工程材料学习题及答案

工程材料学习题答案清华大学朱张校作业1参考答案P42.1)同非金属相比，金属的主要特性是2)3)(120)(102)(012)3.cbbac(P7)①热和电的良导体②正的电阻温度系数③不透明、有金属光泽④塑性高、强韧性好晶体内原子排列是有规则、周期性的。(4)4)4作业1参考答案P54.2)-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn的晶体结构①体心立方：-Fe、V②面心立方：Al、Cu、Ni③密排六方：Mg、Zn6)实际金属晶体中存在：a.点缺陷：点、线、面缺陷，引起晶格畸变。b.面缺陷：c.线缺陷（位错）：8)固溶强化：固溶强化原因：9)间隙固溶体：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象溶质原子引起晶格畸变，使变形抗力增加。间隙相：晶格类型与溶剂相同晶格类型与任一组元都不相同使电阻率和强度增加。使塑性、强度增加。在冷变形时，使强度增加、塑性降低。作业2参考答案P10-112.1)2)理论结晶温度-开始结晶温度T形核和晶核长大4)过冷度是指为：增加晶核数量，或阻碍晶粒长大。其表示符号为：3)能量差，表面能5）表面细晶区，柱状晶区，中心等轴晶6）高7）扩散退火8）L——（α+β）；在恒温下进行，三相共存9)收缩；10）铁素体与渗碳体机械混合物11）2.11%C；4.3%C12）0.62%C13)(冷加工)(热加工)14)(位错运动受阻,引起塑性变形抗力增加)15)(位错的运动)16)T再=(0.35~0.4)T熔17)(加热温度)(预先变形度)18)F+Fe3C的两相混合物,屈氏体的片层间距小19)羽毛,黑色针状20)板条状,针状,板条马氏体21)靠右,小22)铁；顺23）未溶碳化物粒子；碳浓度分布不均匀24）降低硬度,过共析钢25)AC3以上30+50℃,AC1以上30+50℃26）消除应力，低27）Mo，W，V，Nb，Ti28）Mn，P，B29）Co,Al;多;下降30）Mn，Cr，Ni；快冷及加入Mo元素3是非题1)×;(2)×;(3)×;(4)×;(5)√;(6)×7)×;8)×;(9)×;(10)×;(11)×;(12)√(13)×;(14)×;(15)×;(16)×;(17)×;(18)×（19）×（20）×（21）√（22）×（23）√（24）×（25）×（26）×（27）√（28）√（29）×（30）×（31）√（32）×（33）×（34）×4.选择题1~5:bbbba6~10:bbcbb11~15:daccb16~20:cbaba21~26:accca;p145综合分析题4）题（1）金属模浇注晶粒尺寸小于砂模浇注，原因是金属模冷却速度大，过冷度大，形核率高。（2）变质处理晶粒细小，原因是变质处理增加了非自发形核率，促进形核；（3）铸成薄件晶粒细小，原因是薄件散热速度大，增加形核率；（4）采用振动晶粒细小，振动打碎粗大枝晶，促进非均匀形核。27)a-单液淬火M+A’b-分级淬火M+A’c-油冷淬火T+M+A’d-等温淬火下Be-正火Sf-完全退火Pg-等温退火P5-29)1)再结晶退火2)扩散退火3)完全退火4)球化退火5-30)700℃F+P760℃F+M840℃M1100℃:粗大M+A’5-32)1)AC3+30~50℃高温回火回火S2)AC3+30~50℃中温回火回火T3)AC1+30~50℃低温回火回火M5-43):T10工艺路线:锻造----热处理-----机加工---------热处理1)热处理名称:球化退火2)最终热处理:淬火+低温回火使用状态组织:回火M+Fe3C+A’3.22填空题1)碳素结构钢,轴,销2）碳素工具钢;扳牙,丝锥3）低合金钢,中合金钢,高合金钢4)低合金高强度钢，桥梁5)合金渗碳