机械基础各章节习题总结.docx

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机械基础各章节习题总结

第1章 金属材料的机械性能

一、填空题

1．强度是指金属材料在外力作用下抵抗                 的能力。

2．试样在拉断前所能承受的最大应力称为          ，通常用     来表示。

3．金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力称为       。

4．     是指金属材料表面抵抗硬物压入的能力。

5．布氏硬度比洛氏硬度压痕    ，因此测定的数值        。

6．冲击韧性就是                       。

7．金属材料在经受无数次重复交变载荷作用后，而不致引起断裂的最大应力，称为     。

二、问答题

1．金属材料的主要性能有哪些？

2．什么是机械性能？

它包括那些项目？

3．布氏硬度和洛氏硬度各有何特点？

答案 第1章 金属材料的机械性能

一、填空题

1．塑性变形和断裂2．抗拉强度，σb3．塑性4．硬度5．大，准确

6．金属材料抵抗冲击载荷的能力7．疲劳强度

 二、问答题

1．机械性能，物理性能，化学性能和工艺性能等。

2．机械性能是指金属材料在各种不同性质的外力作用下所表现的抵抗能力，也称为力学性能，如弹性，塑性，强度，硬度和韧性等，这些性能指标是机械设计，材料选择，工艺评定及材料检验的主要依据。

