《机械制造基础》复习题.docx

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《机械制造基础》复习题

}《机械制造基础》复习题

特别说明：

本复习题主要供同学们进一步学习本课程知识时使用，与考试题没有必然联系。

1．一紧固螺钉在使用过程中发生塑性变形，是因为螺钉以下哪个力学性能指标不足造成的？

（A）

A、屈服强度B、冲击韧性C、塑性D、刚性 

2．将钢材划分为低碳钢、中碳钢和高碳钢的标准是什么。

各有何用途？

按钢中碳含量的多少划分，具体为：

（1）低碳钢wc≤0.25％：

焊接性和冷冲压工艺性好，可用来制造各种标准件、轴套、容器等。

也可通过适当热处理（渗碳、淬火、回火）制成表面高硬度、心部有较高韧度和强度的耐磨损耐冲击的零件。

如齿轮、凸轮、销轴摩擦片、水泥钉等。

（2）中碳钢0.25％＜wc≤0.6％：

通过适当热处理（调质、表面淬火等）可获得良好的综合力学性能的机件及表面耐磨、心部韧性好的零件。

如传动轴、发动机连杆、机床齿轮等。

（3）高碳钢wc＞0.6％：

经适当热处理后可获得高的强度和屈强比，以及足够的韧性和耐磨性。

可用于制造小线径的弹簧、重钢轨、轧辊、铁锹、钢丝绳等。

3．指出材料牌号45、Q235、20、T10A、65Mn、ZG200-400的含义。

答：

（1）45：

含碳量平均为0.45%的优质碳素结构钢；

（2）Q235是普通碳素结构钢，其屈服点不低于235Mpa；

（3）20是含碳量平均为0.20%的优质碳素结构钢；

（4）T10A是含碳量平均为1%的高级优质碳素工具钢；

（5）65Mn是含碳量平均为0.65%，含锰量较高的优质碳素结构钢；

（6）ZG200-400是屈服点不低于200MPa、抗拉强度不低于400MPa的工程用铸钢。

4．指出材料牌号20Cr、16Mn、20CrMnTi、40Cr、60Si2-Mn、GCrl5是什么钢？

并说明牌号中字母和数宇的含义。

答：

（1）20Cr是合金渗碳钢，碳的平均含量为0.20%，铬的含量小于1.5%；

（2）16Mn是普通低合金结构钢，碳的平均含量为0.16%，锰的含量小于1.8%；

（3）20CrMnTi是合金渗碳钢，碳的平均含量为0.20％，合金元素铬、锰、钛的含量均小于1.5%；

（4）40Cr是合金调质钢，碳的平均含量为0.40%，铬的含量小于1.5%；

（5）60Si2Mn是合金弹簧钢，碳的平均含量为0.60%，含硅量平均为2%，锰的含量小于1.5%；

（6）GCr15是滚动轴承钢，含碳量在0.95%~1.15%范围内，铬的含量平均为1.5%。

5．指出材料牌号9SiCr、CrWMn、9Mn2V、1Cr18Ni9是什么钢？

并说明牌号中字母和数字的含义。

答：

（1）9SiCr是合金工具钢，含碳量为0.9%左右，合金元素硅，铬的含量为1%左右；

（2）CrWMn是合金工具钢，含碳量为1%左右，合金元素铬、钙、锰的含量为1%左右；

（3）9Mn2V是合金工具钢，含碳量为0.9%左右，含锰量为2%左右，含钒量为1%左右；

（4）1Crl8Ni9是不锈钢，含碳量为0.1%左右，含铬量为18%左右，含镍量为9%左右。

6．说明下列刚号属于哪种类型，说明钢号的具体含义，举例说明其用途。

（1）Q235AF

（2）20（3）45（4）T10

答：

（1）Q235AF：

碳素结构钢，Q235表示其屈服强度大于235Mpa；A表示质量等级为A级，F表示沸腾钢。

可用于制作连杆、齿轮、轴和螺母等机械零件以及角钢、圆钢等型材。

（2）20：

优质碳素结构钢。

20表示其含碳量为0.20%；用于制作螺母、螺栓和法兰盘等低载荷零件；经渗碳处理后可以用于制作齿轮、轴以及摩擦片等。

（3）45：

优质碳素结构钢。

45表示其含碳量为0.45%；用于制作齿轮、连杆和轴类零件，在生产中应用广泛。

（4）T10：

碳素工具钢。

T10表示其含碳量为0.10%；用于制作刨刀、板牙、卡尺以及锯条等工具。

7．铸铁与钢相比有哪些主要的优缺点?

