機械基礎各章節(jié)習題

1、第1章 金屬材料的機械性能一、填空題1強度是指金屬材料在外力作用下抵抗 的能力。2試樣在拉斷前所能承受的最大應力稱為 ，通常用 來表示。3金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力稱為 。4 是指金屬材料表面抵抗硬物壓入的能力。5布氏硬度比洛氏硬度壓痕 ，因此測定的數(shù)值 。6沖擊韌性就是 。7金屬材料在經(jīng)受無數(shù)次重復交變載荷作用后，而不致引起斷裂的最大應力，稱為 。二、問答題1金屬材料的主要性能有哪些？2什么是機械性能？它包括那些項目？3布氏硬度和洛氏硬度各有何特點？答案 第1章 金屬材料的機械性能一、填空題1塑性變形和斷裂 2抗拉強度，b 3塑性 4硬度 5大，準確6金屬材料抵抗沖擊載荷

2、的能力 7疲勞強度二、問答題1機械性能，物理性能，化學性能和工藝性能等。2機械性能是指金屬材料在各種不同性質(zhì)的外力作用下所表現(xiàn)的抵抗能力，也稱為力學性能，如彈性，塑性，強度，硬度和韌性等，這些性能指標是機械設計，材料選擇，工藝評定及材料檢驗的主要依據(jù)。3布氏硬度可以直接查表得到，不需要再作計算，習慣上也不標單位。布氏硬度測量的數(shù)值較準確，但不宜于測太薄、太硬(450HB)的材料。 洛氏硬度試驗操作簡便、迅速，可直接從表盤上讀出硬度值，沒有單位。由于壓痕小，可用于成品及薄件檢驗，但不及布氏硬度試驗準確。第2章 純金屬的結晶與鐵碳合金一、填空題1原子按一定的次序作有規(guī)則排列的物質(zhì)，稱為 。2常見的

3、晶格類型有： 。3晶體的缺陷， 是點缺陷； 是線缺陷； 是面缺陷。4理論結晶溫度與實際結晶溫度之差，稱為 。5細化晶粒的措施有： 。6同素異構轉變：金屬在 下晶格隨 發(fā)生改變的現(xiàn)象。7 是以一種金屬為基礎，加入其它金屬或非金屬，經(jīng)過熔合而獲得的具有金屬特性的材料。8根據(jù)合金各組元結晶時的相互作用不同分為： 、 、 。9固溶體晶格的畸變，使合金強度和硬度升高，而塑性下降，這種現(xiàn)象稱為 。10鐵碳合金的基本組織： 。11鐵碳合金相圖是 。12E點成分是 的分界線，E點左邊的鐵碳合金稱為 ( 含碳量小于0.0218%的稱為純鐵)，E點右邊的稱為 。13碳素鋼(簡稱碳鋼)就是含碳量 的鐵碳合金。14低

4、碳鋼含碳量： 。二、問答題1、晶粒大小與機械性能有何關系？生產(chǎn)中為了得到細晶粒的鑄件，常采取那些種方法？2. 什么是合金？3什么是鐵碳合金相圖？4鋼和生鐵是如何劃分的？5. 鐵碳合金相圖的應用有哪些？6. 碳鋼按鋼的含碳量分為那些類？答案第2章 純金屬的結晶與鐵碳合金一、填空題1晶體 2體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格3空位、間隙原子，刃型位錯，晶界、亞晶界 4過冷度5加快冷卻速度、變質(zhì)處理、振動等 6固態(tài)，溫度7合金 8固溶體、金屬化合物、機械混合物 9固溶強化10鐵素體(F) 、奧氏體(A) 、珠光體(P)、 萊氏體(Ld)、 低溫萊氏體（Ld）11是研究鐵碳合金的基礎。它是研究鐵

