工程材料与热加工习题.docx
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工程材料与热加工习题
第1章材料的力学的性能(习题)
一、选择题
1.表示金属材料屈服强度的符号是(B)。
A、
;B、
;C、
;D、
;
1.金属材料在静载荷作用下,抵抗变形和破坏的能力称为(C)。
A、塑性;B、硬度;C、强度;D、弹性;
2.在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是(B)。
A、HBS;B、HRC;C、HV;D、HBW;
3.做疲劳试验时,试样承受的载荷为(B)。
A、静载荷;B、交变载荷;C、冲击载荷;D、动载荷;
二、填空题
1.材料的力学性能通常是指在载荷作用下材料抵抗(变形)或(断裂)的能力。
2.金属塑性的指标主要有(断后伸长率)和(断面收缩率)两种。
3.金属的性能包括(物理)性能、(化学)性能、(力学)性能和(工艺)性能。
4.常用测定硬度的方法有(布氏硬度测试法)、(洛氏硬度测试法)和维氏硬度测试法。
5.疲劳强度是表示材料经(无限次循环应力)作用而(不发生断裂)的最大应力值。
6.材料的工艺性能包括(铸造性能)、(锻造性能)、(焊接性能)、(切削加工性能)、(热处理性能)等。
7.零件的疲劳失效过程可分为(疲劳裂纹产生)、(疲劳裂纹扩展)、(瞬时断裂)三个阶段。
三、判断题
1.拉伸试验可以测定材料的强度、塑性等性能指标,因此材料的力学性能都可以通过拉伸试验测定。
(×)
2.用布氏硬度测试法测量硬度时,压头为钢球,用符号HBS表示。
(×)
3.金属材料的力学性能可以理解为金属材料的失效抗力。
(×)
4.材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的,材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。
(×)
四、练习与思考
1.说明下列符号的意义和单位。
(1)σe;
(2)σs或σ0.2;(3)σb;(4)δ;(5)ψ;(6)σ-1;(7)AK;
2.在测定强度指标时,σ0.2和σs有什么不同?
3.拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm。
试验后,将已断裂的试样对接起来测量,标距长度为73mm,颈缩区的最小直径为5.1mm。
试求该材料的延伸率和断面收缩率的值。
4.材料的弹性模量E的工程含义是什么?
它和零件的刚度有何关系?
5.将6500N的力施加于直径为10mm、屈服强度为520MPa的钢棒上,试计算并说明钢棒是否会产生塑性变形。
6.塑性指标在工程上有哪些实际意义?
7.下列材料或零件采用什么硬度测试法较合适?
(1)锉刀;
(2)黄铜轴套;(3)硬质合金刀片;(4)一般淬火钢;
8.工程材料有哪些物理性能和化学性能?
第2章金属的晶体结构与结晶(习题)
一、名词解释
晶体、单晶体、多晶体、晶格、晶胞、晶粒、晶界、合金、组元、相、组织、共晶转变
二、如果其它条件相同,试比较下列铸造条件下铸件晶粒的大小:
1.金属型铸造与砂型铸造。
2.高温浇注与低温浇注。
3.浇注时采用振动与不采用振动。
4.厚大铸件的表面与心部。
三、问答题
1.金属中常见的晶体结构有哪几种?
2.实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型?
它们对晶体的力学性能有何影响?
3.固溶体与化合物有何区别?
固溶体的类型有哪几种?
4.何谓金属的结晶?
纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的?
5.何谓过冷现象和过冷度?
过冷度与冷却速度有何关系?
6.晶粒大小对金属的力学性能有何影响?
细化晶粒的常用方法有哪几种?
7.什么是共晶转变?
共晶转变有何特点?
8.什么是共析转变?
共晶转变与共析转变有何异同?
