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机械工程材料*题答案

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机械工程材料*题答案 第二章作业 2-1 常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有 什么特点? -Fe、 -Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn 各属何 种结构? 答:常见晶体结构有 3 种: ⑴体心立方: -Fe、Cr、V ⑵面心立方: -Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方:Mg、Zn 2---7 为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各 向异性? 答:因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同,造成原子间结合力 不同,因而表现出各向异性;而多晶体是由很多个单晶体所组成, 它在各个方向上的力相互抵消*衡,因而表现各向同性。 第三章作业 3-2 如果其它条件相同,试比较在下列铸造条件下,所得铸件晶粒 的大小;⑴金属模浇注与砂模浇注;⑵高温浇注与低温浇注;⑶铸成 薄壁件与铸成厚壁件;⑷浇注时采用振动与不采用振动;⑸厚大铸件 的表面部分与中心部分。 答:晶粒大小:⑴金属模浇注的晶粒小 ⑵低温浇注的晶粒小 ⑶铸成 薄壁件的晶粒小 ⑷采用振动的晶粒小 ⑸厚大铸件表面部分的晶粒 小 第四章作业 4-4 在常温下为什么细晶粒金属强度高,且塑性、韧性也好?试用 多晶体塑性变形的特点予以解释。 答:晶粒细小而均匀,不仅常温下强度较高,而且塑性和韧性也较好, 即强韧性好。 原因是: (1)强度高:Hall-Petch 公式。晶界越多,越难滑移。 (2)塑性好:晶粒越多,变形均匀而分散,减少应力集中。 (3)韧性好:晶粒越细,晶界越曲折,裂纹越不易传播。 4-6 生产中加工长的精密细杠(或轴)时,常在半精加工后,将将 丝杠吊挂起来并用木锤沿全长轻击几遍在吊挂 7~15 天,然后 再精加工。试解释这样做的目的及其原因? 答:这叫时效处理一般是在工件热处理之后进行原因用木锤轻击是 为了尽快消除工件内部应力减少成品形变应力吊起来,是细长工件的 一种存放形式吊个 7 天,让工件释放应力的时间,轴越粗放的时间越 长。 4-8 钨在 1000℃变形加工,锡在室温下变形加工,请说明它们是热 加工还是冷加工(钨熔点是 3410℃,锡熔点是 232℃)? 答:W、Sn 的最低再结晶温度分别为: TR(W) =(0.4~0.5)×(3410+273)-273 =(1200~1568)(℃)>1000℃ TR(Sn) =(0.4~0.5)×(232+273)-273 =(-71~-20)(℃) <25℃ 所以 W 在 1000℃时为冷加工,Sn 在室温下为热加工 4-9 用下列三种方法制造齿轮,哪一种比较理想?为什么? (1)用厚钢板切出圆饼,再加工成齿轮; (2)由粗钢棒切下圆饼,再加工成齿轮; (3)由圆棒锻成圆饼,再加工成齿轮。 答:齿轮的材料、加工与加工工艺有一定的原则,同时也要根据实际 情况具体而定,总的原则是满足使用要求;加工便当;性价比最佳。 对齿轮而言,要看是干什么用的齿轮,对于精度要求不高的,使用频 率不高,强度也没什么要求的,方法 1、2 都可以,用方法 3 反倒是 画蛇添足了。对于精密传动齿轮和高速运转齿轮及对强度和可靠性要 求高的齿轮,方法 3 就是合理的。经过锻造的齿坯,金属内部晶粒更 加细化,内应力均匀,材料的杂质更少,相对材料的强度也有所提高, 经过锻造的毛坯加工的齿轮精度稳定,强度更好。 4-10 用一冷拔钢丝绳吊装一大型工件入炉,并随工件一起加热到 1000℃,保温后再次吊装工件时钢丝绳发生断裂,试分析原因? 答:由于冷拔钢丝在生产过程中受到挤压作用产生了加工硬化使钢丝 本身具有一定的强度和硬度,那么再吊重物时才有足够的强度,当将 钢丝绳和工件放置在 1000℃炉内进行加热和保温后,等于对钢丝绳 进行了回复和再结晶处理,所以使钢丝绳的性能大大下降,所以再吊 重物时发生断裂。 4-11 在室温下对铅板进行弯折,越弯越硬,而稍隔一段时间再行弯 折,铅板又像最初一样柔软这是什么原因? 答:铅板在室温下的加工属于热加工,加工硬化的同时伴随回复和再 结晶过程。越弯越硬是由于位错大量增加而引起的加工硬化造成,而 过一段时间又会变软是因为室温对于铅已经是再结晶温度以上,所以 伴随着回复和再结晶过程,等轴的没有变形晶粒取代了变形晶粒,硬 度和塑性又恢复到了未变形之前。 第五章作业 5-3 一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗 碳体异同? 答:一次渗碳体:由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。 二次渗碳体:从 A 中析出的渗碳体称为二次渗碳体。 三次渗碳体:从 F 中析出的渗碳体称为三次渗碳体 共晶渗碳体:经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶 渗碳体 共析渗碳体:经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析 渗碳体 组织形状不同,对基体的影响不同。 共同点 同属于一个相,晶体结构相同,化学成分相同。 5-6 现有形状、尺寸完全相同的四块*衡状态的铁碳合金,它们 的碳含量分别为 Wc=0.2%,Wc=0.4%,Wc=1.2,Wc=3.5%的合金。 根据你所学的知识,可有哪些方法区别它们? 答:测量四块合金的硬度,其硬度随含碳量增加而升高。 观察四块合金的金相,0.2%和 0.4%的合金均为亚共析钢,其组织为 珠光体+铁素体,珠光体的量随含碳量增加而增加;1.2%的合金为过 共析钢,其组织为珠光体+二次渗碳体;3.5%的合金为亚共晶白口铁, 其组织为珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体。 观察四块合金与砂轮磨出的火花,随着含碳量的增加,流线数量和 爆花数量都急剧增多,碳含量超过 0.8%以后,增多的趋势逐渐缓和。 5-7 根据铁碳相图解释下列现象 : 1)含碳量 1.0%的钢比含碳量 0.5%的钢硬度高; 2)在室温*衡状态下,含碳量为 0.8%的钢比含碳量为 1.2%的钢强度 高; 3)室温下莱氏体比珠光体塑性差; 答:1) 含碳量 1.0%的钢比含碳量 0.5%的钢硬度高; 钢由较软的铁素体和较硬的渗碳体组成,随着含碳量的提高,钢 中渗碳体的量提高,因此



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