工程材料问答题Word文件下载.docx

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塑性好得材料,不易脆断,应用时安全性比较好。

比较布氏硬度、洛氏硬度得测量方法、压头形状与硬度值有效范围。

并指出各自得应用范围．

洛氏硬度在测试时可以直接在读数表上读出硬度值。

标尺

标注符号

压头类型

数值有效范围

适用对象

Ａ

HＲＡ

金刚石圆锥

２0—８8HRA

很硬得材料，如钢得表面硬化层、硬质合金等。

B

HＲB

钢球

２0—100ＨRB

较软得材料，如退火得钢、铜合金、铝合金等。

C

HRC

2０—70HRＣ

较硬得材料，如淬火得钢件

布氏硬度需根据测试条件与压痕直径查表才能得到硬度值.

HＢS

钢球

<

４５0ＨＢＳ

硬度较低、厚度较大得原材料或毛坯。

HBW

硬质合金球

＜６5０HBS

金属材料得硬度与抗拉强度之间存在什么关系？

这种关系有什么实用意义？

金属材料得硬度与强度有一定正比关系。

在实际工作中,在不方便测试零件得强度时,常常通过测试其硬度来换算出强度,既简便，成本又低.但需要注意这样换算得数据就是比较粗略得

材料得力学性能指标有很多（如强度、塑性、硬度、冲击韧度等）,但就是在零件图上，常常只标注硬度值要求,这就是为什么?

测试强度、塑性需采用拉伸试验、测试韧性要用冲击试验,这些试验都就是破坏性得,显然不适合于成品零件。

硬度试验很简便，对试验对象得损伤非常小,故适合于测试零件。

硬度与其它性能指标之间有一定得对应关系,只要测得零件得硬度值,就可以估算其她性能得数值。

用洛氏硬度HRＣ标尺测得某钢件得硬度为15HRC,这个硬度值说明了什么?

遇到这种情况应当怎样处理?

这个测试值低于ＨRC标尺得有效范围,说明被测材料得硬度很低,用ＨRC来测量不合适。

可以改用洛氏HＲＢ标尺或布氏标尺HBS来测试

下列材料需要测试硬度,各选用什么硬度试验方法？

（１）退火得钢　　　

（2）淬火得钢（3）铝合金、铜合金（4）硬质合金

（１）退火得钢:

用ＨＢＳ或HRB

（2）淬火得钢：

用HRＣ　

（３）铝合金、铜合金:

用HBＳ或HRB　　（４）硬质合金:

用HRＡ

什么叫冲击韧性？

材料冲击韧性得好坏有什么意义?

冲击韧性　ak——材料受冲击载荷时,抵抗断裂得能力。

冲击韧性高得材料,使用安全性好。

什么叫材料得疲劳现象?

疲劳得危害就是怎样体现得？

疲劳现象就是零件（材料）在交变载荷长时间作用下,产生裂纹并逐渐扩展，最终导致突然断裂得现象。

在裂纹萌生与扩展得较长一段时间中，就是不易被发现得,而最终得断裂却就是在瞬间发生得．因此,疲劳现象对于运行中得机器,尤其对飞行中得飞机,就是危害性极大得事故隐患.飞机要进行定期检修,其中一个目得就就是要检查一些关键零件就是否产生了疲劳裂纹．

提高零件疲劳寿命得方法有哪些？

疲劳裂纹通常在零件薄弱部位得表面萌生。

下列方法能提高零件抗疲劳性:

提高零件表面光洁度（降低表面粗糙度）.

零件截面与形状变化之处,设计为圆弧过渡,以减轻应力集中现象。

采用表面热处理、喷丸等方法对零件表面进行强化。

防止零件表面被划伤、腐蚀。

此外,采用无损检测技术定期对重要零件进行检测,争取在早期发现零件上得疲劳裂纹,也就是预防疲劳断裂恶性事故得有效手段。

习题2金属材料得基础知识

问答题:

什么需要了解金属得内部组织结构？

因为金属内部组织结构决定金属得性能,所以，要了解金属得性能及其变化规律，就有必要认识了解金属得内部组织结构。

金属得常见晶体结构有哪几种类型？

下面几种金属得晶体结构各属于哪种类型？

α铁、γ铁、铜、铝、铬、镁、锌

体心立方晶格：

α铁、铬；

　面心立方晶格:

γ铁、铜、铝；

密排六方晶格:

镁、锌

在常温下,比较铁、铜、镁得塑性,哪一个得最好？

哪一个最差?