第3章铁碳合金相图(习题)
一、名词解释
1.铁素体;2.奥氏体;3.渗碳体;4.珠光体;5.莱氏体;6.低温莱氏体;7.同素异晶转变;8.铁碳合金状态图;
二、填空题
1.珠光体是由(F)和(Fe3C)组成的机械混合物(共析组织)。
2.莱氏体是由(A)和(Fe3C)组成的机械混合物(共晶组织)。
3.奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达(2.11%),在727℃时碳的质量分数为(0.77%)。
4.根据室温组织的不同,钢可分为(亚共析)钢、(共析)钢和(过共析)钢。
5.共析钢的室温组织为(P);亚共析钢的室温组织为(F+P);过共析钢的室温组织为(P+Fe3CII)。
6.碳的质量分数为(0.77%)的铁碳合金称为共析钢,其奥氏体冷却到S点(727℃)时会发生(共析)转变,从奥氏体中同时析出(F)和(Fe3C)的混合物,称为(P)。
7.奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为(Ld),其碳的质量分数为(4.3%)。
8.亚共晶白口铸铁碳的质量分数为(2.11%~4.3%),其室温组织为(P+Fe3CII+Ld′)。
9.过晶白口铸铁碳的质量分数为(4.3%~6.69%),其室温组织为(Ld′+Fe3CI)。
10.过共析钢碳的质量分数为(0.77%~2.11%),其室温组织为(P+Fe3CII)。
11.亚共析钢碳的质量分数为(0.0218%~0.77%),其室温组织为(F+P)。
三、选择题
1.铁素体为(A)晶格,奥氏体为(B)晶格,渗碳体为(D)晶格。
A、体心立方;B、面心立方;C、密排六方;D、复杂的;
2.Fe-Fe3C状态图上的ES线,用代号(B)表示,PSK线用代号(A)表示。
A、A1;B、Acm;C、A3;D、其它;
3.Fe-Fe3C状态图上的共析线是(C),共晶线是(A)。
A、ECF线;B、ACD线;C、PSK线;D、GSK线
四、判断题
1.金属化合物的特性是硬而脆,莱氏体的性能也是硬而脆,故莱氏体属于金属化合物。
(×)
2.渗碳体碳的质量分数为6.69%。
(√)
3.Fe-Fe3C状态图中,A3温度是随碳的质量分数增加而上升的。
(×)
4.碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。
(×)
五、简答题
1.何为金属的同素异构转变?
试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。
2.简述碳的质量分数为0.4%和1.2%的铁碳合金从液态冷却至室温时的结晶过程。
3.把碳的质量分数为0.45%的钢和白口铸铁都加热到高温(1000~1200℃),能否进行锻造?
为什么?
第4章钢的热处理(习题)
1.何谓钢的热处理?
常用的热处理工艺有哪些?
2.简述共析钢加热时奥氏体形成的过程。
3.为什么要控制奥氏体晶粒大小?
如何控制奥氏体晶粒的大小?
4.解释下列名词:
(1)珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体;
(2)奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体;
(3)退火、正火、淬火、回火、表面淬火;
(4)临界淬火冷却速度(vc)、淬透性、淬硬性;
(5)单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火。
5.珠光体类型组织有哪几种?
它们的形成条件、组织形态和性能方面有何特点?
6.影响C曲线的主要因素有哪些?
试比较共析纲、亚共析钢和过共析钢的C曲线。
7.简述贝氏体的组织特征和性能特点。
8.马氏体组织有哪两种?
它们与钢的化学成分有何关系?
组织形态和性能方面有何特点?
9.生产中常用的退火方法有哪几种?
各适用于什么场合?
10.甲、乙两厂生产同一批零件,材料均选用45钢,硬度要求为220~250HBS,其中甲厂采用正火,乙厂采用调质,都达到硬度要求。
试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差别。
11.某活塞用45钢制造,由于形状复杂,按正常淬火加热温度(840℃)加热后水冷,大约有40%出现淬火裂纹。
请分析原因并改进该工件的淬火工艺。
12.一块厚度为5mm的45钢钢板,先经840℃加热淬火,硬度为55HRC,随后从一端加热,依靠热传导,使钢板上各点达到如图4-29所示的温度。
试问:
(1)各点部位的组织是什么?
