工程材料与成形工艺基础习题与答案说课讲解.docx
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工程材料与成形工艺基础习题与答案说课讲解
工程材料与成形工艺基础习题与答案
工程材料与成形工艺基础习题与答案
一、填空题(每空0.5分,共20分)
2、填出下列力学性能指标的符号:
屈服强度________,洛氏硬度C标尺________,冲击韧性________。
2、σsHRCak
1.常用的金属材料强度指标有________和________两种。
屈服点(或屈服强度、σs);抗拉强度(或σb)
3.金属材料常用塑性指标有________和________,分别用符号_____和_____
表示。
断后伸长率,断面收缩率,δ,ψ。
3.碳在γ-Fe的间隙固溶体称为________,它具有________晶体结构,在1148℃时碳具有最大溶解度为________%。
奥氏体(或A);面心立方;2.11%。
晶体与非晶体最根本的区别是________。
原子排列是否规则
3、常见金属的晶格类型有________、________、________等。
α-Fe属于________晶格,γ-Fe属于________晶格。
3、体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方
1.实际金属中存在有________、________和________三类晶体缺陷。
点缺陷;线缺陷(位错);面缺陷(晶界)
6、在亚共析碳钢中,钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而________下降,这是由于平衡组织中________增多而________减少的缘故。
6、塑性(韧性)渗碳体铁素体
2.钢中常存的元素中,有害元素有________和________两种。
S;P
4、钢的热处理是通过钢在固态下的________、________和________的操作来改变其________,从而改善钢的________的一种工艺方法。
4、加热保温冷却内部组织性能
10.热处理工艺过程包括________、________、________三个阶段。
升温,保温,冷却。
某钢材淬火后存在较大的残余应力,可采用________加以消除。
低温回火
13.表面淬火常用加热方法有________和________。
.感应加热,火焰加热。
金属材料可分为________和________两大类。
其中C≤0.02%的钢铁材料称之为________,C≥2.11%的钢铁材料称之为________,C含量界于两者之间的钢铁材料称之为________。
黑色金属有色金属纯铁铸铁钢
5.钢铁牌号QT500-7中,QT表示________,500表示________,单位是________,7表示________。
球墨铸铁;最低抗拉强度值;MPa;断后伸长率δ=7%。
11.ZL201是________合金,H68是________合金。
铸铝,黄铜
12.HT200是________铸铁,其石墨形态呈________状,200表示________,单位是________。
灰口,片,最低抗拉强度,Mpa。
塑料主要由________和________组成。
树脂添加剂
8、金属的冷塑性变形会导致其________提高,________下降,这种现象称为加工硬化。
8、强度和硬度塑性和韧性
12、锻压是指锻造和________的总称,锻造按成型方式分为________和________两类。
12、冲压自由锻模锻
5、自由锻的基本工序有________、________、________、________、________等。
5、镦粗拔长冲孔扭转弯曲(或切肩、错移)
9、金属的可锻性就金属的本身来说主要取决于金属的________和________。
9、化学成分金属组织
焊接方法的种类很多,按焊接过程特点可分为三大类________、________、________。
熔焊,压焊,钎焊
7、焊条焊芯的作用是________和________。
7、作为电极填充金属
8.按焊接熔渣化学性质的不同,焊条可分为________、________两类。
酸性焊条,碱性焊条。
10.车床床身宜采用________方法生产。
铸造。
8.工件在切削过程中形成三个不断变化着的表面,即:
________表面、________表面和________表面。
己加工、待加工、过渡
切削用量是指:
________、________、________。
切削速度、进给量、背吃刀量(切削深度)
10、零件常用的毛坯类型包括________、________、________、________、________等。
铸件锻件冲压件焊接件轧材
8.设计机械零件时遵循的选材原则是________、________、________。
经济性,实用性,工艺性。
二、单项选择题(每小题1分,共10分)
1、将相应的牌号填入括号内:
硬铝(),黄铜()。
(A)(B)
