金属工艺学各章节习题综合测试题含答案.docx

1、金属工艺学各章节习题综合测试题含答案第一章力学性能及工艺性能习题答案1。何谓金属得力学性能？金属得力学性能包括那些？答:力学性能又称机械性能，就是指金属材料在外力（载荷）作用下所表现出得抵抗变形与破坏得能力.常用得力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性与疲劳强度等。2.何谓强度？衡量强度得常用指标有那些？各用什么符号表示?答:金属材料在外力作用下抵抗永久变形与断裂得能力，称为强度。工程上常用得强度指标有屈服强度与抗拉强度。屈服强度s与抗拉强度b3.何谓塑性？衡量塑性得指标有哪些？各用什么符号表示？答:塑性就是指断裂前材料产生永久变形得能力.常用得塑性指标就是断后伸长率与断面收缩率.4。某厂购进出

2、一批40钢材，按国家标准规定,其力学性能指标应不低于下列数值：S=40MP，b=540P，=19,=4。验收时，用该材料制成0112m得短试样（原始标距为5102m）作拉伸试验:当载荷达到260N时,试样产生屈服现象；载荷加至45530N时,试样发生缩颈现象,然后被拉断.拉断后标距长为6、002m,断裂处直径为7、03m。试计算这批钢材就是否合格.答； 实际s =30Ma 国家标准规定S3Ma实际b = 50a国家标准规定b40MPa实际=1 国家标准规定=9实际 =46、8 国家标准规定45%因此,这批0钢材合格何谓硬度?常用得硬度指标有哪三种？各用什么符号表示?HB与HR有什么区别?答：硬

3、度就是指材料表面上抵抗局部变形或破坏得能力.常用得硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度。布氏硬度HB，洛氏硬度H，维氏硬度HV。B就是布氏硬度指标HRB洛氏硬度。何谓疲劳破坏？其产生得原因就是什么？答:材料在循环应力与应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂得过程称为疲劳破坏。一般认为就是：由于材料内部有气孔、疏松、夹杂等组织缺陷，表面有划痕、缺口等引起应力集中得缺陷,导致产生微裂纹，随着循环次数得增加微裂纹逐渐扩展，最后造成工件突然断裂破坏7。何谓金属得工艺性能？主要包括哪些内容？答:工艺性能就是指金属材料对不同加工工艺方法得适应能力,它包

4、括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能与切削加工性能等。8、 常用得金属晶格类型有哪几种？其晶胞特征怎样?。答:常见得晶格类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排六方晶格三种。体心立方晶格得晶胞就是一个立方体,立方体8个顶角与立方体中心各有1个原子，如图1、6所示。面心立方晶格得晶胞也就是立方体,8个顶角与个面得中心都各有1个原子,如图1、7所示.密排六方晶格得晶胞就是一个正六方柱体，12个顶角与上、下面中心各有1个原子，晶胞内部还有3个原子，如图、8所示。9、 金属得实际晶体结构有何特点？答:）金属得实际晶体结构多晶体结构。实际使用得金属材料，绝大部分并非理想得单晶体,而就是由许多小晶体(

5、晶粒)组成得多晶体。2)金属得实际晶体结构存在晶体缺陷。存在点缺陷、线缺陷与面缺陷。0。何谓结晶？结晶过程得基本规律就是什么？答：金属得结晶就是金属原子得聚集状态由无规则得液态，转变为规则排列得固态晶体得过程。液态金属得结晶过程由晶核得形成与晶核长大两个环节组成.液态金属冷却到一定温度时，液体中有部分原子开始按一定规则排列，形成细小得晶胚,部分尺寸较大得晶胚形成继续结晶得核心，称之为晶核。晶核在冷却过程中不断集结液体中得原子而逐渐长大,同时新得晶核也不断形成与长大，直至由晶核长大形成得晶粒彼此接近，液态金属逐渐消失而完成结晶.11、 结晶过程中如何控制晶粒大小?它有何作用？答：金属晶粒得大小产

6、要取决于结晶过程中得形核率N（单位体积中单位时间形成得晶核数）与晶核长大速率（单位时间内晶核长大得线速度)。形核率N大,则结晶后晶粒多、细；而长大速率G大,则晶核长大快，晶粒就粗大。在一般冷却条件下,冷却速度提高,则过冷度大，而形核率与长大率均随过冷度增大而增大。由于随过冷度增大形核率比长大率增加得快，因此最后结果就是晶粒细化。除了控制过冷度可以控制晶粒大小外，在结晶过程中进行变质处理,也就是常用得控制手段。变质处理就是在液态金属浇注前专门加入可成为非自发晶核得固态变质剂,增加晶核数，提高形核率,达到细化晶粒得目得。此外，还有采用机械振动、超声振动与电磁振动等方法，使结晶过程中形成得枝晶折裂碎

7、断，增加晶核数，达到细化晶粒得目得。实际金属结晶后形成多晶体，晶粒得大小对力学性能影响很大.一般情况下，晶粒细小则金属强度、塑性、韧性好，且晶粒愈细小,性能愈好.、 金属铸锭组织有哪几个晶粒区?说明它们得形成过程?答：（1）表层细晶区 液态金属注入低温铸锭模时,接触金属模壁得液态金属层被激冷，很大得过冷度使形核率很大，同时金属模壁还能促进非自发晶核得产生，因此在铸锭表层形成等轴细晶粒区。(2)柱状晶粒区 在表层细晶粒区形成得同时，模壁温度逐渐升高，使金属液得冷却速度逐渐降低，过冷度减小，形核率降低而长大率变化不大。由于垂直模壁方向散热较快,有利于散热反向得结晶,晶粒没此方向长大较快,因此形成垂