5、碳合金的成分、溫度和組織結構之間關系的圖形。 12鋼與生鐵，鋼，生鐵 13小于2.11% 14 c0.25%二、問答題1金屬結晶后的晶粒大小對機械性能影響很大，一般是晶粒愈細，強度、硬度愈高，塑性、韌性也愈好。因此通?？偸窍Ｍ饘俨牧系木ЯＳ氂谩＃?）加快冷卻速度：過冷度愈大，晶粒愈細。（2）變質(zhì)處理：加入一定的變質(zhì)劑，起到外來晶核的作用，得到均勻細化的晶粒。（3）振動：機械振動、超聲波振動、電磁振動均使新晶粒數(shù)量增加，達到細化目的。此外，還可以采用熱處理和壓力加工的方法，使固態(tài)金屬的粗晶粒細化。2、合金是以一種金屬為基礎，加入其它金屬或非金屬，經(jīng)過熔合而獲得的具有金屬特性的材料。即合金是

6、由兩種或兩種以上的元素所組成的金屬材料。例如，工業(yè)上廣泛應用的鋼鐵材料就是鐵和碳組成的合金。3、鐵炭相圖它是研究鐵碳合金的成分、溫度和組織結構之間關系的圖形。4a.工業(yè)純鐵 C0.6%。第3章 鋼的熱處理一、填空題1.熱處理就是 。2鋼的熱處理工藝有兩種冷卻方式 。3共析鋼過冷奧氏體在不同溫度區(qū)域內(nèi)轉變產(chǎn)物和性能的不同，可分為 。4根據(jù)鋼的成分和退火目的不同，主要的退火工藝有 。5正火是將鋼加熱到 或 以上（3050）的溫度，保溫后從爐中取出在空氣中冷卻的一種操作方法。6將鋼加熱到Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上（3050）， 保溫后在 冷卻的操作工藝稱為淬火。7根據(jù)工件的不同性能要

7、求，按其回火溫度的范圍，可將回火大致分為以下三種 。8滲碳是向 低碳(0.10.25%C) 的碳鋼或合金鋼的表面層滲入碳原子的過程。二、問答題1.什么叫熱處理？2.熱處理分為那些類？答案1將鋼在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金屬內(nèi)部組織結構，從而獲得所需性能的操作工藝。2等溫冷卻、連續(xù)冷卻3高溫、中溫及低溫轉變區(qū)，即珠光體型、貝氏體型和馬氏體型的轉變4完全退火、球化退火和去應力退火等5Ac3(亞共析鋼)，Accm(過共析鋼)6水或油中快速7低溫回火(150250)，中溫回火(350500)，高溫回火(500650)8低碳(0.10.25%C)二、問答題1. 將鋼在固態(tài)下通過加熱、保

8、溫和不同的冷卻方式，改變金屬內(nèi)部組織結構，從而獲得所需性能的操作工藝。2. 普通熱處理 退火 正火 熱處理 淬火 回火 表面熱處理 表面淬火 火焰加熱 感應加熱 化學熱處理 滲碳 氮化 碳氮共滲 滲金屬答案 第3章 鋼的熱處理一、填空題1將鋼在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金屬內(nèi)部組織結構，從而獲得所需性能的操作工藝。2等溫冷卻、連續(xù)冷卻3高溫、中溫及低溫轉變區(qū)，即珠光體型、貝氏體型和馬氏體型的轉變4完全退火、球化退火和去應力退火等5Ac3(亞共析鋼)，Accm(過共析鋼)6水或油中快速7低溫回火(150250)，中溫回火(350500)，高溫回火(500650)8低碳(0.10.

9、25%C)二、問答題1. 將鋼在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金屬內(nèi)部組織結構，從而獲得所需性能的操作工藝。2. 普通熱處理 退火 正火 熱處理 淬火 回火 表面熱處理 表面淬火 火焰加熱 感應加熱 化學熱處理 滲碳 氮化 碳氮共滲 滲金屬第4章 合金鋼一、填空題1合金鋼，是在 的基礎上，有意識地加入一些合金元素的鋼。2合金鋼的優(yōu)點 。3合金鋼按合金元素總含量分 。4特殊性能鋼是指 等一些具有特殊的物理和化學性能的鋼。5在含碳量相同的情況下，合金鋼比碳素鋼的淬火溫度要 ，保溫時間要 。6通常，碳素鋼用 淬火，合金鋼用 淬火。7.在滿足使用要求的情況下，應該優(yōu)先選用 鋼，因為合金鋼

