工程材料及机械制造基础作业集

第一章测试题一.填空题1:金属材料常用的力学性能指标有：_______表示抗拉强度；_______表示屈服强度；_______表示硬度；_______和_______表示塑性；_______表示冲击韧性。答案σb。σa。HB(HRC)。δ。φ。αk2:典型的金属晶体结构有_______、_______和_______三种。答案体心立方晶格。面心立方晶格。密排六方晶格3:纯铁具有同素异构性，当加热到912摄氏度时，将由_______晶格的_______铁转变为_______晶格的_______铁，加热到1394摄氏度时，又由_______晶格的_______铁转变为_______晶格的_______铁。答案体心立方。α。面心立。γ。面心立方。γ。体心立方。δ4:金属的结晶过程是由_______与_______组成，而且这两个过程是_______。答案形核。长大。同时进行的5:液态金属冷却到_______以下才开始结晶的现象称为_______现象。答案平衡结晶温度。过冷6:金属的_______之差，称为_______，用_______表示。答案理论结晶温度与实际结晶温度。过冷度。ΔT7:实际金属结晶时，其形核方式有_______和_______两种，其中，_______又称为变质处理。答案自发形核。非自发形核。非自发形核8:金属结晶后的晶粒越细小，_______和_______越高，而且_______和_______也越好。细化晶粒可以采用_______、_______和_______等方法。答案强度。硬度。塑性。韧性。增大过冷度。振动與拌结晶。变质处理9:金属或合金中，具有_______、_______的均匀组成部分称为相，相与相之间有明显的_______。答案相同化学成分。相同晶体结构。界面10:由于构成合金各组元之间的相互作用不同，合金的结构有_______、_______和_______三种。答案固溶体。化合物。机械混合物11:合金结晶形成固溶体时，会引起晶格畸变，使得合金的_______和_______提高，而_______和_______下降的现象称为固溶强化。答案强度。硬度。塑性。韧性12:铁碳合金是由_______和_______组成的二元合金，其基本组织有_______、_______、_______、_______和_______五种。答案Fe。C。F。P。A。Fe3C。Ld13:珠光体是通过_______反应得到的由_______和_______组成的片层状组织，片间距越小，其力学性能_______。答案共析。F。Fe3C。越好14:请说明铁碳相图中下述特征线的含义：(1)ECF线是_______线；(2)PSK线是_______线；(3)GS线是_______线；⑷ES线_______是线。答案铁碳合金的固相线，即Lc→AE+Fe3C共晶。A→F+Fe3C共析转变。奥氏体转变成铁素体的开始。碳在铁素体中的溶解度15:钢的热处理是通过_______、_______和_______，以改变钢的内部_______，从而改善钢的_______。答案加热。保温。冷却。组织结构。性能16:淬火的冷却特点是_______，所得到的组织是_______。答案冷却速度非常快。M17:钢件淬火后应进行_______火，以消除_______，防止工件_______和_______。答案回。内应力。变形。开裂18:调质处理是指_______加_______的热处理工艺，钢件经调质处理后，可以获得良好的_______性能。答案粹火。高温回火。综合(力学)19:碳钢的分类方法有多种：(1)按钢中含碳量不同分为_______、_______和_______，其含碳量分别为_______、_______和_______。(2)按钢的用途不同分为_______、_______和_______。答案低碳钢。中碳钢。高碳钢。小于百分之零点25。百分之零点二五~百分之零点六。大于百分之零点六。结构钢。工具钢。特殊性能钢20:合金钢按用途可分为_______、_______和_______三类。