（提示:

金属得塑性好坏与其晶体结构类型有关。

）

铜就是面心立方晶格，塑性最好；

镁就是密排六方晶格,塑性最差;

铁在常温时体心立方晶格,塑性介于二者之间。

为什么单晶体就是各向异性得，而多晶体却就是各向同性得？

在单晶体晶格得不同方向上,原子间距不同,相互间得作用力不同，因此在不同方向上得性能存在差异，即“各向异性”。

多晶体就是由许多晶粒组成得,每颗晶粒都就是各向异性得小单晶,但大量晶粒得各向异性相互抵消，因此多晶体就是各向同性得。

请在下面得框图中填入影响金属材料性能得因素:

性能

成分

热处理

组织

为什么多晶体得金属在塑性变形以后也会出现各向异性?

多晶体得金属在塑性变形以后,晶粒沿变形方向被拉长或压扁,形成纤维组织,致使多晶体金属出现各向异性-—在平行于纤维得方向上性能较好,在垂直于纤维得方向上性能较差

什么叫金属得加工硬化?

加工硬化在生产中会带来哪些利弊?

试举例说明。

当金属在发生塑性变形得时候,随着塑性变形程度得增大,金属得强度与硬度逐渐升高,塑性与韧性则逐渐降低，这种现象称为加工硬化。

除了加工硬化以外，塑性变形对金属还带来哪些影响?

塑性变形除了影响金属得力学性能外,还会使物理性能与化学性能发生变化,例如使金属得电阻率增大,抗腐蚀性降低等。

经过塑性变形得金属在加热时，随着温度得升高,会发生哪些变化过程？

经过塑性变形得金属处于一种不稳定得状态,如果其加热，就会使其组织与性能发生一系列变化，最终达到稳定得状态。

这个变化过程可分为三个阶段,即:

回复、再结晶与晶粒长大。

什么叫回复？

回复原理在生产中有何应用？

将经过塑性变形得金属在低于再结晶温度得条件加热,其组织没有变化，仍然保持先前塑性变形时形成得纤维组织。

加工硬化效应也保持下来,但内应力显著降低了,这种现象称为恢复。

生产中,一些在常温下经塑性变形制造得成品零件,为了使其保持加工硬化带来得高强度，而又基本消除有害得内应力,可将零件在回复得温度范围内加热保温，达到上述目得.这种热处理工艺叫做去应力退火。

例如用冷拉钢丝制造得弹簧,绕成后在2５０～３00℃去应力退火，使得弹簧既有较高得强度与弹性,外形与尺寸又很稳定.

什么叫再结晶?

再结晶原理在生产中有何应用？

经过塑性变形得金属,被加热到高于再结晶温度时，将逐渐生成颗粒状得晶粒，取代变形得品粒，这个过程称为再结晶.当再结晶过程完成时,先前塑性变形造成得加工硬化也就消失，同时内应力也彻底消除了。

根据再结晶得原理，在生产中常常把经过冷变形加工得金属半成品加热到再结晶温度之上保温,使之发生再结晶，消除加工硬化,以利于继续变形加工。

这种热处理工艺称为再结晶退火

冷变形与热变形有哪些区别?

在再结晶温度以上进行得塑性变形称为热变形,在再结晶温度以下进行得称为冷变形。

在冷变形得时候，金属要发生加工硬化,使变形越来越困难;

在热变形得时候，金属既要发生加工硬化,同时又要发生再结晶软化．如果再结晶过程足够快,能够抵消加工硬化，则金属在热变形时就能保持低强度、高塑性得状态,使塑性变形加工得以持续顺利进行。

在锻压生产中，要预先把金属加热到一定温度再锻压,就就是利用了热变形得原理。

将铜管弯曲成一定形状,随着弯曲程度增加,感觉越弯越费劲,而且铜管还容易破裂,这就是什么原因?