10、。二、問答題1合金鋼比碳素鋼有哪些優(yōu)點？在滿足使用要求的前提下優(yōu)先選用碳素鋼還是合金鋼？為什么？2為什么相同含碳量的合金鋼比碳素鋼熱處理的加熱溫度要高、保溫時間要長？答案第4章 合金鋼一、填空題1碳鋼2淬透性高，回火穩(wěn)定性強，綜合機械性能高，具有特殊的物理化學性能3低合金鋼，合金元素總含量10%4不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼5高，長6水，油7碳素鋼，加工難、成本高二、問答題1淬透性高，回火穩(wěn)定性強，綜合機械性能高，具有特殊的物理化學性能；應優(yōu)先選用碳素鋼，因為合金鋼：加工難、成本高。2合金元素，特別是強碳化物形成元素，如Mo、W、V、Cr等形成的碳化物，與碳的親和力大，穩(wěn)定性高，很難溶解，會顯著阻礙

11、碳的擴散，減慢奧氏體形成的速度，這種碳化物難分解，使奧氏體的均勻化過程變得困難。因此，熱處理時，為了加速奧氏體形成和均勻化，就需要更高的加熱溫度和較長的保溫時間。第5章 鑄鐵一、填空題1含碳量 的鐵碳合金稱為鑄鐵。2根據(jù)碳在鑄鐵組織中存在形式不同，可分為 。3鑄鐵在結晶過程中， 的現(xiàn)象稱為石墨化。4按金屬基體組織的不同，灰口鑄鐵分為三種類型： 。5可鍛鑄鐵是由 通過退火處理使?jié)B碳體分解而得到團絮狀石墨的一種高強度鑄鐵。6牌號QT500-07，表示抗拉強度最低值為500MPa，伸長率最低值為7%的 。7機床的床身、機器的底座、減速器的箱體等，常選用 鑄鐵鑄造成型。二、問答題1影響鑄鐵石墨化的因素

12、有哪些？2球墨鑄鐵有哪些性能特點？答案第5章 鑄鐵一、填空題1大于2.11%2白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵3碳以石墨形態(tài)析出4鐵素體灰口鑄鐵；鐵素體珠光體灰口鑄鐵；珠光體灰口鑄鐵5白口鑄鐵6球墨鑄鐵7灰口鑄鐵二、問答題1.(1)化學成分:碳和硅是強烈促進石墨化的元素。硫是強烈阻礙石墨化的元素。錳本身是阻礙石墨化的元素，但它能與S結合，形成MnS浮集到渣中，從而削弱了S阻礙石墨化作用。磷對石墨化稍起促進作用，但P具有冷脆性，是有害元素，要控制使用。（2）冷卻速度：冷卻速度對鑄鐵石墨化的影響很大。冷卻越慢，原子擴散越充分，越有利于石墨化進行。而快冷則阻止石墨化越容易得

13、到白口組織。2球墨鑄鐵不僅具有遠遠超過灰鐵的機械性能，而且同樣也具有灰鐵的一系列優(yōu)點。如良好的鑄造性能、減摩性、切削加工性及低的缺口敏感性等。甚至在某些性能方面可與鍛鋼相媲美，如疲勞強度大致與中碳鋼相似，耐磨性優(yōu)于表面淬火鋼等。此外，球鐵還可適應各種熱處理，使其機械性能提高到更高的水平。第11章鑄造一、填空題1、鑄造是將 澆注到具有與零件形狀相適應的中，冷卻凝固后得到鑄件的方法。鑄造后還需加工的鑄件稱為，不需加工的鑄件稱為。2、鑄造的造型材料應具備的性能有 、 、 等。3、合金的鑄造性能主要指合金的 和 。最常采用的鑄造合金為 。4、澆注系統(tǒng)指澆注時金屬液注入 所經(jīng)過的通道，它包括 、 、 和