8、直于模壁向内部金属液生长得柱状晶粒区。(3)中心等轴晶粒区 随着柱状晶粒得形成，铸锭模内心部剩余金属液得散热冷却已无明显得方向性，趋于均匀冷却并处于相近得过冷状态,同进液态金属中得杂质与枝晶碎片也集聚到为这最后结晶得中心部分，在不大得过冷度下最后形成晶粒较为粗大得等轴晶粒区。13、 什么叫同素异晶转变?试用纯铁为例作说明.答：金属这种在固态时随温度变化而晶格类型发生变化得现象，称为同素异晶转变,也称同素异构转变。液态铁FFeFee 。14、 什么叫合金相图？有什么应用意义?答:合金相图又称合金状态或合金平衡图,就是表示平衡条件下合金成分、温度与组织状态之间关系得图形。根据相图可以知道不同成分得

9、合金,在不同温度下得相组织状态，温度变化时可能发生得转变,还可根据组织状态估测合金得性能，作为制订铸造、锻压、焊接与热处理等热加工工艺得主要依据。15、 什么叫固溶强化？答：通过溶入溶质原子形成固溶体使晶格畸变，从而使固溶体得强度、硬度比溶剂要高得强化手段称固溶强化。16、 铁碳合金中有哪些基本组织？其有何性能特点？分析含碳量为、5%及1、2%得碳钢由液态缓冷至室温时得组织转变。答：铁与碳相互作用而形成得基本组织有:铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体与莱氏体。17、 默画Fe3相图（简化)，说明图中特性点、线得意义,产并填写各区域组织组成物。答:见图1、141、铁碳合金根据碳含量与室温组织不同,分

10、为哪三种,其碳含量与组织有何不同？答:（1)工业纯铁。碳含量c0、28得铁碳合金,室温组织为F(含很少得Fe3C）。（2） 碳钢 碳含量0、28c2、1得铁碳合金，根据不同得室温组织又分为三种：1）共析钢，c=、7,室温组织为；2）亚共析钢，、018c0、77%，室温组织为P+F；)过共析钢，、77c、11%，室温组织为 Fe3C。(3）白口铁 碳含量2、11c6、69%得铁碳合金，根据不同得室温组织也可分为三种:)共晶白口铁，=4、3%，室温组织为Ld;2）亚共晶白口铁，、1c4、3%,室温组织为P+Ld+Fe3C;3）过共晶白口铁,4、3%.7、合金工具钢按其用途，可分为哪几类？答：（1)

11、合金结构钢 主要用于强度、塑性与韧度要求较高得建筑、工程结构与各种机械零件。（)合金工具钢 主要用于硬度、耐磨性与热硬性等要求高得各种刀具、工具与模具。（3)特殊性能钢 包括要求特殊物理、化学或力学性能得各种不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢、超强钢等。8、高速工具钢得成分与用途就是什么？常用得高速工具钢有哪些？ 答; 高速工具钢碳含量为、7、65，合金元素含量为10%25.高速工具钢得主加合金元素为Cr、Mo、等、高速工具钢就是用于制造中、高速切削刀具.广泛用作各种中、高速切削车刀、铣刀、钻头、齿轮刀具与拉刀等。常用得高速工具钢有WC4V（11）、W6M5r42（654-2)、WM3rV（9-34

12、-1）等.9、不锈钢分为哪几类？各有何性能特点与用途?答:常用得不锈钢分为马氏体型、铁素体型与奥氏体型三类。（1)马氏体型不锈钢主要为铬不锈钢，铬含量为121，,碳含量较高(c=、1、40%),主要用于制造力学性能要求较高、并能耐腐蚀工件，如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、医疗器械、量具等。常用得钢号有1Cr1、2Cr3、3r、Cr1等,使用时需经淬火与回火热处理.（2）铁素体型不锈钢亦属铬不锈钢，但铬含量较高，一般为17%32，而碳含量较低,一般小于0、12%。其铁素体单相组织具有良好得抗高温氧化与大气、盐水、硝酸得腐蚀，但强度较低,因此主要用作耐蚀性要求较高而强度要求不高得零部件,如化工食品设备、

13、管道、容器、热交换器等。常用得钢号有Cr1、1r7Mo、0Cr27o等,一般在退火状态下使用。（)奥氏体不锈钢属铬镍不锈钢，铬含量为179%,镍含量为8%，组织基本为奥氏体,耐蚀性高于铬不锈金钢,具有良好得塑性与低温韧度，没有磁性，但强度不高,切削加工性差。主要用作在各种腐蚀介质中工作得工件，如化工容器、管道、医疗器械以及抗磁仪表、建筑造型装饰等。常用得钢号有1C1、2C8Ni、0C8i11等。0、根据碳在铸铁中得存在形成不同，铸铁可分为哪几类？答：铸铁中由于碳得存在形式不同而有不同得组织,因而性能与用途也各不相同。通常可分为白口铸铁、灰铸、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁与合金铸铁等几种.1、说明下列牌号属于哪上类铸铁？并说明其符号及数字得含义说明它们得用途.HT250 Q4005 KTZ504 RaT00答:H250为灰铸铁 2Mpa用于制造内燃机汽缸、活塞、油缸、泵体、划线平台、皮带轮与化工容器等。 QT400为球墨铸铁 b2Mp，断后伸长率15% ,用于制造柴油机曲轴、凸轮轴、阀体、传动轴、螺旋伞齿轮等。 KTZ004为珠光体可锻铸铁，b550pa,断后伸长率4,用于制造各种管接头、低压阀门及汽车、拖拉机、农机零件等 RT30为）蠕墨铸