什么是金属的力学性能-建筑节能技术－国家精品课程

11–1什么是金属的力学性能?根据载荷形式的不同，力学性能主要包括哪些指标?1–2什么是强度?什么是塑性?衡量这两种性能的指标有哪些?各用什么符号表示?1–3什么是硬度？常用硬度试验方法有哪几种？1–4低碳钢做成的do=10mm的圆形短试样经拉伸试验，得到如下数据：Fs＝21000N，Fb=35000N，l1＝65mm，d1=6mm。试求低碳钢的σs、σb、δ5、、ψ。1–5选择下列材料的硬度测试方法：(1)调质钢；(2)手用钢锯条；(3)硬质合金刀片；(4)灰铸铁件；（5）淬火钢件。1–6什么是冲击韧度?AKV和aKV各代表什么?1–7什么是疲劳现象?什么是疲劳强度?2–1名词解释晶体晶格晶胞晶粒晶界结晶合金组元合金系相组织2–2常见纯金属的晶格类型有哪几种？其晶胞特征怎样？2–3什么叫单晶体？什么叫多晶体？两者在性能方面各有什么特点？2–4实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？对性能有何影响？2–5什么是过冷和过冷度？过冷度与冷却速度有什么关系？2–6金属结晶时，影响晶粒大小的主要因素是什么？2–7试述纯金属的结晶过程。2–8什么叫同素异构转变？试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。2–9什么是固溶体？什么是金属化合物？试述它们的结构特点及性能特点。2–10强化金属的基本途径有哪几条？3–1名词解释热脆冷脆沸腾钢镇静钢碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢3–2什么叫铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体？其性能特点怎样？3–3固态铁碳合金有哪几种基本相和基本组织？3–4画出Fe–Fe3C相图，并分析45钢、T12钢由液态缓冷至室温时所得的平衡组织。3–5在平衡条件下，45、T8、T12钢的强度、塑性、及硬度谁大谁小？含碳量对铁碳合金的组织、性能有何影响？3–6为什么说碳钢中的硅和锰是有益元素？而硫和磷是有害元素？3–7指出20、45Mn、60、Q235A、T8各属于哪一类钢？试述其牌号的含义。4–1．名词解释：退火、正火、淬火、回火、调质处理、完全退火、球化退火、等温淬火、淬透性、淬硬性、过热、过烧、临界冷却速度、回火脆性、冷处理。4–2．什么叫热处理？说明热处理的目的及基本类型。4–3．热处理过程分为哪几个阶段？绘出热处理工艺示意图。4–4．绘出T8钢的C曲线，说明各个区和各条线的意义。并说明奥氏体在不同过冷度下转变产物的组织、形态及性能特点。24–5．普通热处理（又称整体热处理）包括哪几种？其目的各是什么？4–6．什么是马氏体？怎样获得马氏体？马氏体组织分哪两种？其性能特点如何？4–7．试用C曲线来说明同一种钢退火、正火、淬火后性能为什么不同？4–8．什么叫临界冷却速度？它对钢的淬火有何重要意义？它与淬透性有何关系？4–9．为改善20、45、T10三种碳钢的切削加工性能，应分别选用何种热处理方法？4–10．指出下列零件的锻造毛坯进行正火的主要目的及正火后的显微组织：（1）20钢齿轮；（2）45钢小轴；（3）T12钢锉刀。4–11．为了预测φ25mm共析钢棒的正火作用，试比较（1）Fe–Fe3C相图；（2）TTT曲线；（3）CCT曲线的适用性。4–12．指出下列碳钢的预备热处理并确定其淬火温度。碳钢号为20、40、60、65、T8、T10、T12。4–13．对理想淬火冷却介质的要求是什么？常用淬火剂及其应用各是什么？4–14．叙述常用的淬火方法及其应用。。4–15．试确定下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火获得的组织及大致硬度：（1）45钢小轴（要求综合力学性能）；（2）60弹簧钢；（3）T12锉刀4–16．