14、 。5、內(nèi)孔一般比較光滑的孔眼稱為，孔內(nèi)填有散落型砂的孔眼稱為。6、鑄件壁的聯(lián)接處一般情況下，在鑄件各轉角處應設計成，要避免和連接。7、考慮到鑄造工藝性，鑄件結構要減少與簡化，要減少的數(shù)量，盡量避免。8、將液態(tài)金屬澆入以獲得鑄件的工藝過程，稱為金屬型鑄造，它又稱為鑄造。9、將液態(tài)金屬澆入到鑄型中，使金屬在作用下填充鑄型并結晶的鑄造方法稱為離心鑄造。它大多用于鑄造的鑄件。二、問答題1、簡述砂型鑄造的生產(chǎn)工藝流程。2、鑄造生產(chǎn)有何優(yōu)缺點？3、什么是造型？手工造型可分為幾種？4、以整模造型為例，說明手工造型的基本工藝流程。5、澆注系統(tǒng)的作用是什么？6、合金的流動性對鑄件質(zhì)量有何影響？7、合金鑄造性能

15、對鑄件結構有何要求？8、簡述熔模鑄造的工藝過程。答案第11章鑄造一、填空題1、液態(tài)金屬、鑄型、毛坯、零件；2、強度、耐火性、透氣性、退讓性；3、流動性、收縮性、鑄鐵；4、鑄型型腔、外澆口、內(nèi)澆口、直澆口、橫澆口；5、氣孔、砂眼；6、圓角、交叉、銳角；7、分型面、型芯、活塊；8、金屬鑄型、永久型；9、高速旋轉、離心力、中空。二、問答題1、繪制零件鑄造工藝圖制造模樣和芯盒造型和造芯下芯、合箱澆注落砂清理質(zhì)量檢驗獲得合格鑄件。2、優(yōu)點：能夠制造各種尺寸和形狀復雜、特別是具有復雜內(nèi)腔的毛坯；適應范圍廣，工業(yè)上常用的金屬材料都可鑄造，鑄件大小幾乎不限，生產(chǎn)的批量不限，既適用于單件小批生產(chǎn)，又適用于大批量

16、生產(chǎn)；成本低，可直接利用成本低廉的廢機件和切屑，設備費用較低；在金屬切削機床中，鑄件占機床總重量75%以上，而生產(chǎn)成本僅占1530%。缺點：鑄件的機械性能不同，鑄件內(nèi)部晶粒粗大，常有縮松、氣孔等；鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，廢品率較高；砂型鑄造中，鑄件表面質(zhì)量不高，工人勞動強度大，勞動條件差。3、將型砂塑造成砂型的過程稱為造型。造型可用手工和機器進行。手工造型按砂箱特征分為兩箱造型、三箱造型、地坑造型、脫箱造型；按模型特征分有整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活塊造型、刮板造型。4、1）將木模放在底板上；2）放好下砂箱，加砂，用舂砂錘尖頭舂緊；3）再加砂約比砂箱高2030mm，用舂砂錘平頭舂緊，用

17、刮砂板刮去多余的型砂；4）翻轉，用鏝刀修光分型面；5）撒分型砂，吹掉木模上的分型砂，套好上砂箱；6）放澆口棒，加砂，造上箱；7）刮平，拔出澆口棒，修外澆口，扎通氣孔；8）做泥號，揭開上箱；9）向木模四周刷水，起模；10）修型，開內(nèi)澆口；11）合箱，準備澆注。5、作用：1）應能使液態(tài)金屬均勻、平穩(wěn)地流入并充滿型腔；2）應能有效地防止熔渣、砂?；蚱渌s質(zhì)進入型腔；3）應能調(diào)節(jié)鑄件的冷卻凝固順序或者補給金屬液冷凝收縮時所需的液態(tài)金屬。6、1）流動性好的合金，容易獲得形狀完整、尺寸精確、輪廓清晰的鑄件；2）流動性好的合金，容易使其中的氣體逸出及浮在液面上的夾雜物受到阻隔；3）流動性好的合金，能在液態(tài)合

