金属加工与实训题一.docx

1、金属加工与实训题一、填空题（60分）1.金属材料的性能的性能包括和2.力学性能包括3.圆柱形拉伸试样分为4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、 、四个阶段。5.金属材料的强度指标主要有和6.金属材料的塑性指标主要有和7.硬度测定方法有、8.夏比摆锤冲击试样有9.载荷的形式一般有载荷和10.钢铁材料的循环基数为为 。11.提高金属疲劳强度的方法有 。12.50HRC表示用“（标尺测定的 13.150HRW10/1000/30 表示用压头直径为的硬质合 金球，在试验力作用下，保持时测得的布氏硬度值为 。14.金属材料的工艺性能包括二、判断题（25分）1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的

2、性能。（ ）2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力 -应变关系的性能。（）3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。（ ）4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到 Fs时，拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。（）5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号 A表示。（）6.现有标准圆形截面长试样 A和短试样B，经拉伸试验测得 S 10 3 5均为25%，表明试样A的塑性比试样 B好。（）7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（ ）8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。（9.洛氏硬度值

3、是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。（ ）10.洛氏硬度HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常用于测量退火钢、铸 铁和有色金属件。（）11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。（ ）12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。（ ）13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。 （）14.拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线，又称为拉伸曲线。（ ）15.材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，称为硬度。（ ）16.韧性的大小通常通过小能量多次冲击试验来测定。（ ）17.韧脆转变温度越低，材料的高温抗冲击性能越好。（ ）18.在工程上，在一定的应

4、力循环次数下不发生断裂的最大应力称为疲劳强度。（ ）19.零件在循环应力作用下，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的过程，称为金属疲劳。（ ）20.用淬火钢球做压头的硬度试验都是布氏硬度试验。 （）21.经外力作用，金属发生塑性变形：当外力去除后，变形会自动消失。（ ）22.金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。（ ）23.合理设计零件结构、降低表面粗糙度、进行喷丸处理、表面热处理等，可以提高工 件的疲劳强度。（）24.金属都具有磁性，都能被磁铁所吸引。（ ）25.常用的强度判据是屈服点和抗压强度。（ ）三、计算题（1题1

5、0分，2题5分）1.有一钢试样，其原始直径 d0=10mm,原始标距长度L0=50mm。当载荷达到18840N时，试样产生屈服现象；当载荷加至 36110N时，试样产生缩颈 现象，然后被拉断。试样拉断后的标距长度 Lu=73mm，断裂处的直径 du=6.7mm，求试样的 Rel,Rm,A 和 Z。2.一圆钢的 Rel=360MPa，Rm=610MPa，横截面积是 S0=100mm，问：（1）当拉伸 力达到多少时，圆钢将出现屈服现象；（2）当拉伸力达到多少时，圆钢将出现缩颈并断裂。第一章金属的力学性能一、 填空题1、 金属材料的性能可分为两大类：一类叫 ，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一

6、类叫 ，反映材料在加工过程中表现出来的特性。2、 金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力 一应变关系的性能，叫做金属 。3、 金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度，常用的强度判断依据是 、 等。4、 断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性， 常用的塑性判断依据是 和 。5、 常用的硬度表示方法有 、 和维氏硬度。二、 单项选择题6、 下列不是金属力学性能的是 （）A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能7、 根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力 一一伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的 （）A、强度和硬度 B、强度和塑性 C、强度和韧性 D、塑性和韧性8、 试样拉断

7、前所承受的最大标称拉应力为 （）A、抗压强度 B、屈服强度 C、疲劳强度 D、抗拉强度9、 拉伸实验中，试样所受的力为 （）A、冲击B、多次冲击 C、交变载荷 D、静态力10、 属于材料物理性能的是 （）A、强度B、硬度C、热膨胀性 D、耐腐蚀性11、 常用的塑性判断依据是 （）A、断后伸长率和断面收缩率 B、塑性和韧性 C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性12、 适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是 （）A、布氏硬度 B、洛氏硬度 C、维氏硬度 D、以上方法都可以14、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试 （）15、 金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度