3．布氏硬度可以直接查表得到，不需要再作计算，习惯上也不标单位。

布氏硬度测量的数值较准确，但不宜于测太薄、太硬（>450HB）的材料。

   洛氏硬度试验操作简便、迅速，可直接从表盘上读出硬度值，没有单位。

由于压痕小，可用于成品及薄件检验，但不及布氏硬度试验准确。

第2章 纯金属的结晶与铁碳合金

一、填空题

1．原子按一定的次序作有规则排列的物质，称为       。

2．常见的晶格类型有：

                                          。

3．晶体的缺陷，       是点缺陷；     是线缺陷；          是面缺陷。

4．理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为            。

5．细化晶粒的措施有：

                                        。

6．同素异构转变：

金属在     下晶格随      发生改变的现象。

7．      是以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。

8．根据合金各组元结晶时的相互作用不同分为：

            、               、          。

9．固溶体晶格的畸变，使合金强度和硬度升高，而塑性下降，这种现象称为           。

10．铁碳合金的基本组织：

                                             。

11．铁碳合金相图是                                                 。

12．E点成分是       的分界线，E点左边的铁碳合金称为  （含碳量小于0.0218%的称为纯铁），E点右边的称为    。

13．碳素钢（简称碳钢）就是含碳量           的铁碳合金。

14．低碳钢含碳量：

                。

二、问答题

1、晶粒大小与机械性能有何关系？

生产中为了得到细晶粒的铸件，常采取那些种方法？

2.什么是合金？

3．什么是铁碳合金相图？

4．钢和生铁是如何划分的？

5.铁碳合金相图的应用有哪些？

6.碳钢按钢的含碳量分为那些类？

答案第2章 纯金属的结晶与铁碳合金

一、填空题

1．晶体2．体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格

3．空位、间隙原子，刃型位错，晶界、亚晶界4．过冷度

5．加快冷却速度、变质处理、振动等6．固态，温度

7．合金8．固溶体、金属化合物、机械混合物9．固溶强化

10．铁素体（F）、奥氏体（A）、珠光体（P）、莱氏体（Ld）、低温莱氏体（Ld′）

11．是研究铁碳合金的基础。

它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关系的图形。

12．钢与生铁，钢，生铁13．小于2.11%14．c≤0.25%

二、问答题

1．金属结晶后的晶粒大小对机械性能影响很大，一般是晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。

因此通常总是希望金属材料的晶粒愈细愈好。

（1）加快冷却速度：

过冷度愈大，晶粒愈细。

（2）变质处理：

加入一定的变质剂，起到外来晶核的作用，得到均匀细化的晶粒。

（3）振动：

机械振动、超声波振动、电磁振动均使新晶粒数量增加，达到细化目的。

此外，还可以采用热处理和压力加工的方法，使固态金属的粗晶粒细化。

2、合金是以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。

即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。

例如，工业上广泛应用的钢铁材料就是铁和碳组成的合金。

3、铁炭相图它是研究铁碳合金的成分、温度和组织结构之间关系的图形。

4．a.工业纯铁

   C<0.0218%常温组织为F，Fe3CIII数量极少，经常忽略。

  b.钢（0.0218～2.11）%C

亚共析钢：

（0.0218～0.77）%C,常温组织为F+P。

共析钢：

C=0.77%，常温组织为P。

过共析钢：

（0.77～2.11）%C，常温组织为P+Fe3CII。

   c.生铁（白口铁） （2.11～6.69）%C

       亚共晶生铁：

（2.11～4.3）%C，常温组织为：

P+Fe3CII+Ld′

       共晶生铁：

C=4.3%，常温组织为Ld′

       过共晶生铁：

（4.3～6.69）%C，常温组织为Ld′+Fe3CI。

5．a.选择材料的主要依据

b.在铸造生产方面，根据相图确定浇铸温度，并且还可选择流动性好的合金，即接近共晶成分的合金应用最广泛。

c.在锻造生产中，确定钢材在锻造时选择在奥氏体区的适当温度范围内进行，因为奥氏体单相变形均匀，强度较低，塑性较好，便于塑性变形。

d.在焊接方面，可根据铁碳合金相图分析低碳钢焊接接头的组织变化情况。

e.在选热处理时，拟订淬火、退火、正火等各种热处理加热规范。

6.a.低碳钢，含碳量0≤0.25%

  b.中碳钢，含碳量（0.25～0.6）%。

  c.高碳钢，含碳量>0.6%。

第3章 钢的热处理

一、填空题

1.热处理就是                                                    。

2．钢的热处理工艺有两种冷却方式                                    。

3．共析钢过冷奥氏体在不同温度区域内转变产物和性能的不同，可分为                                         。

4．根据钢的成分和退火目的不同，主要的退火工艺有                               。

5．正火是将钢加热到              或               以上（30～50）℃的温度，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作方法。

6．将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上（30～50）℃，   保温后在       冷却的操作工艺称为淬火。

7．根据工件的不同性能要求，按其回火温度的范围，可将回火大致分为以下三种                                              。

8．渗碳是向    低碳（0.1～0.25%C）         的碳钢或合金钢的表面层渗入碳原子的过程。

二、问答题

1.什么叫热处理？

2.热处理分为那些类？

答案

1．将钢在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，改变金属内部组织结构，从而获得所需性能的操作工艺。

2．等温冷却、连续冷却

3．高温、中温及低温转变区，即珠光体型、贝氏体型和马氏体型的转变

4．完全退火、球化退火和去应力退火等

5．Ac3（亚共析钢），Accm（过共析钢）

6．水或油中快速

7．低温回火（150～250）℃，中温回火（350～500）℃，高温回火（500～650）℃

8．低碳（0.1～0.25%C）

二、问答题

1.将钢在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，改变金属内部组织结构，从而获得所需性能的操作工艺。

2.          普通热处理  退火

                         正火

 热处理                 淬火

                         回火

         表面热处理 表面淬火 火焰加热

                               感应加热

                     化学热处理 渗碳

                                 氮化

                                 碳氮共渗

                                 渗金属

答案 第3章 钢的热处理

一、填空题

1．将钢在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，改变金属内部组织结构，从而获得所需性能的操作工艺。

2．等温冷却、连续冷却

3．高温、中温及低温转变区，即珠光体型、贝氏体型和马氏体型的转变

4．完全退火、球化退火和去应力退火等

5．Ac3（亚共析钢），Accm（过共析钢）

6．水或油中快速

7．低温回火（150～250）℃，中温回火（350～500）℃，高温回火（500～650）℃

8．低碳（0.1～0.25%C）

二、问答题

1.将钢在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，改变金属内部组织结构，从而获得所需性能的操作工艺。