答案合金结构钢。合金工具钢。特殊用途钢21:根据碳在铸铁中的存在形式不同，铸铁分为_______、_______和_______。答案灰口铸铁。白口铸铁。麻口铸铁二.判断题1:金属材料的屈服强度都是用来表示的。答案否2:材料的弹性越好，其塑性也越好。答案否3:金属结晶时，冷却速度越快，过冷度越大，则结晶后晶粒越细小。答案是4:金属结晶后的晶粒越小，晶界数量越多，则性能越差。答案否5:金属的热变形可以细化晶粒。答案是6:碳钢冷变形后因产生加工硬化而强度提高，但在热变形时因不产生加工硬化，故性能得不到改善。答案否7:钢中含碳量的增加，其硬度提高，强度也提高。答案否8:钢热处理后的组织及性能，不仅取决于冷却速度，也受加热温度的影响。答案是9:金属再结晶后晶粒的大小，只与加热温度和保温时间有关，而与金属的塑性变形程度无关。答案否10:渗碳体在钢中是强化相，所以组织中渗碳体量越多，强度越高。答案否11:T13钢的硬度很高，故在切削加工前应进行完全退火，以降低硬度。答案否12:所有金属封料都可以通过热处理来改变组织，从而改善其性能。答案否13:热处理是强化金属材料的唯一途径。答案否14:表面热处理是一种以改变工件表层组织和性能为目的的工艺。答案是15:热处理只改变工件的组织与性能，而化学热处理不仅可以改变工件表层的组织与性能，还可以改变工件表层的化学成分。答案是16:目前在机械工程中所使用的材料都是金属材料。答案否三.选择题1:珠光体是下述_______的产物。(A)共晶反应(B)匀晶反应(C)共析反应(D)次生相析出反应答案C2:相图中的GS线是_______。(A)冷却时从A析出F的开始线(B)冷却时从A析出Fe3C的开始线(C)加热时从A析出F的开始线(D)加热时A溶入F的开始线答案A3:下述钢中强度最高的是_______。(A)T8钢(B)45钢(C)65钢(D)T13钢答案A4:Q235A属于_______。(A)合金钢(B)普通碳素结构钢(C)优质碳素结构钢(D)工具钢答案B5:T12A属于_______。(A)合金钢(B)工具钢(C)优质碳素结构钢(D)高级优质碳素工具钢答案D6:是一种合金结构钢，元素符号前面的数字40表示的是_______。(A)钢中含碳量的千分数(B)钢中含碳量的万分数(C)钢中含碳量的百分数(D)钢中合金元素的总含量答案B7:是一种合金工具钢，元素符号前面的数字9表示的是_______。(A)钢中含碳量的百分数(B)钢中含碳量的千分数(C)钢中含碳量的万分数(D)钢中合金元素的总含量答案B8:机床主轴要求具有良好的综合力学性能，制造时，应选用的材料及热处理工艺是_______。(A)20钢，淬火+高温回火(B)45钢，淬火+高温回火(C)T8钢，淬火+低温回火(D)45钢，正火答案B9:制造锉刀、模具时，应选用的材料及热处理工艺是_______。(A)45钢，淬火+高温回火(B)T12钢，淬火+低温回火(C)T8钢，淬火+高温回火(D)T12钢，正火答案B10:弹簧及—些要求具有较高屈服极限的热做模具等，常采用的热处理工艺是_______。(A)淬火+低温回火(B)淬火+中温回火(C)表面淬火(D)退火答案B11:15钢零件在切削加工前，进行正火处理的目的是_______。(A)消除应力，防止工件加工后变形(B)降低硬度以便于切削加工(C)适当提高硬度以便于切削加工(D)消除网状二次渗碳体答案C12:T12钢棒在球化退火前，进行正火处理的目的是_______。(A)消除应力(B)适当提高硬度以便于切削加工(C)消除网状二次渗碳体(D)降低硬度以便于切削加工答案C13:将白口铸铁通过高温石墨化退火或氧化脱碳处理，改变其金相组织两获得的具有较高韧性的铸铁，称为_______。(A)可锻铸铁(B)灰口铸铁(C)球墨铸铁(D)蠕墨铸铁答案A四.简答题1:在金属结晶过程中，细化晶粒的方法有哪些？为什么？答案(1)增加冷却速度，因为晶粒尺寸随冷却速度的增大而减小；(2)变质处理，在熔融金属内加入高熔点物质，起到外来晶核的作用，增加了晶粒的数目，相应地减小晶粒尺寸；(3)机械振动，通过碎晶的方法减小晶粒尺寸。