叙述三种回火方法所获得的组织、性能特点及其应用？4–17．同一种钢材经调质处理和正火处理后硬度相同时，两者在组织和性能上是否相同？4–18．用两种不同的钢制造φ75mm轴，一种完全淬透，另一种淬硬层为5mm，二者高温回火后的硬度相同，均为228HBS，试问它们综合性能是否相同，为什么？4–19．退火和回火都可以消除内应力，在生产中能否通用，为什么？4–20．淬火钢为什么一定要回火？4–21．淬硬性、淬透性有何区别？主要影响因素有哪些？4–22．什么是表面淬火？感应加热表面淬火的原理是什么？4–23．什么是化学热处理？其基本过程是什么？常用的化学热处理方法有哪几种？4–24．现有低碳钢齿轮和中碳钢齿轮各一只，为了使齿轮表面具有高的硬度和耐磨性，问各应怎样热处理？比较热处理后它们在组织与性能上的异同点。4–25．列表比较高频表面淬火、气体渗碳与气体渗氮的目的、温度、所用钢材、最终热处理和应用。4–26．下列零件均选用锻造毛坯，试选择其热处理方法，并编写简明工艺路线，说明各热处理工序的主要作用：（1）机床变速箱齿轮，模数=4，要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，选用45号钢；（2）机床主轴，要求良好综合力学性能，轴颈部分要求耐磨，50～55HRC，选用45号钢；（3）汽车变速箱齿轮，要求表面高硬度、耐磨和高疲劳极限，心部具有良好的韧性，选用20CrMnTi钢；（4）在重载荷工作的镗床镗杆，要求精度很高，并在滑动轴承中运转，镗杆表面应具有极高硬度，心部应具有较高综合力学性能，选用38CrMoAlA钢。34–27．为什么工件淬火后会产生变形或开裂？如何防止淬火变形和开裂？5–1．什么叫合金钢？常用合金元素有哪些？合金钢有哪些特点？5–2．合金元素在钢中存在形式有哪几种？对钢性能有何影响？5–3．为什么相同含碳量的合金钢比碳钢热处理加热温度高，且保温时间较长？5–4．为什么合金钢用油淬火，而碳钢用水淬火？5–5．为什么比较重要的大截面的结构零件都必须用合金钢制造？5–6．合金元素对钢的热处理有哪些影响？5–7．为什么合金钢淬透性比碳钢高？试比较20CrMnTi与T10钢的淬透性和淬硬性。5–8．试列表说明常用合金结构钢的碳的质量分数范围、典型牌号举例、常用热处理、主要性能及用途。5–9．刃具的工作条件如何？对刃具钢有何性能要求？5–10．高速钢（W18Cr4V）成分特点、主要性能特点、热处理特点各是什么？5–11．高速钢为什么采用高温淬火和多次高温回火？为什么回火后硬度反而增高？5–12．用W18Cr4V钢制造盘形铣刀，试制定热处理工艺规范，编写加工工艺路线，说明各热加工工序的目的，写出使用状态下的组织。5–13．合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？并且合金工具钢的耐磨性、热硬性也比碳素工具钢高？5–14．不锈钢分哪几类？各有何用途？5–15．如何提高钢的耐蚀性？不锈钢成分有何特点？GCr15、Cr12是不锈钢吗？5–16．奥氏体不锈钢和耐磨钢淬火的目的与一般钢的淬火目的有何不同？5–17．耐磨钢与淬火工具钢的耐磨原理有何不同？应用场合有何不同？5–18．用钢的分类和编号原则，说明下列牌号的含义：Q235A、Q345B、16Mn、20CrMnTi、38CrMoAl、15Mn、40Cr、40MnB、60Si2Mn、50CrVA、GCr15、9SiCr、CrWMn、W18Cr4V、5CrMnMo、Cr12、SM3Cr2Mo、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、ZGMn13。5–19．要制造机床主轴、拖拉机后桥齿轮、铰刀、汽车板簧等，请选择合适的钢种，并提出热处理工艺，编制简明加工工艺路线。其最后组织是什么？性能如何？5–20．试述固溶强化、加工硬化、细晶强化、弥散强化的强化机制，并说明它们的区别。