8、加剧而 （）A、变好B、变差 C、无影响 D、难以判断16、 判断韧性的依据是 （）A强度和塑性B、冲击韧度和塑性 C、冲击韧度和多冲 抗力D、冲击韧度和强度17、金属疲劳的判断依据是 （）A、强度B、塑性C、抗拉强度 D、疲劳强度18、 材料的冲击韧度越大，其韧性就 （）A、越好B、越差 C、无影响 D、难以确定三、 简答题19、 什么叫金属的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？20、 什么是疲劳断裂？如何提高零件的疲劳强度？四、 计算题21、 测定某种钢的力学性能时， 已知试棒的直径是10mm，其标距长度是直径的五倍,Fb=33.81KN ，Fs=20.68KN，拉断后的标距长度是 65m

9、m。试求此钢的（TS, cb及3值是多少？金属的性能测试题一一填空题（每空1分，共45分）1金属材料的性能一般分为两种，一类是使用性能，一类是工艺性能，前者包括 , 禾口 ，后者包括 , , ，和。2力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能，包及疲劳强度3强度是指金属材料在 载荷作用下，抵抗 或 的能力，强度常用的衡量指标有 和。4如果零件工作时所受的应力低于材料的 或则不会产生过量的塑性变形。5断裂前金属材料产生 的能力称为塑性，金属材料的 的数值越大，表示材料的塑性越好。6 530HBW/750 表示直径为 mm的球压头，在 N 压力下，保持S，测得的 硬度值为。7韧性是指金属在吸收的

10、能力，韧性的判据通过试验来测定，国标规定采用 来作韧性判据，符号为 ，单位是，数值越大，冲击韧性越 。8.金属材料抵抗 载荷作用而 能力，称为。9试验证明，材料的多种抗力取决于材料的 与 的综合力学性能，的最大应力,冲击能量高时，主要决定于 ，冲击能量低时，主要决定于 。10金属力学性能之一疲劳强度可用 性能指标表示，该性能指标是指单位为，用表示，对于黑色金属一般规定应力循环周次为，有色金属取。二选择题（每选择项 1分，共5分）1用拉伸试验可测定材料的（以下的）性能指标（ ）A强度B硬度C韧性2金属材料的变形随外力消除而消除为（ ）A弹性形变 B屈服现象 C断裂3.做疲劳试验时，试样承受的载荷

11、为（ ）A 静载荷B冲击载荷C交变载荷4.用压痕的深度来确定材料的硬度值为（ ）A .布氏硬度 B洛氏硬度 C维氏硬度5现需测定某灰铸铁的硬度一般应选用何种方法测定（A 布氏硬度机 B洛氏硬度机 C维氏硬度机三.判断题（每题1分，共10分）1.工程中使用的金属材料在拉伸试验时，多数会出现显著的屈服现象。（ ）2维氏硬度测量压头为正四棱锥体金刚石（ ）3.洛氏硬度值无单位。（）4.做布氏硬度测试时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（ ）5.在实际应用中，维氏硬度值是根据测定压痕对角线长度再查表得到的。（ ）6.各种不同的标尺的洛氏硬度值可进行直接比较，因此应用方便（ ）7维氏硬

12、度值具有连续性，故可测定以很软到很硬的各种金属材料的硬度，其准确性 高。（）8.铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状较复杂工件。（ ）9.金属的塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。（ ）10.焊接性主要与金属材料的化学或分有关，尤其是碳的影响最大。（ ）四名词解释（共 8分）1.弹性变形与塑性变形。（4分）2.疲劳极限与抗拉强度。（4分）5.简答题：（16分）1.写出下列力学性能指标符号（8分）（1） 抗拉强度（5）断面收缩率（2） 屈服点（6）洛氏硬度C标尺（3） 规定残余伸长应力 （7）冲击韧度伸长率（8）疲劳极限2.画出低碳钢力一伸长曲线，并简述变形的几个阶段（ 8分）6.计算

13、题：（16分）1有一根环形链条，用直径为 2cm的钢条制造，已知此材料 d S=300Mpa,求链条能承受的最大载荷是多少？ （4分）2.有一个直径d0=10mm , IO=1OOmm的低碳钢试样，拉伸试验时，测得Fs=21KN,Fb=29kN , d仁5.65mm , I1=138cm，求此试样的 r S, r b, S , 分1)2金属的性能测试题二一、填空题1.物理性能，化学性能，力学性能属于金属的 ,工艺性能是指金属在 过程中反映出来的各种性能。2.强度的常用衡量指标有 和 ，分别用符号 、 表示。3. 抗拉强度表示材料在拉伸载荷作用下的 。4. 一拉伸试样的原标距长度为 50cm，直