 答：

（1）铸铁中由于石墨的存在，割裂了基体组织，削弱了基体性能，因此铸铁的抗拉强度、塑性均比钢差。

（2）由于石墨的存在，给铸铁带来了许多钢不及的优良性能，如良好的铸造性能，良好的减摩性能，较好的消振性能，良好的切削加工性能和对缺口的低敏感性，加上铸造方便，资源丰富，成本低廉等优点，使它得到广泛的应用。

8．选择零件材料应遵循哪些原则？

答：

选择零件材料应遵循的原则为以下三个：

（1）使用性能。

零件服役条件分析以及常用力学性能指标在选材中的应用。

（2）工艺性能。

材料工艺性能的好坏，对零件加工的难易程度，生产效率高低，生产成本大小等起着重要作用。

（3）经济性。

保证零件的生产和使用的总成本最低。

总成本与零件的寿命、重量、加工、研究和维修费用以及材料价格等有关。

选材时要尽量积累和利用各种资料，做出定量分析，使所选材料最经济并产生最大经济效益。

9．为下列零件选择恰当的材料  

（1）地脚螺栓

（2）汽轮机叶片（3）齿轮（4）传动轴（5）滚动轴承

A、Q195  B、GCr15   C、HT200   D、20Cr  E、1Cr13

答：

（1）A

（2）E（3）C（4）D（5）B

10．下列零件及工具如材料用错，使用过程中会出现什么问题？

（1）把Q235钢当作45钢制造齿轮。

（2）把20钢当作T13钢制造锉刀。

答：

（1）强度、硬度不足，轮齿易发生弯曲、磨损等破坏，不能保证正常工作。

（2）硬度不足，不能正常锉削，锉齿很快被磨平。

11．45钢是（B）

A、碳素结构钢B、优质碳素结构钢C、碳素工具钢D、优质碳素工具钢

12．钢的含碳量一般在（B）

A、0.77%以下B、2.11%以下C、4.3%以下D、6.69%以下

13．活塞环、气缸套等一般采用（C）

A、灰铸铁B、可锻铸铁C、蠕墨铸铁D、球墨铸铁

14．在下列三种钢中，（D）钢弹性最好

A、T10B、20C、45D、65Mn

15．下列适合作为齿轮的材料的是（B）

A、08FB、45钢C、65MnD、T10

16．

（1）重要用途的齿轮大都采用锻钢制作，如（D）用来制作中、低速和承载不大的中、小型传动齿轮；

（2）（C）适合于高速、能耐猛烈冲击的重载齿轮；

（3）直径较大、形状复杂的齿轮毛坯，采用（B）制作；

（4）一些轻载、低速、不受冲击、精度要求不高的齿轮，用（A）制造。

A、铸铁B、低碳钢或低碳合金钢C、铸钢D、中碳钢或中碳合金钢

17．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。

18．能实现“以铁代钢”、“以铸代锻”的铸铁材料是球墨铸铁。

19．模具钢通常都是高碳钢。

（√）

20．退火的目的是什么？

常用的退火方法有哪几种？

各适用于何种材料?

答：

退火是将金属或合金加热到临界温度（不同钢号的临界温度不同）后，保持一段时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

退火的主要目有：

（1）降低钢的硬度，便于切削加工；

（2）均匀钢的化学成分及组织、细化晶粒、消除不良组织

（3）消除内应力。

常用的退火方法和适用范围：

（1）完全退火：

主要适用于碳素结构钢、大部分合金结构钢和工程用铸钢等。

（2）球化退火：

主要适用于碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等。

（3）除应力退火：

又称低温退火。

主要适用于消除铸件、锻件和焊接件等加工后造成的残余内应力，以防止构件变形。

（4） 不完全退火：

主要适用于降低过共析钢的硬度和消除应力，但不能细化晶粒。

 21．什么是正火？

正火的目的是什么？

如何选择结构钢的正火与退火?

