工程材料与成形技术基础课后部分习题及答案.doc
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1、第一章2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线:45钢,铝青铜,35钢,硬铝,纯铜。试问:(1) 当外加应力为300MPa时,各材料处于什么状态?(2) 有一用35钢制作的杆,使用中发现弹性弯曲较大,如改用45钢制作该杆,能否减少弹性变形?(3) 有一用35钢制作的杆,使用中发现塑性变形较大,如改用45钢制作该杆,能否减少塑性变形?答:(1)45钢:弹性变形 铝青铜:塑性变形 35钢:屈服状态 硬铝:塑性变形 纯铜:断裂。(2)不能,弹性变形与弹性模量E有关,由E=/可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大,所以不能减少弹性变形。(3)能,当35钢处于塑性变形阶段时,45钢可能处在弹性或塑性
2、变形之间,且无论处于何种阶段,45钢变形长度明显低于35钢,所以能减少塑性变形。4下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么?b 、s、0.2、-1、k、 HRC、HBS、HBW答:b抗拉强度,是试样保持最大均匀塑性的极限应力。s屈服强度,表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。0.2条件屈服强度,作为屈服强度的指标。-1疲劳强度,材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。伸长率,材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。HRC洛氏硬度,表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。HBS布氏硬度,表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。HBW布氏硬度,表示用硬质合金为压头测定的硬度
3、值。8什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?答:形成固溶体使金属强度和硬度提高,塑性和韧性略有下降的现象称为固溶强化。固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力,使金属的滑移变形变得更加困难,从而提高合金的强度和硬度。9将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图1-80所示温度T1,求此时:(1)两相的成分; (2)两相的重量比;(3)各相的相对重量 (4)各相的重量。19指出下列工件淬火及回火温度,并说明回火后获得的组织:(1)45钢小轴(要求综合力学性能好);(2)60钢弹簧;(3)T12钢锉刀。答:(1)AC3+(30-
4、50)淬火,(820-840)回火(高温),回火索氏体。(2)(400-600)淬火,(350-500)回火(中温),回火托氏体。(3)(760-780)淬火,250以下回火(低温),回火马氏体。20有两种高强度螺栓,一种直径为10mm,另一种直径为30mm,都要求有较高的综合力学性能:b800MPa,k600KJ/m2。试问应选择什么材料及热处理工艺。答:直径10mm螺栓:45钢,850淬火 + 520水冷回火;直径30mm螺栓:40Cr,(840-880)盐浴淬火+(540-650)回火保温20-30分钟。第二章2. 灰铸铁流动性好的主要原因是什么?提高金属流动性的主要工艺措施是什么?答:
5、灰铸铁流动性好的原因是石墨呈片状形式存在,碳的质量分数高,有共晶成分,熔点较低。提高金属流动性的主要工艺措施是较高的浇注温度。4. 定向凝固和同时凝固方法分别解决哪种铸造缺陷?请举例各分析几种应用情况。答:定向凝固解决的缺陷:冒口补缩作用好,可防止缩孔和缩松,铸件致密。 同时凝固解决的缺陷:凝固期间不容易产生热裂,凝固后也不易引起应力变形,由于不用冒口或冒口很小而节省金属,简化工艺,减少工作量。正确布置浇注系统的引入位置,确定合理的浇注工艺;采用冒口;采用补贴;采用具有不同蓄热系数的造型材料或冷缺。9. 铸件、模样、零件三者在尺寸上有何区别,为什么?答:模样是考虑收缩率后将零件尺寸按一定比例放
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