(2)整个钢板自图示各温度缓冷到室温后各点部位的组织是什么?
(3)整个钢板自图示各温度水淬快冷到室温后各点部位的组织是什么?
图4-29题12图
13.举例说明钢的淬透性、淬硬深度和淬硬性三者之间的区别。
14.分析单液淬火、双液淬火、分级淬火、贝氏体等温淬火等方法对淬火应力带来的影响。
15.试为以下钢件选择预先热处理工艺:
(1)20CrMnTi汽车变速箱齿轮锻造毛坯(晶粒粗大);
(2)T12锻造后有网状渗碳体;
(3)T12钢锉刀毛坯改善切削加工性和热处理工艺性能。
16.回火的目的是什么?
淬火钢在回火过程中显微组织发生哪些变化?
17.什么叫回火脆性?
生产中如何防止回火脆性?
18.分析以下说法是否正确,并说明理由。
(1)钢的淬火冷却速度愈快,所获得的硬度愈高,淬透性也愈好。
(2)钢的合金元素越多,淬火后的硬度越高。
(3)淬火钢回火后的性能主要取决于回火后的冷却速度。
19.何谓表面热处理?
表面淬火的目的是什么?
常用的表面淬火有哪几种?
20.感应加热表面淬火的加热原理是什么?
淬火后的淬透层深度与什么有关?
21.渗碳的主要目的是什么?
试分析20钢渗碳缓慢冷却后的表层和心部组织,以及渗碳缓慢冷却后,加热到780℃淬火、180℃回火后的表层和心部组织。
22.渗氮后的性能特点是什么?
渗氮后为何不进行淬火?
23.比较钢经表面淬火、渗碳淬火、渗氮热处理后的性能和应用范围等方面有何不同。
24.某一用40Cr钢制造的齿轮,其加工路线如下:
备料→锻造→正火→机械粗加工→调质→机械精加工→高频感应加热表面淬火与低温回火→磨削。
请说明各热处理工序的目的及热处理后的显微组织。
第5章工业用钢(习题)
一、选择题
1.40MnB钢中,微量元素B的作用是(B)。
A、强化铁素体;
B、提高淬透性;
C、提高淬硬性;
D、提高回火稳定性;
2.欲要提高铬镍不锈钢的强度,主要采用(B)。
A、时效强化方法;
B、固溶强化方法;
C、冷加工硬化方法;
D、马氏体强化方法;
3.20CrMnTi钢根据其组织和力学性能,在工业上主要作为一种(A)使用。
A、合金渗碳钢;
B、合金弹簧钢;
C、合金调质钢;
D、滚动轴承钢;
4.大多数合金元素均在不同程度上有细化晶粒的作用,其中细化晶粒作用最为显著的有(C)。
A、Mn、P;B、Mn、Ti;C、Ti、V;D.V、P
5.除(A)元素外,其它合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体的稳定性。
A、Co;B.Cr;C.Mn;D.Ti;
6.用40Cr钢制造的齿轮,锻造后的典型热处理工艺应是(A)。
A、调质处理;B、高温回火;C、完全退火;D、正火处理;
二、指出下列各钢牌号的名称及各符号的含义
084565MnT12AZG230-450Q235AQ34540Cr20CrMnTi60Si2MnGCr9CrWMn9SiCrCr12MoVW6Mo5Cr4V23Cr2Mo1Cr130Cr19Ni94Cr9Si2ZGMn13
三、填空题
1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后,具有很高的(硬度)和较好的(耐磨性)。
2.不锈钢按其金相显微组织不同,常用的有以下三类:
(马氏体型不锈钢)、(铁素体型不锈钢)和(奥氏体型不锈钢)。
3.含碳量对钢的性能影响很大,低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量分别为(≤0.25%)、(0.25%~0.60%)、(≥0.60%)。
4.钢中常存的杂质元素为(Mn)、(Si)、(S)、(P),钢的质量等级主要以(S)和(P)的多少划分。
5.
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