6–1．解释下列名词：白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、石墨化、孕育处理、人工时效、自然时效、振动时效。6–2．什么叫铸铁？铸铁根据什么分类？分为哪几类？6–3．铸铁中石墨是怎样产生的？影响石墨化的因素是什么？6–4．铸造时为什么“三低（碳、硅、锰含量低）一高（硫含量高）”的铸铁容易形成白口？同一灰铁铸件中表层或薄壁处常出现高硬度层，机械加工困难，说明原因及消除办法。6–5．按基体组织不同，灰铸铁分哪几类？灰铸铁有何性能特点？6–6．孕育铸铁与普通铸铁相比较，其组织和性能有何特点？6–7．为什么一般机器的支架、机床床身均用灰铸铁制造而不用碳钢？6–8．同样大小和形状的三块铁碳合金，其中一块是低碳钢，一块是灰铸铁，一块是4白口铁，用什么简便方法可迅速将它们区分开来？6–9．简述可锻铸铁的生产方法、组织、性能特点及用途。6–10．为什么球墨铸铁的强度和韧性要比灰铸铁、可锻铸铁高？6–11．说明下列铸铁的类别及牌号中字母和数字的含义：HT150、HT300、KTH300–06、KTZ450–06、QT400–18、QT60–03、RuT2606–12．选择下列铸件的铸铁类型，并写出一个牌号：机床床身、汽车发动机汽缸套、活塞环、弯头、三通、柴油机曲轴、汽车后桥螺旋锥齿轮、炉条、排气管。6–13．铸铁热处理与钢热处理相比有哪些特点？灰铸铁、球铁常用哪些热处理方法？6–14．什么叫合金铸铁？常用合金铸铁有哪几种？7-1．常用有色金属材料有哪些?各自的主要性能特点是什么?7-2．为下列零件选一到两种铝合金材料：(1)烧水的铝壶(2)飞机用铆钉(3)飞机大梁(4)发动机缸体及活塞(5)小电机壳体(6)门窗7-3．粉末冶金材料分为几类?各有何特点?7-4．你认为理想的结构用金属材料应具有什么样的性能?应通过什么途径才能获得?7-5．在生活中遇到一种材料，你通常凭什么判断它是不是金属?是什么种类的金属?学了本书，你认为你的判断依据正确吗?7-6．在本章所学材料中，哪几种材料给你的影响最深刻，它们具备什么样的性能?主要用途是什么?7-7．下列零件应选用何种材料较为合适?活塞、仪表弹簧、飞机蒙皮、重型汽车轴承、海轮螺旋桨、加工铸铁的车刀、弹壳。8-1．什么是高分子材料？工程上的高分子材料，根据其性质用途可分为哪几类？8-2．塑料可分为几类？各有何用途？8-3．试述陶瓷的分类与应用。8-4．试述复合材料的特性，举例说明玻璃钢的用途。8-5．为下列塑料零件选材(每类零件选出l～2种塑料)(1)机件外壳(2)齿轮、蜗轮(3)轴承、(4)化工管道(5)电器开关(6)显示器外壳8-6．为下列零件选材(选非金属材料)(1)自行车轮胎(2)导线绝缘包皮(3)燃气轮机(耐高温)叶片(4)内燃机火花塞(5)羽毛球拍(6)洗衣机机身。9-1．何谓功能材料？功能材料与结构材料相比有那些特点？9-2．何谓纳米材料?纳米材料的基本物理效应有哪些?9-3．纳米材料的基本单元有那些？9-4．举例说明常见功能材料的实际应用。10-1．零件的失效形式主要有哪些？分析失效形式的目的是什么？10-2．选择材料应遵循的三原则是什么?510-3．在各类零件中分别举出1～2个零件，进行选材及热处理工艺安排。10-4．试确定下列齿轮所用的材料及热处理工艺。(1)承受冲击的高速重载齿轮；(2)小模数仪表用无润滑小齿轮；(3)农机用受力小无润滑大型直齿圆柱齿轮。10-5．指出下列工件应采用下列所给的哪几种材料？工件：汽车缓冲弹簧，机床床身，发电机连杆螺柱，钻头，自行车车架，普通机床地脚螺栓，高速粗车刀。材料：45，40Cr，Q235，T10，16Mn，W18Cr4V，HT20010-6.以当地的企业为对象，进行社会调查、查阅有关资料，分析企业是如何充分利用材料，开发出价廉物美、竞争力很强的新产品的?我们应该从中总结出哪些有益的经验?结合所学知识提出自己的用材及加工工艺方