工程材料复习题

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1、第二章 材料的性能、解释下列名词：强度和刚度 塑性和韧性 屈强比 冷脆转变温度 断裂韧度疲劳强度 蠕变 应力松弛 高周疲劳和低周疲劳 耐磨性2、拉伸试样的原标距为50mm，直径为10mm，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm，缩颈区的最小直径为4.9mm，求该材料的伸长率和断面收缩率的值。3、用45号钢制成直径为30mm的主轴，在使用过程中，发现该轴的弹性弯曲变形量过大，问是否可改用合金钢40Cr或通过热处理来减小变形量？为什么？4、下列各种工件应该采用何种硬度试验方法来测定其硬度？ （1）锉刀 （2）黄铜轴套 （3）硬质合金刀片（4）供应状态的各种碳钢钢材 （5）耐

2、磨工件的表面硬化层5、一根钢筋试样，其弹性模量E210GPa, 比例极限P210 MPa, 在轴向力FP的作用下，测得轴向线应变0.001，试求此时钢筋横截面上的正应力。如果继续增加拉力，使试样的轴向线应变达到0.08，然后再逐渐卸除载荷，测得残余线应变为0.075，试问未卸载时钢筋横截面上的正应力为多大？6、当某一材料的断裂韧度KIc62MPam1/2，材料中裂纹的长度2a5.7mm时，要使裂纹失稳扩展而导致断裂，需要多大的应力？（设Y）7、为什么疲劳裂纹对机械零件潜在着很大危险？8、有两位工程师讨论疲劳破坏。一位说疲劳破坏是脆性的，而另外一位说疲劳破坏是韧性的，试讨论这两种观点的是与非。第

3、四章 二元合金1比较固溶体、金属间化合物和机械混合物的晶格特征与性能特征。2现有A、B两组元，其熔点BA，组成二元匀晶相图，试分析以下说法是否正确：（1）A、B两组元的晶格类型可以不同，但原子大小一定要相等；（2）其中任一合金K，在结晶过程中由于固相成分沿固相线变化，故结晶出来的固溶体中的含B量始终高于原液相中的含B量；（3）固溶体合金按匀晶相图平衡结晶时,由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同,所以固溶体的成分是不均匀的。3一个二元共晶反应如下：L0.75B0.15%B+0.95B，求：（1）含0.50B的合金凝固后，初和（+）共晶的相对量；相与相的相对量；（2）共晶反应后

4、若初和（+）共晶各占一半，问该合金成分如何？4已知A（熔点600）与B（熔点500）在液态下无限互溶；在固态300时A溶于B的最大溶解度为30%，室温时为10%，但B不溶于A；在300时含B40%的液态合金发生共晶反应。现要求：（1）作出AB合金相图；（2）填出各相区的组织组成物。5有形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件,一个含90%Ni，另一个含50%Ni，铸后自然冷却，问哪个铸件的偏析较严重?6共析相图与共晶相图有什么区别和联系?共析体和共晶体有什么区别和联系?在共析线附近反复加热和冷却，能否获得特别细密的组织。7为什么铸造常选用靠近共晶成分的合金？压力加工则选用单相固溶体成分的合金？8

5、指出一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体、网状渗碳体之间有何异同？9碳含量(质量分数)分别为0.20%、0.40%、0.80%、1.30%的碳钢，自液态缓冷至室温后所得的组织有何不同?试定性地比较这四种钢的b和HB。10某工厂仓库积压了许多碳钢（退火态），现找出其中一根钢材，金相分析发现其组织为80%P+20%F，问此钢材碳含量约为多少？11根据FeFe3C相图，说明产生下列现象的原因：（1）含1.0%C的钢比0.5%C的钢硬度高；（2）室温下，0.8%C的钢比1.2%C的钢强度高；（3）低温莱氏体的塑性比珠光体差；（4）在1100，0.4%C的钢能锻造，而4.0%C的生

6、铁不能锻造。12根据Fe-F3C相图，计算：（l）45钢在室温时相组成物和组织组成物各是什么?其相对质量百分数各是多少?（2）T12钢的相组成物和组织组成物各是什么?各占多大比例? （3）铁碳合金中，二次渗碳体的最大百分含量。13同样形状的两块铁碳合金，一块是15钢，一块是白口铸铁，用什么简便方法可迅速区分它们？14从Q235A、15、45、65、T8中选择相应钢种来制造手锯锯条、普通螺钉、车床主轴、起重用钢丝绳。第五章 金属的塑性变形与再结晶1金属塑性变形的主要方式是什么?解释其含意?2为什么原子密度最大的晶面比原子密度较小的晶面更容易滑移?3什么是滑移系?纯铝、铁、纯锌三种金属哪种最易产生