A、2A11(LY11);B、H62;C、3A21(LF21)。
2、马氏体是(),奥氏体是()。
(D)(B)
A、铁和碳的金属化合物;B、碳在γ-Fe中的固溶体;
C、碳在α-Fe中的固溶体;D、碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
4.铁素体的机械性能特点是:
( )C
A低塑性、高强度 B高塑性、高强度
C高塑性、低强度 D低塑性、低强度
8.钢的回火处理是在()。
C
A、退火后进行B、正火后进行C、淬火后进行
11.调质处理就是()。
D
A淬火+低温回火B淬火C淬火+中温回火D淬火+高温回火
12.化学热处理与其它热处理方法的主要区别是()。
C
A、只改变表层化学成分;B、只改变表层组织
C、既改变表面化学成分又改变表层组织
4.金属牌号T8表示()。
C
A、特殊钢;B、碳素结构钢;C、碳素工具钢;D、铜合金
9下列材料中适合做汽车板簧得材料是()。
B
A、45钢;B、65Mn;C、ZL203;D、H70
3、当浇注具有圆柱形内腔的铸件时,用()可省去型芯。
(C)
A、压力铸造;B、熔模铸造;C、离心铸造
12.砂型铸造生产铸件,其重要表面浇注时应处于()位置。
C
A、向上;B、侧立;C、向下
10.铸造圆角的主要作用是( )。
D
A、方便起模;B、防止浇不足和冷隔
C、防止产生气孔和夹杂物;D、防止掉砂和应力集中
4、金属的可锻性是指金属材料锻造的难易程度,以下材料可锻性较差的是()。
(A)
A.含碳量较高的钢B.纯金属C.组织均匀的低碳钢
10.形状简单、生产批量大的汽车发动机连杆必须经过()的工序。
A
A、模锻B、胎模锻C、自由锻D、冲压
7、形状较复杂的毛坯,尤其是具有复杂内腔的毛坯,最合适的生产方法是:
( )。
(C)
A.模型锻造 B.焊接 C.铸造 D.热挤压
10、采用手工电弧焊方法焊接重要的焊接结构时,通常选用碱性焊条,原因是( )。
(C)
A.焊缝成形好 B.焊接电弧稳定
C.焊接接头抗裂性能好 D.交、直流电焊机都可以使用
16.制造齿轮毛坯性能最好的方法是()。
C
A、用热轧钢板切出圆饼做毛坯; B、用圆钢锯成圆饼做毛坯;
C、用圆钢模锻成型
三、判断题(每小题1分,共13分,对的在括号里打“√”,错的打“╳”)
1.布氏硬度适合测试原材料的硬度。
( )√
1.测试淬火件的硬度经常使用布氏硬度。
( )×
2.细晶粒金属不仅强度、硬度高,而且塑性、韧性也好。
()√
2.再结晶金属能降低材料的硬度,提高塑性和韧性,适合用于冲压件生产。
()√
4.渗碳体是钢中的一种基本相。
()√
8.铸铁是碳含量小于2.11%的铁碳合金。
()×
2、灰铸铁通过球化退火可以转变为球墨铸铁。
()×
6、淬透性好的钢,淬火后硬度一定很高。
()×
6.钢号GCr15种,15表示Cr含量是15%。
()×
5.用离心铸造生产空心回转铸件时不需用型芯。
( )√
3.金属型铸造的质量不如砂型铸造好。
()×
11.铸件上的孔无论大小都要铸出来。
()×
8、碳钢的可锻性随其含碳量的增加而提高,合金钢的可锻性高于相同含碳量的碳钢。
()×
13、胎模锻造不需要专用模锻设备,在普通自由锻锤上即可进行。
()√
15.自由锻可生产大型零件。
()√
9.冲压件强度高是因为材料产生了加工硬化。
()√
11、落料和冲孔的工序方法相同,只是工序目的不同。
()√
13.低碳钢焊接接头中以正火区性能最好。
()√
12、熔化焊时,由于焊接熔池体积小,结晶速度极快,故焊缝的化学成分很均匀。
()×
14.钎焊时焊件也发生融化。
()×
四、名词解释(每小题3分,共15分)
1、强度:
材料在外力的作用下抵抗变形和断裂的能力。
1、固溶体————合金在固态下,组员间仍能互相溶解而形成的均匀相。
2、退火————是将工件加热到临界点(A1、A2、Acm)以上或在临界点以下某一温度保存一定时间后,以十分缓慢的冷却速度(炉冷、坑冷。
灰冷)进行冷却的一种操作工艺。
3、淬火:
将钢加热到相变温度以上,保温一定时间,然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺
4、调质处理:
淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。
3、同素异构转变————同一元素在固态下随温度变化而发生的晶体结构的转变,称为同素异晶转变。
5、铸造:
熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法
5、熔模铸造:
用易熔材料如蜡料制成模样,在模样上包覆若干层耐火涂料,制成型壳,熔出模样后经高温焙烧,然后进行浇注的铸造方法。
5、焊接性————是指对焊接加工的适应性,即在一定的焊接工艺条件(焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等)下,获得优质焊接接头的难易程度。
5、热加工:
再结晶温度以上进行的加工。
五、简答题(共20分)
1、请举出你身边10个不同种类工程材料的应用实例。
答案:
(略)
2、什么是热塑性塑料?