2.          普通热处理  退火

                         正火

 热处理                 淬火

                         回火

         表面热处理 表面淬火 火焰加热

                               感应加热

                     化学热处理 渗碳

                                 氮化

                                 碳氮共渗

                                 渗金属

第4章 合金钢

一、填空题

1．合金钢，是在      的基础上，有意识地加入一些合金元素的钢。

2．合金钢的优点                                               。

3．合金钢按合金元素总含量分                                        。

4．特殊性能钢是指                          等一些具有特殊的物理和化学性能的钢。

5．在含碳量相同的情况下，合金钢比碳素钢的淬火温度要       ，保温时间要        。

6．通常，碳素钢用    淬火，合金钢用    淬火。

7.在满足使用要求的情况下，应该优先选用        钢，因为合金钢               。

二、问答题

1．合金钢比碳素钢有哪些优点？

在满足使用要求的前提下优先选用碳素钢还是合金钢？

为什么？

2．为什么相同含碳量的合金钢比碳素钢热处理的加热温度要高、保温时间要长？

答案第4章 合金钢

一、填空题

1．碳钢

2．淬透性高，回火稳定性强，综合机械性能高，具有特殊的物理化学性能

3．低合金钢，合金元素总含量<5%

  中合金钢，合金元素总含量为（5～10）%

  高合金钢，合金元素总含量>10%

4．不锈钢、耐热钢、耐磨钢

5．高，长

6．水，油

7．碳素钢，加工难、成本高

二、问答题

1．淬透性高，回火稳定性强，综合机械性能高，具有特殊的物理化学性能；应优先选用碳素钢，因为合金钢：

加工难、成本高。

2．合金元素，特别是强碳化物形成元素，如Mo、W、V、Cr等形成的碳化物，与碳的亲和力大，稳定性高，很难溶解，会显著阻碍碳的扩散，减慢奥氏体形成的速度，这种碳化物难分解，使奥氏体的均匀化过程变得困难。

因此，热处理时，为了加速奥氏体形成和均匀化，就需要更高的加热温度和较长的保温时间。

第5章 铸铁

一、填空题

1．含碳量            的铁碳合金称为铸铁。

2．根据碳在铸铁组织中存在形式不同，可分为                      。

3．铸铁在结晶过程中，                    的现象称为石墨化。

4．按金属基体组织的不同，灰口铸铁分为三种类型：

                                 。

5．可锻铸铁是由       通过退火处理使渗碳体分解而得到团絮状石墨的一种高强度铸铁。

6．牌号QT500-07，表示抗拉强度最低值为500MPa，伸长率最低值为7%的           。

7．机床的床身、机器的底座、减速器的箱体等，常选用          铸铁铸造成型。

二、问答题

1．影响铸铁石墨化的因素有哪些？

2．球墨铸铁有哪些性能特点？

答案第5章 铸铁

一、填空题

1．大于2.11%

2．白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁

3．碳以石墨形态析出

4．铁素体灰口铸铁；铁素体－珠光体灰口铸铁；珠光体灰口铸铁

5．白口铸铁

6．球墨铸铁

7．灰口铸铁

二、问答题

1.

（1）化学成分:

碳和硅是强烈促进石墨化的元素。

硫是强烈阻碍石墨化的元素。

锰本身是阻碍石墨化的元素，但它能与S结合，形成MnS浮集到渣中，从而削弱了S阻碍石墨化作用。

磷对石墨化稍起促进作用，但P具有冷脆性，是有害元素，要控制使用。

（2）冷却速度：

冷却速度对铸铁石墨化的影响很大。

冷却越慢，原子扩散越充分，越有利于石墨化进行。

而快冷则阻止石墨化越容易得到白口组织。

2．球墨铸铁不仅具有远远超过灰铁的机械性能，而且同样也具有灰铁的一系列优点。

如良好的铸造性能、减摩性、切削加工性及低的缺口敏感性等。

甚至在某些性能方面可与锻钢相媲美，如疲劳强度大致与中碳钢相似，耐磨性优于表面淬火钢等。

此外，球铁还可适应各种热处理，使其机械性能提高到更高的水平。

第11章　铸造

一、填空题

1、铸造是将　 　浇注到具有与零件形状相适应的　　中，冷却凝固后得到铸件的方法。

铸造后还需加工的铸件称为　　，不需加工的铸件称为　　　。

2、铸造的造型材料应具备的性能有　、 　　、　　　、　　  等。

3、合金的铸造性能主要指合金的  　和 　 。

最常采用的铸造合金为　　 。

4、浇注系统指浇注时金属液注入　   所经过的通道，它包括　　、 　、　　和  。

5、内孔一般比较光滑的孔眼称为　　　，孔内填有散落型砂的孔眼称为　　　。

6、铸件壁的联接处一般情况下，在铸件各转角处应设计成　　，要避免　　和　　连接。

7、考虑到铸造工艺性，铸件结构要减少与简化　　　，要减少　　的数量，尽量避免　　。

8、将液态金属浇入　　　以获得铸件的工艺过程，称为金属型铸造，它又称为　　　铸造。

9、将液态金属浇入到　　　铸型中，使金属在　　　作用下填充铸型并结晶的铸造方法称为离心铸造。

它大多用于铸造　　的铸件。

二、问答题

1、简述砂型铸造的生产工艺流程。

2、铸造生产有何优缺点？

3、什么是造型？

手工造型可分为几种？

4、以整模造型为例，说明手工造型的基本工艺流程。

5、浇注系统的作用是什么？

6、合金的流动性对铸件质量有何影响？

7、合金铸造性能对铸件结构有何要求？

8、简述熔模铸造的工艺过程。

答案第11章　铸造

一、填空题

1、液态金属、铸型、毛坯、零件；2、强度、耐火性、透气性、退让性；3、流动性、收缩性、铸铁；4、铸型型腔、外浇口、内浇口、直浇口、横浇口；5、气孔、砂眼；6、圆角、交叉、锐角；7、分型面、型芯、活块；8、金属铸型、永久型；9、高速旋转、离心力、中空。

二、问答题

1、绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒——造型和造芯——下芯、合箱——浇注——落砂——清理——质量检验——获得合格铸件。

2、优点：

能够制造各种尺寸和形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯；适应范围广，工业上常用的金属材料都可铸造，铸件大小几乎不限，生产的批量不限，既适用于单件小批生产，又适用于大批量生产；成本低，可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低；在金属切削机床中，铸件占机床总重量75%以上，而生产成本仅占15~30%。

缺点：

铸件的机械性能不同，铸件内部晶粒粗大，常有缩松、气孔等；铸件质量不够稳定，废品率较高；砂型铸造中，铸件表面质量不高，工人劳动强度大，劳动条件差。

3、将型砂塑造成砂型的过程称为造型。

造型可用手工和机器进行。

手工造型按砂箱特征分为两箱造型、三箱造型、地坑造型、脱箱造型；按模型特征分有整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型。

4、1）将木模放在底板上；2）放好下砂箱，加砂，用舂砂锤尖头舂紧；3）再加砂约比砂箱高20－30mm，用舂砂锤平头舂紧，用刮砂板刮去多余的型砂；4）翻转，用镘刀修光分型面；5）撒分型砂，吹掉木模上的分型砂，套好上砂箱；6）放浇口棒，加砂，造上箱；7）刮平，拔出浇口棒，修外浇口，扎通气孔；8）做泥号，揭开上箱；9）向木模四周刷水，起模；10）修型，开内浇口；11）合箱，准备浇注。

5、作用：

1）应能使液态金属均匀、平稳地流入并充满型腔；2）应能有效地防止熔渣、砂粒或其他杂质进入型腔；3）应能调节铸件的冷却凝固顺序或者补给金属液冷凝收缩时所需的液态金属。

6、1）流动性好的合金，容易获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件；2）流动性好的合金，容易使其中的气体逸出及浮在液面上的夹杂物受到阻隔；3）流动性好的合金，能在液态合金在凝固收缩时及时的补缩。