7、塑性变形? 4为什么室温下钢的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性也越好？5塑性变形使金属的组织与性能发生哪些变化?6在冷拔铜丝时，如果总变形量很大，则中间需要穿插几次退火工序，这是为什么？中间退火温度选多高合适？（已知铜的熔点为1083）7碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有加工硬化现象？为什么？8用一冷拉钢丝吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000，加热完毕，当吊出工件时钢丝发生断裂。试分析其原因。9何谓临界变形度？分析造成临界变形度的原因。10提高材料的塑性变形抗力有哪些方法？第六章 金属热处理及材料改性1过冷奥氏体的转变产物有哪几种类型?比较这几种转变类型的异同点。2亚共析钢热处

8、理时，快速加热可显著提高屈服强度和冲击韧性，为什么？3共析钢加热到奥氏体后，以各种速度连续冷却，能否得到贝氏体组织，采取什么方法可获得贝氏体组织？4将两块碳含量均为0.8%的钢片加热至727以上，分别以不同方式冷却。钢片的冷却曲线及该种钢材的C曲线如图1所示。问图中点各是什么组织？定性分析比较和点组织的硬度大小。图1 图25某钢的等温转变曲线如图2，试说明该钢在300经不同时间等温后，按a、b、c线冷却后得到的组织。6淬透性和淬硬性、淬透层深度有何区别？7用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造热处理机械加工热处理磨加工写出热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；指出最终热处理后的显

9、微组织及大致硬度。8确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织：经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度；ZG270500的铸造齿轮；锻造过热的60钢锻坯；具有片状渗碳体的T12钢坯。9某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度(50HRC)，而心部具有良好的韧性(AK40J)，原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低温回火，现因工厂库存的45钢己用完，只剩15钢，拟用15钢代替。试说明：(1)原45钢各热处理工序的作用；(2)改用15钢后，仍按原热处理工序进行能否满足性能要求?为什么?(3)改用15钢后，为达到所要求的性能，在心部强度足够的前提下应采用何种热处理工艺?10有

10、两个碳含量为c1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780和860并保温相同时间，使之达到平衡状态，然后以大于vk的冷却速度冷至室温。试问:(1)哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大?(2)哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多?(3)哪个温度加热淬火后残留奥氏体较多?(4)哪个温度加热淬火后未溶碳化物较少?(5)你认为哪个温度淬火合适?11指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：(1)45钢小轴（要求综合力学性能)；(2)60钢弹簧；(3)T12钢锉刀。12甲、乙两厂生产同一零件，均选用45钢，硬度要求220250HB，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析

11、甲、乙两厂产品的组织和性能差别。第七章 合金钢1名词解释：回火稳定性、二次硬化、红硬性、蠕变极限、水韧处理2解释下列现象：在相同碳含量情况下，碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性；高速钢在热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织；调质钢在回火后需快冷至室温；3分析下列说法是否正确：本质细晶钢是指在任何加热条件下均不会粗化的钢；20CrMnTi和1Cr18Ni9Ti中的Ti都是起细化晶粒作用；4Cr13钢的耐蚀性不如1Cr13钢；钢中合金元素含量越高，则淬火后钢的硬度值越高；由于Cr12MoV钢中铬含量大于11.7%，因而Cr12MoV钢属于不锈钢。4合金钢与碳钢相比，为什么它的机械性能好

12、？热处理变形小？而且合金工具钢的耐磨性也比碳素工具钢高？5高速工具钢淬火后为什么需进行三次以上回火?在560回火是否是调质处理?6拖拉机的变速齿轮，材料为20CrMnTi，要求齿面硬度5864HRC，分析说明采用什么热处理工艺才能达到这一要求？7今有一种10mm的杆类零件，受中等交变拉压载荷作用，要求零件沿截面性能均匀一致，现提供材料有：16Mn、65钢、40Cr、T12。要求：选择合适的材料；编制简明工艺路线；说明各热处理工序的主要作用；指出最终组织。8轴承钢为什么要用铬钢？为什么对非金属夹杂限制特严格？9与Cr13型不锈钢比较，奥氏体型不锈钢有何特性？18-8型奥氏体不锈钢中各元素起什么作

13、用？为提高其抗蚀性能可采取什么工艺方法？10ZGM13-4钢为什么具有优良的耐磨性和良好的韧性？11下列钢号属于何种钢，数字含义及主要用途？：16Mn、15MnV、Cr12MoV、5CrMnMo、3Cr2W8V、38CrMoAl、40Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4、CrWMn、65Mn、60Si2Mn、GCr15、GCr15SiMn、9SiCr、9Mn2V、4Cr13、1Cr18Ni9Ti、1Cr17、1Cr11MoV、T10、ZGMn13、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、3Cr18Mn12Si2N第十一章 工程材料的选用1. 什么叫失效？一般机械零件的失效形式有哪些？2. 请

