金属工艺学第六版上册复习题Word文档下载推荐.docx
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测得的硬度值重复性较差,对组织偏析材料尤为明显。
库存钢材——布氏硬度
硬质合金刀头——洛氏硬度锻件——布氏硬度
台虎钳钳口——洛氏硬度
5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么?
σb:
抗拉强度,指金属材料在拉断前可能承受的最大应力;
σs:
屈服强度,指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力;
σ0.2:
屈服强度,试样在产生0.2%塑性变形时的应力;
σ-1:
疲劳强度,表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力;
δ:
伸长率,试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量;
αk:
冲击韧性,金属材料在一次性、大能量冲击下,发生断裂,断口处面积所承受的冲击功;
HRC:
洛氏硬度;
HBW:
布氏硬度。
P23
1、什么是“过冷现象”?
过冷度指什么?
实际结晶温度低于理论结晶温度(平衡结晶温度),这种现象称为“过冷”。
理论结晶温度与实际结晶温度之差,称为过冷度。
2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响?
细化晶粒的途径有哪些?
金属晶粒的粗细对其力学性能影响很大,一般来说,同一成分的金属,晶粒愈细,其强度、硬度愈高,
而且塑性、韧性也愈好。
细化铸态金属晶粒的主要途径:
①提高冷却速度,以增加晶核的数目;
②在金属浇注前,向金属液内加入变质剂(孕育剂)进行变质处理,以增加外来晶核。
另外,还可用热处理或塑性加工方法,使固态金属晶粒细化。
3、什么是同素异晶转变?
室温和1100℃时的纯铁晶格有何不同?
随着温度的改变,固态金属晶格也随之改变的现象。
(也称为二次结晶或重结晶)室温时的纯铁晶格为体心立方晶格,1100℃时的纯铁晶格为面心立方晶格。
4、填表
组织名称
代表符号
碳质量分数Wc/%
组织类型
力学性能特征
铁素体
F
0.0218
固溶体
强度、硬度低,塑性、韧性好。
奥氏体
A
0.77-2.11
强度不高,硬度不高,塑性优良。
渗碳体
Fe3C
6.69
化合物
硬度极高,塑性、韧性极低,伸长率
和冲击韧性近于零。
珠光体
0.77
机械混合物
良好的力学性能。
5、试绘简化的铁碳合金状态图钢的部分,标出各特性点和符号,填写各区组织名称。
6、分析在缓慢冷却的条件下,亚共析钢和过共析钢的结晶过程和室温组织。
亚共析钢L L+A A A+F P+F,室温组织P+F
过共析钢L L+A A A+Fe3CI P+Fe3CII,室温组织P+Fe3CII
P29
1、什么是退火?
什么是正火?
它们的特点和用途有何不同?
退火:
将钢加热、保温,然后随炉冷却或埋入灰中缓慢冷却的热处理工艺。
正火:
将钢加热到Ac3以上30~50℃(亚共析钢)或Accm以上30~50℃(过共析钢),保温后在空气中冷却的热处理工艺。
退火有完全退火、球化退火和去应力退火,完全退火主要用于铸钢件和重要锻件,通过“重结晶”使钢件获得细小晶粒,并消除了内应力;
球化退火主要用于过共析钢件,以降低硬度,改善脆性,提高切削加工性能;
去应力退火主要用于部分铸件、锻件和焊接件,以消除内应力,防止钢件产生变形。
正火主要用于:
①取代部分完全退火;
②用于普通结构件的最终热处理;
③用于过共析钢,以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。
2、亚共析钢的淬火温度该如何选择?
温度过高或过低有何弊端?
淬火的目的是为了使钢获得高强度和高硬度。
亚共析钢的淬火温度加热到Ac3以上30~50℃,使铁素体充分转变,获得单一奥氏体。
若淬火加热温度不足,因未能完全形成奥氏体,致使淬火后的组织中除马氏体外,还残存少量铁素体,使钢的硬度不足;
若加热温度过高,因奥氏体晶粒长大,淬火后的马氏体组织也粗大,增加了钢的脆性,致使钢件裂纹和变形的倾向加大。
3、碳钢在油中淬火,后果如何?
为什么合金钢通常不在水中淬火?
碳钢在油中淬火,由于淬火冷却速度小于临界冷却速度,故不能获得单一的马氏体组织。
合金钢因淬透性较好,为了防止淬火变形和开裂,故合金钢一般在油中淬火而不在水中淬火。
4、钢在淬火后为什么应立即回火?
三种回火的用途有何不同?
淬火钢回火主要目的是消除淬火内应力,降低钢的脆性,防止产生裂纹,同时使钢获得所需的力学性能。
①低温回火(250℃以下):
降低内应力和脆性,基本保持淬火获得的高硬度,高耐磨性。
②中温回火(250~500℃):
使钢获得高弹性,保持较高硬度和一定的韧性。
③高温回火(500℃以上):
使钢获得综合力学性能。
5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴、发动机缸盖螺钉的最终热处理有何不同?
答:
钢锉——淬火后低温回火;
汽车大弹簧——淬火后中温回火;
车床主轴——淬火后高温回火;
发动机缸盖螺钉——淬火后高温回火。
6、生活用“手缝针”、汽车变速箱齿轮该采用哪种热处理?
为什么?
生活用“手缝针”——渗碳、淬火后低温回火
汽车变速箱齿轮——渗碳、淬火后低温回火
渗碳件渗碳后,经淬火和低温回火后,表层硬度高,因而耐磨,而心部仍是低碳钢,故保持良好的塑形和韧性。
P35
1、下列牌号钢各属于哪类钢?
试说明牌号中数字和符号的含义。
其中哪些牌号钢的焊接性能好?
