工程材料习题解答.doc

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1、1-2假设塑性变形时材料体积不变，那么在什么情况下塑性指标δ、ψ之间能建立何种数学关系。解：无颈缩情况下，L0S0＝L1S1……①δ＝（L1-L0）/L0，ψ＝（S0-S1）/S0……②②代入①化简得（δ+1）(1-ψ)=11-3现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变改支架的截面与结构形状尺寸。答：选用第三种。因为工件的刚性首先取决于其材料的弹性模量E，又与该工件的形状和尺寸有关。而材料的弹性模量E难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法改变，所以选第三种。l-5在零

2、件设计与选材时，如何合理选择材料的σp、σe、σs、σb性能指标?各举一例说明。答：σp：当要求弹性应力和弹性变形之间保持严格的正比关系时。σ工‹σpσe：工程上，对于弹性元件，要求σ工‹σeσs：对于不允许有明显塑性变形的工程零件，要求σ工‹σsσb：对塑性较差的材料，要求σ工‹σb例如：σp-炮管、σe-弹性元件、σs-紧固螺栓、σb-钢丝绳1-6现有两种低强度钢在室温下测定冲击韧性，其中材料A的AK=80J，材料B的AK=60J，能否得出在任何情况下材料A的韧性高于材料B，为什么？答：不能。因为影响冲击韧性的因素很多。1-7实际生产中，为什么

3、零件设计图或工艺卡上一般是提出硬度技术要求而不是强度或塑性值？答：这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。硬度是一个表征材料性能的综合性指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力，同时硬度的测量操作简单，不破坏零件，而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件，所以实际生产中，在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。2-1常见的金属晶体结构有哪几种：它们的原于排列和晶格常数有什么特点?。α—Fe、γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构?　答：体心：α—Fe、Cr、V面心：　γ—Fe、Al、Cu、Ni、

4、Pb、密排六方：Mg、Zn2-2已知γ-Fe的晶格常数要大于α-Fe的晶格常数，但为什么γ-Fe冷却到9120C转变为α-Fe时，体积反而增大？答：这是因为这两种晶格的致密度不同，γ-Fe的致密度是74%，α-Fe的致密度是68%，当γ-Fe冷却到9120C转变为α-Fe时，由于致密度变小，导致了体积反而增大。2-5总结说明实际金属晶体材料的内部结构特点。答：金属晶体内原子排列总体上规则重复，常见体心、面心、密排六方三各晶格类型。但也存在不完整的地方，即缺陷，按几何形态分为点、线、面缺陷。3-1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

5、的大小；(1)金属模浇注与砂模浇注；(2)高温浇注与低温浇注；(3)铸成薄壁件与铸成厚壁件；(4)浇注时采用振动与不采用振动；9(5)厚大铸件的表面部分与中心部分。答：1前小；2后小；3前小；4前小；5前小；3-2下列元素在α—Fe中形成哪种固溶体？Si，C，N，Cr，Mn，B，Ni答：间隙：C，N，B置换：Si，Cr，Mn，Ni3-6为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金?为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金?答：共晶成分的合金恒温结晶，流动性好，适合铸造。单相固溶体成分的合金，塑性好。３-补１、什么叫固溶体相？其结构有何特点？性

6、能如何？在合金中有何作用？举一例说明。答：组成固态合金的组元相互溶解形成的均匀结晶相。结构：保持溶剂的晶格不变，溶质以原子分散于溶剂晶格中，成分不固定，A（B）表示。性能：强度较纯溶剂金属大，塑性、韧性较好。作用：合金中为基本相，作基体相。举例：如碳钢中的铁素体F。３-补2、已知A熔点600度与B熔点500度，在液态无限互溶；在固态300度时，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度时，含40%B的液态合金发生共晶反应。现要求：（1）、作出A--B合金相图；（2）、注明各相区的组织。答：4-4简要比较液态结晶、重结晶、

7、再结晶的异同之处。答：同：都是结晶，需要△T，有形核、长大过程。异：液态结晶，液→固，△T可小些，无序→有序，相变。重结晶，固→固，△T较大，有序→有序，相变。再结晶，只有变形金属才可再结晶，是晶格畸变减轻、消失，破碎晶粒→完好晶粒，不是相变。4-5金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒？为什么？答：不能。只有变形金属才可再结晶，储存能量是产生再结晶的前提。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℃）？解：钨的再结晶温度是：（3410＋273）×0.4-273＝1200℃∵加

8、工温度小于再结晶温度，∴属于冷加工锡的再结晶温度是：（232＋273）×0.4-273＝-33℃∵加工温度大于再结晶温度，