18、金在凝固收縮時及時的補縮。7、1）鑄件應有合理而均勻的壁厚；2）鑄件壁的聯(lián)接應考慮鑄件結構圓角、避免交叉和銳角連接、厚壁和薄壁間的連接要逐步過渡；3）避免受阻收縮；4）避免過大的水平面。8、a母模；b壓型；c熔模；d鑄造蠟模；e單個蠟模；f組合蠟模；g結殼、熔失蠟模；h造型、澆鑄。第12章鍛壓一、填空題1、鍛壓是對坯料施加外力，使其 ， ， ，用以制造機械零件或毛坯的成形加工方法，它包括和。2、鍛造溫度范圍指的是合理的和之間的一段溫度間隔。3、鍛造前金屬加熱的目的是為了提高，降低，并使均勻。4、將鍛件放置在工作場地，使其在空氣中自然冷卻稱為，將鍛件放入爐內(nèi)隨爐冷卻，稱為。5、自由鍛的基本工序有

19、、和等。6、切割的方法常用的有、三種。二、選擇題1、降低坯料高度，增大坯料截面的鍛造工序稱為。A、鐓粗B、拔長C、沖孔D、切割2、縮小坯料橫截面積，增加坯料長度的工序稱為。A、鐓粗B、拔長C、沖孔D、切割3、把板料沿封閉輪廓分離，從板料上沖下部分為成品的工序稱為。A、彎曲B、落料C、沖孔D、鐓粗4、把板料沿封閉輪廓分離，從板料上沖下部分為廢品的工序稱為。A、彎曲B、落料C、沖孔D、鐓粗三、問答題1、鍛造與其它方法相比有何特點？2、板料沖壓的基本工序有哪些？3、以齒輪坯為例，說明說明其鍛造過程。4、與自由鍛比較，胎模鍛的優(yōu)點是什么，常用的胎模種類有哪些？答案第12章鍛壓一、填空題1、產(chǎn)生塑性變形

20、、改變尺寸、形狀及改善性能、鍛造、沖壓；2、始鍛溫度、終鍛溫度；3、塑性、變形能力、內(nèi)部組織；4、空冷、爐冷；5、鐓粗、拔長、沖孔、切割、彎曲；6、單面切割、雙面和四面切割、圓料切割。二、選擇題1、A；2、B；3、B；4、C三、問答題1、優(yōu)點：能改善金屬組織，提高力學性能；鍛壓件的形狀和尺寸接近于零件；生產(chǎn)率高；鍛壓加工在生產(chǎn)中有較強的適應性。缺點：常用的自由鍛件精度比較低；胎模鍛和模鍛的模具費用較高；與鑄造生產(chǎn)相比，難以生產(chǎn)既有復雜外形又有復雜內(nèi)腔的毛坯。2、沖壓的基本工序可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是指在沖壓過程中使沖壓零件與板料沿一定的輪廓線相互分開，且沖壓零件的分離斷面滿足

21、一定的質(zhì)量要求的工序。如剪切和沖裁等。成形工序是使板料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破壞的工序。如彎曲、拉深、翻邊等。3、a)下料；b)鐓粗；c)鐓擠凸臺；d)沖孔；e)滾圓；f)平整4、與自由鍛比較，其主要優(yōu)點是鍛件質(zhì)量較好，生產(chǎn)效率較高，金屬用料較省。常用的胎模種類有摔模、扣模、套筒模和合模等。第13章焊接一、填空題1、焊接是通過 或 方法，借助金屬內(nèi)部原子之間的 ，將分離的金屬連接成一個 的整體，形成 接頭的加工過程。2、手工電弧焊常用的焊接接頭型式有、四種，3、手工電弧焊按焊縫空間位置的不同，焊接可分為、四種。4、手工電弧焊的焊接規(guī)范主要包括和。5、氣焊設備主要有、等。二、選擇題1

22、、氣焊火焰按氧氣和乙炔比例的不同，當氧氣與乙炔體積比大于1.2時得到。A、氧化焰B、正常焰C、碳化焰2、氣焊火焰按氧氣和乙炔比例的不同，當氧氣與乙炔體積比小于1時得到。A、氧化焰B、正常焰C、碳化焰3、氣焊火焰按氧氣和乙炔比例的不同，當氧氣與乙炔體積比在1到1.2之間時得到。A、氧化焰B、正常焰C、碳化焰4、焊接電弧靠近陽極很薄的一層區(qū)域稱為。A、陰極區(qū)B、陽極區(qū)C、弧柱區(qū)三、問答題1、熔焊、壓焊和釬焊的實質(zhì)有何不同？2、按焊接電流的不同，手弧焊機可分為幾類，各有何特點？3、按藥皮類型不同，電焊條可分為幾類，各有何特點？4、與手弧焊相比，埋弧自動焊有什么特點？5、CO2焊有什么特點？6、氬弧焊