15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn
15:
优质碳素结构钢;
平均碳质量分数0.15%;
有优良的焊接性能。
40:
平均碳质量分数0.4%;
Q195:
碳素结构钢;
最低屈服强度195Mpa;
Q345:
低合金高强钢;
最低屈服强度345Mpa;
CrWMn:
合金工具钢;
合金元素为Cr、W、Mn
40Cr:
合金结构钢;
平均碳质量分数0.4%的含Cr合金钢;
60Si2Mn:
平均碳质量分数0.6%的含Si2%及Mn的合金钢;
2、比较碳素工具钢和合金工具钢,它们的适用场合有何不同?
碳素工具钢:
淬火、回火后有高的硬度和耐磨性,淬透性和红硬性差;
用于制造锻工、钳工工具和小型模具;
合金工具钢:
具有较高的强度、塑性、韧性和耐蚀性,且大多具有良好的焊接性;
用于桥梁、汽车、铁道、船舶、锅炉、高压容器、油缸、输油管、钢筋、矿用设备等;
3、填表
牌号
所属类别
大致碳质量分
数(Wc/%)
性能特征
用途举例
Q235AF
碳素结构钢
0.14-0.22%
强度较高,塑性较好
型钢、钢筋、钢管、螺钉、
螺母等
45
优质碳素结构钢
0.45%
强度、硬度有所提高,淬火
后的硬度提高尤为明显
主轴、丝杠、齿轮等
T10A
碳素工具钢
1%
有高的硬度和耐磨性,淬透
性和红硬性差
手锯条、丝锥、板牙等
20Cr
合金结构钢
0.2%
强度、韧性较高,淬火时的
裂纹和变形倾向小;
小齿轮、活塞销、齿轮轴、
蜗杆等
4、仓库中混存三种相同规格的20钢、45钢和T10圆钢,请提出一种最为简便的区分方法。
20钢、45钢、T10钢含碳量不同,硬度不同,故采用测定硬度法加以区别,T10钢硬度最高,20钢硬度最低。
5、现拟制造如下产品,请选出适用的钢号。
六角螺钉——Q235
车床主轴——45钳工錾子——T8
液化石油气罐——20活扳手——T8
脸盆——Q235
自行车弹簧——60门窗合页——Q235
6、下列产品该选用哪些钢号?
宜采用哪种热处理?
汽车板簧——60Si2Mn淬火后中温回火
台钳钳口——T8淬火后低温回火拖拉机履带板——ZGMn13淬火
自行车轴挡——20Cr渗碳、淬火、低温回火
P43
1、说明纯铝及铝合金的种类、性能及用途
纯铝:
按其纯度分为高纯、工业高纯和工业纯铝,纯度依次降低;
强度低,室温下仅为45~50MPa,一般不宜用作结构材料;
工业纯铝主要用作配制铝基合金;
高纯铝则主要用于科学试验,化学工业和其他特殊领域。
铝合金:
根据铝合金的加工工艺特性,可分作铸造铝合金和变形铝合金两类。
具有良好的铸造性能,可直接铸造成型各种形状复杂的零件;
并有足够的力学性能和其他性能,还可能通过热处理等方式改善其机械性能;
2、列举铝及铝合金在航空航天、交通和建筑等领域的10个应用实例。
高合金硬铝:
飞机翼肋、翼梁、销轴、铆钉;
超硬铝合金:
飞机大梁、起落架、加强框;
锻铝合金:
内燃机活塞、气缸头;
中合金硬铝合金:
螺旋桨叶片、螺栓、大型铆钉、轧材冲压件等。
3、说明纯铜的牌号、性能及用途。
牌号——Tl(99.95%Cu)、T2(99.90%Cu)、T3(99.7%Cu)、T4(99.5%Cu)。
性能——强度较低,但塑性极好,可加工成铜箔;
纯铜加工硬化指数高,通过冷变形强化效果好;
低温韧性好,焊接性能优良;
应用——主要用于导电导热及兼有耐蚀性要求的结构件,如电机、电器、电线电缆、电刷、防磁机械、化工换热及深冷设备等,也用于配制各种性能的铜合金;
4、说明铜合金的种类、性能及用途。
按铜合金的成形方法可将其分为变形铜合金及铸造铜合金。
除高锡,高锰,高铅等专用铸造铜合金外,大部分的铜合金既可用于变形铜合金,又可用于铸造铜合金。
5、选择合适的铜合金制造下列零件:
船用螺旋桨——HMn55-3-1(Fe)
弹壳——H68
发动机轴承——HSn90-1高级精密弹簧——H62冷凝器——H96
钟表齿轮——HPb74-3
6、说明镁合金的种类、性能及用途。
变形镁合金
—Mg-Mn系合金(M2M,ME20M)有良好的耐蚀性和焊接性能,其板材用于制作蒙皮等焊接结构件,以及通过锻造制作外形复杂的耐蚀构件,且一般在退火状态使用;
—Mg-Al-Zn系合金(MZ40M~MZ80M)强度较高,塑性好,多用于制造有中等力学性能要求的零件;
—Mg-Zn-Zr系(MK61M)强度最高,属高强镁合金,是在航空等工业应用最多的变形镁合金,使用时应进行人工时效强化。
铸造镁合金
—高强度铸造镁合金有Mg-Al-Zn系和Mg-Zn-Zr系,具有较高的室温强度,塑性好且工艺性能优异,但耐热性差(<
150℃时使用),可用于制造飞机,发动机,卫星中承受较高载荷的铸造结构件或壳体;
—耐热铸造镁合金是Mg-RE-Zr系,合金工艺性能好,铸件致密性高,长期使用温度200~250℃,短期使用温度可达300
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- 金属 工艺学 第六 上册 复习题