14、简述失效分析的步骤和方法3. 选择材料的一般原则有哪些？4. 汽车、拖拉机的变速箱齿轮和后桥齿轮，多半用渗碳钢制造，而机床变速箱齿轮又多半用中碳（合金）钢来制造，请分析其原因？上述三种不同齿轮在选材、热处理工艺方面，可能采取哪些不同措施？5. 一个起连接紧固作用的重要螺栓（25），工作时主要承受拉力。要求整个截面又足够的强度、屈服强度、疲劳强度和一定的冲击韧性。选用何种材料，选用该材料的理由是什么？试制定该零件的加工工艺路线。说明每项热处理工艺的作用和最终热处理后的组织。6. 某齿轮要求具有良好的综合机械性能，表面硬度5055HRC，用45钢制造。加工工艺路线为：下料锻造热处理机械粗加工热处理

15、机械精加工热处理精磨。试说明工艺路线中各个热处理工序的名称、目的。7. 已知一轴尺寸为30200mm，要求摩擦部分表面硬度为5055HRC，先用30钢制作，经高频表面淬火（水冷）和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损，试分析失效原因，如何解决？第十三章 压力加工1何谓塑性变形，其实质是什么？2铅在20、钨在1100时变形，各属哪种变形？（铅的熔点为327，钨的熔点为3380）？3如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？4“趁热打铁”的含义何在？5为什么重要的巨型锻件必须采用自由锻的方法制造？6原始坯料长150mm，若拔长到450mm，锻造比是多少？7自由锻有哪些主要工序？8高合金钢锻造时应

16、注意哪些问题？9如何确定分模面的位置？为什么模锻生产中不能直接锻出通孔？10与自由锻相比，为什么胎模锻可以锻造出形状较为复杂的模锻件？11摩擦压力机上模锻有何特点？为什么？12板料冲压生产有何特点？应用范围如何？13用50mm冲孔模具来生产50mm落料件能否保证落料件的精度？为什么？14翻边件的凸缘高度尺寸较大而一次翻边实现不了时，应采取什么措施？15材料的回弹现象对冲压生产有何影响？16比较落料和拉深件所用凸凹模结构及间隙有什么不同。17精密模锻需要哪些工艺措施才能保证产品的精度？18挤压零件的生产特点是什么？19轧制零件的方法有哪几种？各有何特点？第十四章 焊接1熔焊、压焊和钎焊各是如何实

17、现原子间结合，以达到焊接的目的？2比较气焊、埋弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、电阻焊和钎焊的特点及应用。3埋弧焊和电渣焊的焊接过程有何区别？各适用什么场合？4说明气焊、电阻焊、电渣焊和摩擦焊所用的热源，并分析它们的加热特点。5分析低碳钢焊接接头的组织及性能。6用下列钢材制作容器，各应用哪种焊接方法和焊接材料？（1） 厚20mm的Q-235-A钢板；（2） 厚1mm的20钢钢板；（3） 厚5mm的45钢钢板；（4） 厚10mm的不锈钢钢钢板；（5） 厚5mm的紫铜板；（6） 厚20mm的铝合金板。7为下列产品选择合理的焊接方法。序号焊 接 产 品 合理的焊接方法123 4567壁厚小于3mm锅炉

18、筒体，成批生产；汽车油箱，大量生产；减速器箱体，单件小批生产（低碳钢）；硬质合金刀片与45钢刀柄的焊接；自行车车圈，大批量生产；铝合金板焊接容器，成批生产；直径3mm铅铜接头，成批生产。8比较下列几种钢的焊接性（1）20钢（2）45Mn钢（3）T10钢（4）Q295-A。9低合金高强度结构钢焊接时，应采用哪些措施防止冷裂纹的产生？10用下列板材作圆筒形低压容器，试分析其焊接性毛病选择焊接方法和焊接材料。（1）20钢板，厚2mm，批量生产；（2）45钢板，厚6mm，单件生产；（3）紫铜板，厚4mm，单件生产；（4）铝合金板，厚20mm，单件生产；（5）镍不锈钢，厚10mm，小批量生产。11举例说

19、明焊接应力与变形的产生过程.试分析五种基本焊接变形的特征,并分别说明防止变形的措施.12常用的焊缝质量检验方法有哪几种,它们的基本原理是什么?13试分析图141所示焊接结构将产生如何变形？防止或减少变形的措施是什么？14试分析图142 a、b所示焊接结构引起变形的原因？如何矫正？ 图141 图14215图143所示火车油罐，由低碳钢板焊成。钢板厚度：上部罐体为8mm，下部罐体10mm，封头厚度10mm。试问：（1）焊缝布置是否合理？（2）说明各焊缝的焊接方法和接头形式。（3）说明焊接所用的焊接材料。（4）试述从钢板到制成油罐的工艺过程。图14316分析图144所示三种焊件的焊缝合理性如不合理，如何改正？图14417见图145，焊接梁的材料为15钢，现有钢板最长长度为2500mm。要求：决定腹板与上下翼板的焊缝位置，选选择焊接方法，画出各焊缝的焊接次序。图145 4比较图146所示各种焊接结构的工艺性。图146