钢，提高淬透性，细化晶粒，渗碳—+淬火低温回火6）调质钢;齿轮,轴7）弹簧钢8）滚珠轴承钢9）低合金工具钢;钻头，板牙10)量具用钢；量规热作模具钢;锻模,热挤压模11)冷作模具钢;冷冲压模,冷挤压模12）热作模具钢，锻模13)高速工具钢；0.9-1.1%C，W2C二次硬化，Cr提高淬透性，V细化晶粒，提高硬度及耐磨性热处理：球化退火+淬火+三次回火组织：马氏体+碳化物+残余奥氏体14）马氏体不锈钢;汽轮机叶片15）奥氏体不锈钢；Cr提高基体电极电位;扩大A相区;减轻晶界腐蚀3、是非题1）×；2）×；3）×；4）×；5）√；6）√；7）×；P332.综合分析题1)正火目的:均匀组织，降低硬度，改善切削性能调质处理:获得索氏体组织，使钢具有综合力学性能高频淬火及回火：使表面获得回火马氏体组织，提高表面的硬度和耐磨性能，抗疲劳性能3)正火目的:均匀组织，降低硬度，改善切削性能渗碳:提高工件表面的碳含量淬火及低温回火：使表面获得回火马氏体＋渗碳体＋残余奥氏体组织，提高表面的硬度，耐磨性能和抗疲劳性能喷丸处理:提高表面的抗疲劳性能1．零件的使用性能取决于零件的a_和_______热处理a、选材b、设计c、安装；d、预先，e、最终2．大功率内燃机曲轴选用_______，中吨位汽车曲轴选用_______，C620车床主轴选用_______，精密镗床主轴选用_______。a、45钢，b、球墨铸铁，c、38CrMoAld、合金球墨铸铁3．汽车变速齿轮选用20CrMnTi钢制造，试在其加工工艺路线上填入热处理工序名称：下料→锻造→_______→切削加工→_______→喷丸→磨削加工。a、退火，b、正火，c、凋质，d、渗碳，淬火及低温回火4．高精度磨床用38CrMoAl钢制造，试在其加工工艺路线上填入热处理工序名称：下料→锻造→_______→粗加工→_______→精加工→_______→粗磨→_______→精磨。a、调质，b、渗氮，c、消除应力，d、退火5．弹簧用材要有高的_______极限和_______比以及高的_______强度。a、屈服极限，b、弹性极限，c、屈强，d、疲劳6．汽车板簧选用_______制造，成形后需进行_______处理以使其具有高的弹性极限，然后迸行喷丸强化，以提高其_______。a、45，b、20Cr，c、60Si2Mn，d、38CrMoAl；e、淬火，f、淬火＋中温回火，g、调质，h、正火；i、抗拉强度，g、屈服强度，k、耐磨性，l、疲劳强度7．汽车发动机的活塞销要求有较高的疲劳强度和冲击韧性且表面耐磨，一般应选用_______制造，并进行_______处理。a、45，b、T8，c、QT700-2，d、20Cr；e、调质，f、正火，g、淬火，h、渗碳，淬火＋低温回火）综合题1．选材设计一个车床主轴。要求：该主轴受交变弯曲和扭转的复合应力，载荷和转速均不高，冲击载荷也不大，请选材并设计热处理工序。2．有Q235A、65、16Mn、40Cr、20CrMnTi、60Si2Mn、T12、W18Cr4V等钢材，请选择一种钢材制作汽车变速箱齿轮（高速重载受冲击），并写出工艺路线，说明各热处理工序的作用。3.拖拉机变速器齿轮要求有高的耐磨性和疲劳强度，心部有足够的强度和冲击韧性。试为其选材并确定加工工艺路线。4.试为下列机械零件选择合适的材料。5CrMnMo、ZL102、W18Cr4V、9SiCr、HT200、16Mn、60Si2Mn、T12机床床身手术刀电风扇机壳车辆缓冲弹簧高速粗车铸铁的车刀5.识别下列各钢的种类：①65Mn②1Cr18Ni9Ti③GCr15④T10⑤ZG15⑥9SiCr⑦W18Cr4V⑧60Si2Mn⑨16Mn⑩HT2006．高精度磨床主轴，要求变形小，表面硬度高（HV900），心部强度好，并有一定的韧性。问应选用什么材料？采用什么样的加工工艺路线？