23、各有什么特點？7、電渣焊的特點是什么？8、什么是氣焊與氣割？它們各自應用在什么場合？答案第13章焊接一、填空題1、局部加熱、加壓、擴散與結合、不可拆卸、永久性；2、對接接頭、搭接接頭、角接接頭、丁字接頭；3、平焊、立焊、橫焊、仰焊；4、焊條直徑、焊接電流；5、乙炔發(fā)生器、回火防止器、氧氣瓶、減壓器、焊炬。二、選擇題1、A；2、C；3、B；4、B。三、問答題1、熔焊的實質(zhì)是金屬的熔化和結晶，類似于小型鑄造過程。壓焊的實質(zhì)是通過金屬欲焊部位的塑性變形，擠碎或擠掉結合面的氧化物及其他雜質(zhì)，使其純凈的金屬緊密接觸，界面間原子間距達到正常引力范圍而牢固結合。釬焊的實質(zhì)使利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙

24、，并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件。2、按其供給的焊接電流種類不同，手弧焊機可分為交流弧焊機和直流弧焊機兩類。交流弧焊機具有結構簡單、價格便宜、效率高、噪音小、使用與維護方便等優(yōu)點，應用較廣，但在電弧穩(wěn)定性方面有些不足。在沒有特殊要求的情況下，應盡量選用交流弧焊機。直流弧焊機具有引弧容易、電弧穩(wěn)定、焊接質(zhì)量好、可根據(jù)焊件情況選用不同的接法等優(yōu)點，但其結構復雜、價格較高、維修困難、噪音大，因此只用于焊接薄鋼板、鑄鐵、有色金屬、合金鋼以及其它重要工件。3、按藥皮類型不同，電焊條可分為酸性焊條和堿性焊條。酸性焊條的藥皮成分以酸性氧化物（SiO2、TiO2、Fe2O3、）為主，常用的酸性焊條有鈦鈣型焊條等

25、。使用酸性焊條時，電弧較穩(wěn)定，適應性強，適用于交、直流焊機，但焊縫的力學性能一般，抗裂性較差。堿性焊條的藥皮成分以堿性氧化物（CaO、FeO、MnO、Na2O）為主，常用的堿性焊條其藥皮是以碳酸鹽和氟石為主的低氫型焊條。堿性焊條引弧困難，電弧不夠穩(wěn)定，適應性較差，僅適用于直流焊機，但焊縫的力學性能和抗裂性能較好，適用于較重要的或力學性能要求較高的工件的焊接。4、埋弧自動焊與手弧焊相比，有以下特點：1）生產(chǎn)率高；2）焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定；3）節(jié)省焊接材料；4）改善了勞動條件。由于以上特點，埋弧自動焊在工業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛應用，它最適于焊接批量較大的長直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫。但埋弧焊也有不足之處，如焊短焊縫和曲折焊縫時，不如手弧焊靈活；在焊接位置上僅用于平焊；對于狹窄位置及薄板焊接，埋弧自動焊也受到一定限制。5、（1）成本低 可采用廉價易得的CO2氣體代替焊劑或藥皮，焊接成本僅是埋弧焊或手弧焊的40%左右。（2）生產(chǎn)率高 自動送進焊絲，電流密度大，電弧熱量集中，熔深比手弧焊大，可減少施焊層數(shù)和角焊縫焊角尺寸，焊后沒有熔渣，節(jié)省了清渣的時間，可比手弧焊提高生產(chǎn)率13倍。（3）操作性好 CO2焊是明弧焊，清楚地看到焊接過程，容易發(fā)現(xiàn)問題而及時調(diào)整，并且象手弧焊一樣靈活，適于各種焊接位置。（4）質(zhì)