14、径为10mm拉断后试样的标距长度为 79mm,缩颈处的最小直径为 4.9mm。此材料的伸长率 。断面收缩率为 。5.140HBS10/1000/30 表示用 的 钢球作压头，在 试验力作用下保持 ，所测得的布氏硬度值为 。6.洛氏硬度可以硬度可由硬度计表盘上,材料越 硬度值越大，用符号表示。7.塑性是指断裂前金属材料发生的能力。塑性判据是和，分别用符号 和表示。8. 如图所示，当 刿氐于某一数值时，曲线与横坐标 表示材料可经 作用而不 ，在工程上，疲劳强度是指在一定的 下，不发生 的 。第8题图9. 洛氏硬度常用标尺有 、 、 三种。二，选择题1.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材

15、料的（ ）A屈服点B 抗拉强度 C 弹性极限2材料抵抗局部变形，压痕及划痕的能力称为（ ）A 强度B.韧性C。硬度3洛氏硬度C标尺所用的压头是（）A 淬硬钢球 B.金刚石圆锥体 C.硬质合金球4金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（ ）A 塑性B .硬度C .强度5金属材料的aK直表示材料的（）A 抵抗冲击载荷的能力 B 抵抗静载荷的能力C 抵抗交变载荷的能力 D.抵抗拉伸载荷的能力三.判断题1材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高（ ）2材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性（ ）3布氏硬度测量度法不宜于测量成品较薄的零件（ ）4洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度

16、得出的（ ）5淬火，低温回火后的钢件，常用布氏硬度试验法测量其硬度（ ）6各种硬度值之间可以互相换算（ ）7铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造的形状复杂的工件（ ）8 一般说，布氏硬度值比洛氏硬度值准确（ ）四，名词解释1内力与应力2屈服点与规定残余拉伸应力五简答题：简述维氏硬度试验法的优缺点六.计算题1.Fs=25kN, Fb=32kN,有一直径d0=10mm、L0=100mm 的低碳钢试样，拉伸时测得d仁6.5mm, L1=130mm 。试求：(1) SO、S1 (2) cr s cr b、3、2.按规定15钢各项力学性能指标应不低于下列数值： d b=330Mpa, KIC时，裂纹失稳扩

17、展。8、 裂纹扩展G判据：根据裂纹扩展能量释放率 GI和断裂韧度GIC的相对大小可以建 立裂纹失稳扩展断裂的断裂 G判据，即GIGIC时，裂纹失稳扩展。8、次载锻炼：材料特别是金属，在低于疲劳强度的应力下先运转一定周次，可以提高 材料的疲劳强度的现象。9、过载损伤：材料在过载应力下运行一定周次后，疲劳强度和疲劳寿命降低的现象。10、热疲劳：由周期变化的热应力或热应变引起的材料破坏称为热疲劳或叫热应力疲 劳。10、应力腐蚀断裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所 发生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。10、氢蚀：由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力

18、减弱 而导致金属脆化的现象。10、白点：当钢中含有过量的氢时，随着温度的降低氢在钢中的溶解度减小。如果过饱和的氢未能扩散逸出， 便聚集在某些缺陷处形成氢分子， 体积发生急剧膨胀，内压力很大，足以将金属局部撕裂而形成微裂纹， 这种微裂纹的断面呈圆形或椭圆形， 颜色为银白色，故称为白点。10、氢化物致脆：金属中的某些合金元素与氢有较大的亲和力， 极易生成脆性氢化物，使金属脆化的现象。10、 氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象。11、 磨损：在摩擦作用下物体相对运动时， 表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。12、 粘着磨损：又称咬合磨损，是因为两种材料表面某些接触点局部压应力超过该处材

19、料的屈服强度发生粘合并拽开而产生的一种表面损伤磨损， 多发生在摩擦副相对滑动速度小，接触面氧化膜脆弱，润滑条件差，以及接触应力大的滑动摩擦条件下。 A13、 跑合：是在磨损过程的第一阶段，在此阶段无论摩擦副双方硬度如何，摩擦表面 逐渐被磨平，实际接触面积增大，磨损速率逐渐减小。14、 耐磨性：是材料抵抗磨损的性能，是一个系统性质。通常用磨损量来表示材料的耐磨性，磨损量越小，耐磨性越高。15、 冲蚀磨损：是指流体或固体以松散的小颗粒按一定的速度和角度对材料表面进行 冲击所造成的磨损。16、 接触疲劳：是机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部