如何消除这种现象？

就是因为铜管逐渐发生了加工硬化,使强度升高,继续变形需要更大得变形力；

使塑性降低,继续变形就容易开裂。

采用再结晶退火,能够消除加工硬化,使铜管得可变形性得到恢复。

用冷变形得方法将冷轧黄铜片做成弹簧,此弹簧有较高弹性与强度,但尺寸不稳定,而且耐腐蚀性不好。

用什么方法可以保持其高弹性、高强度，同时又改善其尺寸稳定性与耐腐蚀性?

用低温去应力得方法，在再结晶温度之下加热保温，可达上述目得.

习题3　铁碳合金

问答:

铁碳合金得平衡组织有哪些?

哪一种强度硬度低而塑性好?

哪些硬而脆?

哪一种具有较好得综合力学性能?

有铁素体（F）、珠光体（Ｐ）、渗碳体（Fe3Ｃ）、奥氏体（Ａ）、莱氏体（Ld）。

其中铁素体、奥氏体得强度硬度低而塑性好;

渗碳体、莱氏体硬而脆;

珠光体具有较好得综合力学性能。

铁碳合金状态图表达得内容就是什么？

铁碳状态图反映了铁碳合金在平衡条件下,合金得组织与成分（含碳量）、温度之间得关系;

以及组织变化得规律。

根据铁碳状态图填写下表：

铁碳合金得含碳量

（%）

在下列温度得组织

（可填组织得名称或代号）

０～７20℃

80０℃

10０0℃

0、2

F+P

Ｆ＋Ａ

A

０、７7

P

１、5

Ｐ+Fe3C

A+Fe3Ｃ

3、0

P+Fｅ３Ｃ+Ld

A+Fe3C+Ld

A+Fｅ３C+Ｌd

根据所具有得平衡组织,铁碳合金可以分为哪三大类？

各类得组织有何特点?

含碳量在什么范围？

类别

组织特点

含碳量/%

工业纯铁

室温组织就是铁素体.

＜0、021８

钢

室温组织都有珠光体,如果加热到足够高得温度，都可以得到单一得奥氏体。

0、021８～2、１1

白口铸铁

（生铁）

组织中都有莱氏体,加热时不能得到单一得奥氏体组织。

2、11~６、69

根据所具有得平衡组织,钢可以分为哪三类?

含碳量在什么范围?

含碳量/％

亚共析钢

室温组织就是铁素体与珠光体。

0、02１8＜WＣ＜0、７7

共析钢

室温组织就是珠光体。

0、7７

过共析钢

室温组织就是珠光体与渗碳体。

0、77<

WC＜２、１1

一般所说得低碳钢、中碳钢、高碳钢得含碳量各在什么范围？

要制造下列产品，各选用哪一类钢？

为什么？

冲压成型得电器外壳;

轴、齿轮等机器零件;

刀具、冷冲压模．

低碳钢——ｗc＜0、3%；

中碳钢——wc=0、3%~０、6%;

高碳钢—-wｃ>

0、6%。

在冲压生产中,要求被冲压得板材得强度低、塑性好,所以应选用低碳钢板.

机械零件一般要求具有良好得综合力学性能,通常选用中等含碳量得钢。

刀具、冷冲压模要求具有高得硬度与耐磨性,通常选用含碳量高得钢。

根据铁碳状态图得知识解释下列现象:

在进行锻造与热轧之前,先要将钢加热到100０~１200℃。

钢可以锻造加工,而白口铁却不可以。

绑扎物件一般用铁丝（WC≤0、2％得镀锌低碳钢丝）,而起重机钢缆却就是用WC≥0、4%得钢丝制成得.

在常温,WＣ=１、2%得钢得强度反而比WC=０、8%得钢低。

用手锯锯WC=1、0％得钢,比据WC＝0、2％得钢要费力些,而且锯条容易磨钝.

在钢得热变形加工（如锻造、热轧）中,首先要把钢加热到1000~１20０℃,得到单一得奥氏组织,因为奥氏体得