2:合金中的固溶体与金属化合物在晶体结构和机械性能上有何区别？答案周溶体的特点是保持溶剂组元的晶体结构，但会引起溶剂组元晶格不同程度的畸变，从而使晶体处于高能状态，提高合金的强度和硬度，降低合金的塑性和韧性；金属化合物的晶格类型与两组元完全不同，性能差别也很大，一般具有熔点高、硬度高、脆的特点。3:用中碳钢板弯制成图1-1所示的U形试样，在未弯至预定的形状前，已在钢板的外沿出现裂纹。试问这是由于材料的哪种机械性能不足造成的？为避免钢板外沿开裂，应改用低碳钢还是高碳钢？为什么？答案这是由于材料的塑牲木足造成的。应改用低碳钢。4:淬火后，为什么一般都要及时进行回火？回火后钢的力学性能为什么主要决定于回火温度而不是冷却速度？答案(1)消除内应力；提高塑性、韧性；稳定组织和工件尺寸。(2)回火是将淬火钢加热到Ael点以下温度，并保温一段时间，所以在冷却前，钢的组织已发生改变，其变化主要取决于回火温度。五.思考题1:机床摩擦片用于传动或主轴刹车，要求耐磨性好。选用15钢渗碳淬火，要求渗碳层，淬火回火后硬度。加工摩擦片的工艺路线为：下料→机加工→渗碳淬火及回火→机加工→回火，试说明其中各热处理工序的目的。答案略2:高速钢为什么要经三次的回火？能否改用一次较长时间的回火？高速钢在回火是否为调质处理？为什么？答案略3:在生产上，铝硅合金常采用变质材料，为什么？答案略4:简要说明复合材料的性能特点？答案略5:零件的失效形式主要有哪些？分析零件失效的主要目的是什么？答案略6:在机械零件设计中，选择零件材料的一般原则是什么？其中首先应考虑的是什么？答案略第二章测试题一.填空题1:液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性。合金流动性的大小通常用浇注_______试样的方法来衡量，流动性不好的合金铸件易产生_______和_______、气孔、夹渣等铸造缺陷。答案螺旋形流动。浇不足。冷隔2:任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要经过三个相互联系的收缩阶段，即_______、_______和_______。答案液态收缩。凝固收缩。固态收缩3:铸件在凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充，将产生缩孔或缩松。凝固温度范围窄的合金，倾向于“逐层凝固”，因此易产生_______；而凝固温度范围宽的合金，倾向“糊状凝固”，因此易产生_______。答案缩孔。缩松4:准确估计铸件上缩孔可能产生的位置，是合理安排冒口和冷铁的主要依据。生产中，确定缩孔位置的常用方法有_______、_______和_______等。答案凝固等温线法。内切圆法。计算机凝固模拟法5:顺序凝固原则主要适用于_______的合金，其目的是_______，同时凝固原则主要适用于_______的合金，其目的是_______。答案凝固范围窄(或共晶成份)。消除缩孔(使其转移到冒口中)。凝固收缩小。减小铸造内应力6:铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均等因素造成铸件各部分收缩的不一致，这种内应力称为_______；铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为_______。答案热应力。机械应力7:浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道，通常由_______、_______、_______、和_______组成。答案外浇口(浇口杯)。内浇口。直浇道。横浇道二.判断题1:浇注温度越高，合金的流动性越好；因此，铸造生产中往往采用较高的浇注温度。答案否2:为了保证良好的铸造性能，铸造合金(如铸進银合金和铸铁等)，往往选用接近共晶成分的合金。答案是3:机器造型应采用两箱造型，即只能有一个分型面。答案是4:为保证压力铸造所生产铸件的使用性能，须安排热处理以消除铸