增加而增加；1.2%的合金为过第 4 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 共析钢,其组织为珠光体 +二次渗碳体； 3.5%的合金为亚共晶白口铁,其组织为珠光体 +二次渗碳体 +低温莱氏体；观看四块合金与砂轮磨出的火花,随着含碳量的增加,流线数量和爆花数量都急
9、剧增多,碳含量超过0.8%以后,增多的趋势逐步缓和；57 依据铁碳相图说明以下现象：1 含碳量 1.0%的钢比含碳量 0.5%的钢硬度高；2 在室温平稳状态下,含碳量为0.8%的钢比含碳量为1.2%的钢强度高；3 室温下莱氏体比珠光体塑性差；答：1 含碳量 1.0%的钢比含碳量 0.5%的钢硬度高；钢由较软的铁素体和较硬的渗碳体组成,中渗碳体的量提高,因此硬度提高；随着含碳量的提高, 钢2 在室温平稳状态下, 含碳量为 0.8%的钢比含碳量为 1.2%的钢强度高；钢的强度是典型的对组织敏锐的性能指标,细密相间的两相组织珠光体具有较高的强度, 因此提高珠光体的比例可改善钢的强度,而连续分布在原奥
10、氏体晶界上的二次渗碳体将降低钢的强度；0.8%的钢中珠光体的比例高于1.2%的钢,同时 1.2%的钢含有更多的二次渗碳体,故 0.8%的钢比 1.2%的钢强度高；3 室温下莱氏体比珠光体塑性差；室温下莱氏体 Fe3C+P,即珠光体分布渗碳体相的基底上,而渗碳体基底的脆性极大,莱氏体表现为脆性的,几乎不能塑性变形；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第六章作业61 说明以下名词： 1奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质 晶粒度；答：1起始晶粒度：是指在临界温度以上,奥氏体形成刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒大小；2
11、实际晶粒度：是指在某一详细的热处理加热条件下所得到的晶粒尺寸；3本质晶粒度：依据标准试验方法,在3-8 小时后测定的钢中晶粒的大小；930 10保温足够时间2珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体；答：珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物；索氏体：在 650600温度范畴内形成层片较细的珠光体；屈氏体：在 600550温度范畴内形成片层极细的珠光体；贝氏体：过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物；马氏体：碳在-Fe 中的过饱和固溶体；3过冷奥氏体、奥氏体、残余奥氏体；答：奥氏体 : 碳在Fe 中形成的间隙固溶体 . 过冷奥氏体 : 处于临界点以下的不稳固的将要发生分解的奥氏体称 为过冷奥氏体；残余奥
12、氏体： M转变终止后剩余的奥氏体；4淬火、回火、退火、正火、冷处理、时效处理尺寸稳固处理；答：退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 定时间后,以非常缓慢的冷却速度炉冷、坑冷、灰冷进行冷却的一种操作；正火：将工件加热到Ac3 或 Accm以上 3080,保温后从炉中取出在空气中冷却；淬火：将钢件加热到Ac3或 Ac1以上 3050,保温肯定时间,然后快速冷却一般为油冷或水冷 ,从而得马氏体的一种操作；回火：将淬火钢重新加热到A1 点以下的某一温度, 保温肯定时间后,
13、冷却到室温的一种操作；冷处理：把冷到室温的淬火钢连续放到深冷剂中冷却,以削减残余 奥氏体的操作；时效处理：为使二次淬火层的组织稳固,在110150经过 636 小时的人工时效处理,以使组织稳固；5淬火临界冷却速度 Vk,淬透性 , 淬硬性；答：淬火临界冷却速度 Vk：淬火时获得全部马氏体组织的最小冷 却速度；淬透性：钢在淬火后获得淬硬层深度大小的才能；淬硬性：钢在淬火后获得马氏体的最高硬度；6再结晶、重结晶；答：再结晶：金属材料加热到较高的温度时,原子具有较大的活 动才能,使晶粒的外形开头变化；从破裂拉长的晶 粒变成新的等轴晶粒；和变形前的晶粒外形相像,名师归纳总结 晶格类型相同,把这一阶段称
14、为“ 再结晶”；第 7 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 重结晶：由于温度变化,引起晶体重新形核、长大,发生晶体 结构的转变,称为重结晶；7调质处理、变质处理；答：调质处理：淬火后的高温回火；变质处理：在液态金属结晶前,特意加入某些难熔固态颗粒,造成大量可以成为非自发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数目大大增加,从而提高了形核率,细化晶粒；6-2 如以下图所示,T12 钢加热到 Ac1 以上,用图示的各种方法冷却,分析各得意到的组织；答: e 正火SFe3C a 水中淬火MFe3C b 分级淬火MFe3C c 油中淬火MTFe3C d 等
15、温淬火B 下Fe3C f 完全退火PFe3C g 等温退火PFe3C 6-4 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,说明：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次序；名师归纳总结 答：1 水冷：淬火M 第 8 页,共 11 页2 油冷：淬火M+T - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 炉冷：退火 P+F 4 空冷：正火 S+F 硬度次序： 12 4 3 6-5 残留奥氏体对钢淬火后的性能有何影响？用什么方法可以削减残留奥氏体的数量？答: 残留奥氏体不仅降低了淬火钢的硬度和耐磨
16、性,而且在工件的长期使用过程中,残留奥氏体仍会发生转变,使工件外形尺寸变化,降低工件尺寸精度；用“冷处理 ” 可以削减残留奥氏体的数量；67 甲,乙两厂生产同一批零件,材料均选45 钢,硬度要求为2202250HBW；甲厂采纳正火,乙厂采纳调质,都到达硬度要求；试分析甲,乙两厂产品的组织和性能的差异；答：甲厂采纳正火：获得细珠光体,正火排除中碳钢经热加工后 产生的组织缺陷,塑性基本不降低；乙厂采纳调质：获得回火索氏体,强度、硬度、耐磨性降低；大幅度 提高了塑性、韧性,得到较好的综合力学性能的钢；6-9 仓库中有 45 钢、38CrMoAlA 钢和 20CrMnTi 钢,它们都可以用 来制造齿轮
17、, 为了满意齿轮的使用要求, 问各应进行何种热处理？并 比较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 回名师归纳总结 2 38CrMoAlA ：先调质,后氮化组织：表第 9 页,共 11 页层氮化组织,心部S 回- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 20CrMnTi ：渗碳,淬火低温回火 组织： M回少量 AR ,心部 FP 6-10 某一用 45 钢制造的零件,其加工路线如下：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, 请说明各热处理工序的目的及热
18、处理后的组织；答：正火目的 :排除锻造应力 ,改善切削加工性 ,同时匀称组织 ,细化晶粒 ,为后续热处理作组织预备；组织: 晶粒匀称细小的 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,心部组织：S 回；第七章作业 78 试比较 T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2 作为切削刀具材料的热处理、力学性能特点及适用范畴,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
19、力学性能欠佳；适用范畴：用于尺寸不大,外形简洁,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；适用范畴：用于制造尺寸较大,外形复杂,受力要求较高,切削速度名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 不高的刀具；716 为什么铸造生产中,化学成分如具有三低碳、硅、锰的含量 低一高硫含量高特点的铸铁易形成白口？而在同一铸铁中,往 往在其外表或薄壁处易形成白口？答：在铸铁生产中,碳、硅低易显现白口组织,铸件激冷也会显现白 口,高牌号铸铁孕育不良也会显现白口,锰是反石墨化元素,含量高 才会显现白口；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页