20、区域产生小片或小块状金属剥落而使材料流失的现 象，又称表面疲劳磨损或疲劳磨损。13、等强温度：材料晶粒与晶界强度相等时的温度。14、蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。17、松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能称为松弛稳定性。可以通过应力松弛实验测定应力松弛曲线来评定。二、简答题1、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？由于弹性变形是原子间距在外力作用下可逆变化的结果，应力与应变的关系实际上是原子间作用力与原子间距的关系， 所以弹性模量与原子间作用力有关， 与原子间距也有一定的关系。原子间作用力取决于金属原子本性和晶格类型，

21、 故弹性模量也主要决定于金属原子本性和晶格类型。合金化、热处理（影响显微组织）、冷塑性变形对弹性模量的影响较小，所以，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。 温度、加载速率等外在因素对其影响也不大。1、何谓断口三要素？影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些 ？断口三要素：纤维区、放射区、剪切唇。这三个区域的的形态、大小及相对位置因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速度和受力状态不同而变化。1、 简述应变硬化的工程意义有？ A材料的加工硬化性能，在材料的加工和使用中有明显的实用价值：O1利用加工硬化和塑性变形的合理配合，可使金属进行均匀的塑性变形，保证冷变形工艺顺利实施；

22、02低碳钢切削时，易产生粘刀现象，且表面加工质量差，如果切削加工前 进行冷变形提高强度，降低塑性，使切屑易于脆断脱落，改善切削加工性能； 03加工硬化可使机件具有一定的抗偶然过载能力，保证机件的使用安全； 04形变强化也是一种强化金属的手段，尤其是对于那些不能进行热处理强化的材料。2、 简述材料屈服强度的工程意义。屈服强度是工程技术上最重要的力学性能指标之一，其工程意义在于： 01作为防止因材料过量塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据； 02根据屈服强度和抗拉强度之比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向， 作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆断的参考依据。3、

23、 简述影响金属材料屈服强度的因素。01金属本性及晶格结构： 金属晶体结构不同，位错运动的阻力不同， 屈服强度也不同；02晶粒大小与亚结构：晶粒和亚结构越细小，晶界和亚晶界越多，位错移动越困难，屈服强度越大；03溶质元素：溶质元素引起晶格畸变，阻碍位错运动，提高屈服强度（固溶强化）；04第二相：第二相的性质、尺寸、形状、数量等均影响强化效果；05温度：温度越高，位错越易于移动，屈服强度越低；06应变速率和应力状态：应变速率高，屈服强度高，应力状态越软，屈服强度越小。4、 简述材料塑性的实际意义。 A材料具有一定的塑性，对材料加工和使用具有以下意义：01当偶然承受过载时，通过塑性变形和应变硬化的配

24、合可避免机件发生突然破坏； 02当机件因存在台阶、沟槽、小孔等而产生局部应力集中时， 通过材料的塑性变形可削减应力高峰使之重新分布，从而保证机件正常运行；03有利于塑性加工和修复工艺的顺利进行；04金属材料塑性的好坏是评定冶金质量的重要标准。5、 试述缺口的三个效应。01缺口造成应力应变集中，这是缺口的第一效应；02缺口改变缺口前方的应力状态，使单向应力状态改变为双向或三向应力状态； 03在有缺口的情况下，由于出现了三向应力，试样的屈服应力比单向拉伸时要高， 即产生了所 谓的缺口强化现象，这是缺口的第三个效应。 6、今有如下工件需要8、 试从宏观上解释为什么有些材料有明显的韧脆转变温度而另外一些材料则没有？ A从宏观角度分析，材料低温脆性的产生与其屈服强度 6S断裂强度6C随温度的变化情况有关。因热激活裂纹断裂的力学条件没有明显作用，故断裂强度 6C随温度的变化很小，如图所示。屈服强度随温度的变化情况与材料的本性有关， 具有体心立方或密排六方结构的金属或合金的屈服强度对温度的变化十分敏感， 温度降低，屈服强度急剧升高， 故两线交于一点，该交点对应的温度即为韧脆转变温度， 高于该温度时，断裂强度高于屈服强度， 材料受载后先屈服再断裂，为韧性断裂， 低于该温度时，外加应力首先达到材料的