7、1）铸件应有合理而均匀的壁厚；2）铸件壁的联接应考虑铸件结构圆角、避免交叉和锐角连接、厚壁和薄壁间的连接要逐步过渡；3）避免受阻收缩；4）避免过大的水平面。

8、a母模；b压型；c熔模；d铸造蜡模；e单个蜡模；f组合蜡模；g结壳、熔失蜡模；h造型、浇铸。

第12章　锻压

一、填空题

1、锻压是对坯料施加外力，使其　   ，　   ，　       ，用以制造机械零件或毛坯的成形加工方法，它包括　　　和　　　。

2、锻造温度范围指的是合理的　　　　和　　　　之间的一段温度间隔。

3、锻造前金属加热的目的是为了提高　　　，降低　　　，并使　　　均匀。

4、将锻件放置在工作场地，使其在空气中自然冷却称为　　　，将锻件放入炉内随炉冷却，称为　　　。

5、自由锻的基本工序有　　　、　　　、　　　、　　　和　　　等。

6、切割的方法常用的有　　　、　　　、　　　三种。

二、选择题

1、降低坯料高度，增大坯料截面的锻造工序称为　　　。

A、镦粗　　B、拔长　　C、冲孔　　D、切割

2、缩小坯料横截面积，增加坯料长度的工序称为　　　　。

A、镦粗　　B、拔长　　C、冲孔　　D、切割

3、把板料沿封闭轮廓分离，从板料上冲下部分为成品的工序称为　　　　。

A、弯曲　　B、落料　　C、冲孔　　D、镦粗

4、把板料沿封闭轮廓分离，从板料上冲下部分为废品的工序称为　　　　。

A、弯曲　　B、落料　　C、冲孔　　D、镦粗

三、问答题

1、锻造与其它方法相比有何特点？

2、板料冲压的基本工序有哪些？

3、以齿轮坯为例，说明说明其锻造过程。

4、与自由锻比较，胎模锻的优点是什么，常用的胎模种类有哪些？

答案第12章　锻压

一、填空题

1、产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能、锻造、冲压；2、始锻温度、终锻温度；3、塑性、变形能力、内部组织；4、空冷、炉冷；5、镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲；6、单面切割、双面和四面切割、圆料切割。

二、选择题

1、A；2、B；3、B；4、C

三、问答题

1、优点：

能改善金属组织，提高力学性能；锻压件的形状和尺寸接近于零件；生产率高；锻压加工在生产中有较强的适应性。

缺点：

常用的自由锻件精度比较低；胎模锻和模锻的模具费用较高；与铸造生产相比，难以生产既有复杂外形又有复杂内腔的毛坯。

2、冲压的基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。

分离工序是指在冲压过程中使冲压零件与板料沿一定的轮廓线相互分开，且冲压零件的分离断面满足一定的质量要求的工序。

如剪切和冲裁等。

成形工序是使板料的一部分相对于另一部分产生位移而不破坏的工序。

如弯曲、拉深、翻边等。

3、a）下料；b）镦粗；c）镦挤凸台；d）冲孔；e）滚圆；f）平整

4、与自由锻比较，其主要优点是锻件质量较好，生产效率较高，金属用料较省。

常用的胎模种类有摔模、扣模、套筒模和合模等。

第13章　焊接

一、填空题

1、焊接是通过　 　或      方法，借助金属内部原子之间的    ，将分离的金属连接成一个　    的整体，形成      接头的加工过程。

2、手工电弧焊常用的焊接接头型式有　　　、　　　、　　　　、　　　　四种，

3、手工电弧焊按焊缝空间位置的不同，焊接可分为　　、　　、　　　、　　　四种。

4、手工电弧焊的焊接规范主要包括　　　和　　　。

5、气焊设备主要有　　　　、　　　、　　　、　　　、　　　等。

二、选择题

1、气焊火焰按氧气和乙炔比例的不同，当氧气与乙炔体积比大于1.2时得到　　　　。

A、氧化焰　　B、正常焰　　C、碳化焰

2、气焊火焰按氧气和乙炔比例的不同，当氧气与乙炔体积比小于1时得到　　　　。

A、氧化焰　　B、正常焰　　C、碳化焰

3、气焊火焰按氧气和乙炔比例的不同，当氧气与乙炔体积比在1到1.2之间时得到　　　　。

A、氧化焰　　B、正常焰　　C、碳化焰

4、焊接电弧靠近阳极很薄的一层区域称为　　　。

A、阴极区　　B、阳极区　　C、弧柱区

三、问答题

1、熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？

2、按焊接电流的不同，手弧焊机可分为几类，各有何特点？

3、按药皮类型不同，电焊条可分为几类，各有何特点？

4、与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点？

5、CO2焊有什么特点？

6、氩弧焊各有什么特点？

7、电渣焊的特点是什么？

8、什么是气焊与气割？

它们各自应用在什么场合？

答案第13章　焊接

一、填空题

1、局部加热、加压、扩散与结合、不可拆卸、永久性；2、对接接头、搭接接头、角接接头、丁字接头；3、平焊、立焊、横焊、仰焊；4、焊条直径、焊接电流；5、乙炔发生器、回火防止器、氧气瓶、减压器、焊炬。

二、选择题

1、A；2、C；3、B；4、B。

三、问答题

1、熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。

压焊的实质是通过金属欲焊部位的塑性变形，挤碎或挤掉结合