说明其最常用的三种成型方法?
各适于成型哪一类制品?
(6分)
答:
热塑性塑料是指受热时软化或熔融、冷却后硬化,韧性好,可反复成形的塑料。
(2分)
热塑性塑料最常用的三种成型方法是注射、挤出、吹塑。
(2分)
注射成型能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品。
挤出成形通过不同形状和结构的口模连续挤出,获得不同形状的型材,如管、棒、带、丝、板等。
吹塑成形用于制造中空制品和薄膜。
(2分)
1.在图上用字母标出铁碳合金相图中①、②、③区的组织(3分),分析合金Ⅰ的结晶过程(用画图法画出各个阶段的组织示意图,并在图上标出各组织)(5分)。
1.答:
①区组织:
L;②区组织:
A;③区组织:
F。
(3分)
合金Ⅰ的结晶过程如下图所示:
(5分)
3.铁碳合金中基本相是那些?
其机械性能如何?
3.答:
基本相有:
铁素体奥氏体渗碳体
铁素体的强度和硬度不高,但具有良好的塑性和韧性。
奥氏体的硬度较低而塑性较高,易于锻压成型。
渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零,脆性大。
六、综述题(11分)
1.用55钢制造一根轴颈要求耐磨的φ30小轴,其加工路线为:
下料——锻造——正火
——机加工——调质
——轴颈高频淬火
+低温回火
——磨削加工——检验入库。
说明各热处理工序的目的(6分)及其处理状态下的组织(4分)。
1.答:
正火目的:
细化晶粒,提高力学性能。
(1.5分)
调质目的:
提高小轴综合力学性能(或强韧性)。
(1.5分)
轴颈高频淬火目的:
提高轴颈硬度和耐磨性。
(1.5分)
回火目的:
消除淬火应力,进一步提高耐磨性。
(1.5分)
各处理状态下的组织:
正火:
F+P(或铁素体+珠光体)。
(1分)
调质:
S回(或回火索氏体)。
(1分)
轴颈淬火:
M+少量Ar(或马氏体+少量残留奥氏体)。
(1分)
回火:
M回(或回火马氏体)(1分)
4.某汽车齿轮选用20CrMnTi材料制作,其工艺路线如下:
下料→锻造→正火①→切削加工→渗碳②淬火③低温回火④→喷丸→磨削加工。
请分别说明上述四种热处理工艺的目的(4分)及各工艺处理后的表层组织(4分)。
4.答:
①正火目的:
细化晶粒,提高力学性能。
(1分)
②渗碳目的:
使钢的表面形成高碳层,为淬火得到高硬度做准备。
(1分)
③淬火目的:
得到高的表面硬度,提高耐磨性。
(1分)
④回火目的:
消除淬火脆性,得到合适硬度,保证零件性能。
(1分)
各工艺处理后表层组织:
正火后组织:
铁素体+珠光体(或F+P);(1分)
渗碳后组织:
珠光体+渗碳体(或P+Fe3C);(1分)
淬火后组织:
马氏体+渗碳体+少量残留奥氏体(或M+Fe3C+少量Ar);(1分)
回火后组织:
回火马氏体+渗碳体(或M回+Fe3C)。
(1分)
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