机械制造基础作业

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1、机械制造基础作业1（材料及毛坯成形部分，满分25分）1、常用的工程材料可以用教材第一页的表格表示，请完成工程材料的分类表：2、人们在描述金属材料力学性能重要指标时，经常使用如下术语，请填写其使用的符号和内涵：答：（a）强度：强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷表示，符号为σ，单位为MPa；（b）塑性：塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用y表示。（c）硬度

2、：硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。布氏硬度指标有HBS和HBW，前者所用压头为淬火钢球，适用于布氏硬度值低于450的金属材料，如退火钢、正火钢、调质钢及铸铁、有色金属等；后者压头为硬质合金，适用于布氏硬度值为450~650的金属材料，如淬火钢等。（d）冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷的能力称为冲击韧性，用ak表示，单位为J/cm2。（e）疲劳强度：金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值；3、参照教材图1-2填写材料拉伸曲线图中的相应特征点的符号，并描述其相应的含义：答：（a）横坐标表示：试样绝对伸长量Δl，单位为mm；（b）纵坐标表示：试验拉伸力F，单位为

3、N；（c）E点：材料弹性变形的极限点；（d）S点：材料的屈服点；（e）B点：出现颈缩现象点；（f）K点：试样在颈缩处被拉断；（g）屈服点以后出现的规律：在超过屈服点以后，当载荷继续增大，试样的伸长量随载荷的增加而增大，试样产生较大的塑性变形，材料的抗拉强度明显增加，出现冷拉强化现象；当载荷继续增大某一最大值Fb时，试样的局部直径变小，出现颈缩现象；同时，载荷也逐渐降低，当到达k点后，试样在颈缩出被拉断。4、钢的标准试件直径为10mm、标距长度为50mm。拉伸试验时测出试件在加载26kN时，其标距长度为51mm；出现最大载荷为45kN，拉断后的标距长度为58mm；断口处直径为7.75m

4、m。试计算试件的σ0.2、σb。答：5、HR是零件设计中常用的表示材料硬度的指标。请回答下表中硬度表示的有效值范围和应用范围：硬度符号有效值范围主要应用范围HRA70—85碳化物、硬质合金、淬火工具钢、浅层表面硬化钢HRB25—100软钢、铜合金、铝合金、可锻铸铁HRC20--67淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢HR和HB有什么差别？答：HR指洛氏硬度，是用压痕深度作为洛氏硬度值的计量即，符号用HRA、HRB、HRC表示；测量时压痕较小，可在工件表面试验，可测量较薄工件的硬度，但精确性较低；HB指布氏硬度，是用单位压痕面积的力作为布氏硬度值的计量，即试验力除以压痕表面积，符号用HBS（

5、用淬火钢球压头）或HBW（用硬质合金压头）表示；测定的数据准确、稳定、数据重复性强，但对不同材料测量时，需要更换压头和改变载荷，且压痕较大，压痕直径的测量也较麻烦，易损坏成品的表面，故不宜在成品上进行试验。6、参照教材1-7图补充如下Fe-Fe3C相图缺少的内容（标注相应的数据和材料相符号），思考每个线条和线条包容区域内金属相符号的特点：参考下图，回答以下问题：答：（a）ACD线为：液相线，由各成分合金开始结晶温度点所组成的线，铁碳合金在此线以上处于液相。（b）Acm线为：即ES线，碳在奥氏体中的溶解度曲线。碳在奥氏体中最大溶解度是E点（wC＝2.11％），随着温度的降低，碳在奥氏体

6、中的溶解度减小，将由奥氏体中析出二次渗碳体Fe3CⅡ。（c）AC3线为：即GS线，奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线。（d）A表示：奥氏体，是碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体，面心立方晶格。碳在γ-Fe中的溶碳量较高，1148℃时2.11%；1148℃时为0.77%。其强度和硬度比铁素体高，塑性、韧性也好。（e）F表示：铁素体，是碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体，体心立方晶格。由于碳在α-Fe中的溶解度很小，727℃时0.0218%；室温时为0.0008%，几乎为零，所以，铁素体的强度和硬度很低，塑性、韧性好。（f）P表示：珠光体，是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，是奥氏体冷

7、却时，在727℃恒温下发生共析转变的产物。性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。（g）Ld表示：莱氏体，是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，是奥氏体冷却时，在1148℃恒温下发生共晶转变的产物，平均碳含量4.3%。（h）Fe3C表示：渗碳体，是铁与碳形成的金属化合物，碳含量是6.69％，具有复杂的晶体结构。其硬度很高，塑性和韧性很差，δ、Ak接近于零，脆性很大。（i）含碳0.77%的钢为：共析钢。答：在过共析钢中，渗碳体以网状分布在