 答：

正火是将钢加热到工艺规定的某一温度，使钢的组织完全转变为奥氏体，经一段时间的保温后，在空气中或在强制流动的空气中冷却到室温的工艺方法。

正火的目的是改善钢的切削加工性能；消除含碳量大于0.77%的碳素钢或合金工具钢中存在的网状渗碳体；对强度要求不高的零件，可以作为最终热处理。

选择结构钢的正火与退火一般根据钢的含碳量确定：

若含碳量大于0.45%，一般用退火，而含碳小于0.45%,则用正火替代退火，这样易获得较理想的切削加工性能。

正火和退火的目的差不多，但正火的冷却速度比退火快，得到的组织比较细，硬度和强度较退火高。

22．什么是淬火？

工件为什么要进行淬火?

答：

淬火是将钢件加热到临界温度以上，保持一段时间，然后在水、油中急速冷却的热处理工艺。

工件淬火一般是可以达到以下目的：

（1）提高工件的强度、硬度、耐磨性，延长零件的使用寿命。

（2） 配合随后的回火中可以获得一定的强度、弹性和韧性等综合力学性能。

（3） 获得一定的物理性能和化学性能。

23．常用的回火方法有哪几种？

试述其目的及应用场合。

回火是将淬硬的零件加热到临界温度以下，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

回火的目的是消除淬火后的内应力，使淬火组织转变为稳定组织，降低脆性，避免变形和开裂。

常用的回火方法有三种：

低温回火、中温回火和高温回火。

（1）低温回火的目的是为了保持淬火工件的高硬度，并降低脆性和淬火内应力，在一定程度上稳定工件的组织和尺寸。

低温回火适用于各种刃具、量具的回火，以及冷冲模、冷拉模、冷轧辊、滚动轴承、表面淬火和渗碳后的零件的回火。

（2）中温回火的目的是为了适当降低淬火钢硬度，提高强度，尤其是提高弹性极限，恢复一定程度的韧性和塑性，消除内应力。

中温回火适用于各种弹性零件、锻模以及强度要求较高的零件，如刀杆、轴套等。

（3）高温回火与淬火合称调质，其目的是为了获得良好的综合力学性能。

调质广泛用于零件的最终热处理和重要零件、工模具的预备热处理。

24．调质适用于哪些零件?

答：

调质是零件淬火后再进行高温回火的复合热处理工艺。

调质的目的是使钢件获得高韧性和足够的强度，具有良好的综合机械性能。

调质主要用于各种重要的结构零件、特别是在交变载荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类零件。

调质还可以作为某些精密零件（如丝杠、量具、模具等）的预备热处理，使之获得均匀细小的回火索氏体组织，以减少最终热处理的变形量，为获得较好的最终性能作组织准备。

25．形状复杂的铸件，为什么有时要经低温回火或时效后才能切削加工?

答：

形状复杂的铸件，通常要经低温回火或时效后才能切削加工。

这是因为形状复杂的铸件，由于厚薄相差较悬殊，导致冷却时的收缩量不等，造成较大的内应力，如不经低温回火或时效，使内应力消除后再进行切削加工，则容易在加工过程中产生较大的变形，甚至开裂，造成废品。

26．什么是时效处理，自然时效和人工时效各有何用途。

答：

时效处理指合金工件经冷塑性变形、铸造或锻造后，在较高的温度放置或室温保持其性能、形状和尺寸随时间而变化的热处理工艺，目的是消除内应力以及内应力引起的变形。

自然时效是将粗加工的零件露天放一段时间，让零件中的应力自然释放。

人工时效是将粗加工的零件低温回火后再加热，保持较长时间冷却。

27．什么是预备热处理和最终热处理

答：

预备热处理是为随后的加工（冷拔、冲压、切削）或进一步热处理做准备的热处理。

而最终热处理是赋予工件所要求的使用性能的热处理。

28．简述钢的硬度、强度、塑性、韧性与含碳量的关系。

答：

随着钢中含碳量的增加，塑性、韧性下降，硬度增加。

当含碳量小于0.9％时，含碳量增加，钢的强度增加。

而当含碳量大于0.9％时，渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在，使得强度随之下降。

29．有一批Wc=0.45℅的碳钢齿轮，其制造工艺为：

圆钢下料→锻造→退火→车削加工→淬火→回火→铣齿→表面淬火。

说明各热处理工序的名称和作用。

答：

（1）退火：

完全退火；降低硬