工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)習(xí)題及答案

1、工程材料(吳勇 Come On ! )第一章 材料的種類與性能1強(qiáng)度：強(qiáng)度是指在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力。2屈服強(qiáng)度：材料在外力作用下開始發(fā)生塑性變形的最低應(yīng)力值。3彈性極限：產(chǎn)生的變形是可以恢復(fù)的變形的點(diǎn)對應(yīng)的彈性變形階段最大應(yīng)力稱為彈性極限。4彈性模量：材料在彈性變形范圍內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模量。5抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度是試樣拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值。6塑性：斷裂前材料產(chǎn)生的塑性變形的能力稱為塑性。 7硬度：硬度是材料抵抗硬物壓入其表面的能力。 8沖擊韌度：沖擊韌度是材料抵抗沖擊載荷的能力。9斷裂韌度：斷裂韌度是材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。 10疲勞強(qiáng)度：疲勞強(qiáng)度是用來表征材

2、料抵抗疲勞的能力。11黏著磨損：黏著磨損又稱咬合磨損，其實(shí)質(zhì)是接觸面在接觸壓力作用下局部發(fā)生黏著，在相對運(yùn)動時黏著處又分離，使接觸面上有小顆粒被拉拽出來，反復(fù)進(jìn)行造成黏著磨損。12磨粒磨損：磨粒磨損是當(dāng)摩擦副一方的硬度比另一方大的多時，或者在接觸面之間存在著硬質(zhì)粒子是所產(chǎn)生的磨損。13腐蝕磨損：腐蝕磨損是由于外界環(huán)境引起金屬表面的腐蝕物剝落，與金屬表面之間的機(jī)械磨損相結(jié)合而出現(xiàn)的磨損。14功能材料：是具有某種特殊的物理性能，化學(xué)性能，生物性能以及某些功能之間可以相互轉(zhuǎn)化的材料。15使用性能：是指在正常使用條件下能保證安全可靠工作所必備的性能，包括材料的力學(xué)性能，物理性能，化學(xué)性能等。16工藝性

3、能：是指材料的可加工性，包括可鍛性，鑄造性能，焊接性，熱處理性能及切削加工性。 17交變載荷：大小，方向隨時間呈周期性變化的載荷作用。18疲勞：是機(jī)械零件在循環(huán)或交變載荷作用下，經(jīng)過較長時間的工作而發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。20蠕變：固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時間延長而增加的現(xiàn)象。21脆斷：在拉應(yīng)力狀態(tài)下沒有出現(xiàn)塑性變形而突然發(fā)生脆性斷裂的現(xiàn)象。22應(yīng)力松弛：是指承受彈性應(yīng)變的零件在工作過程中總變形量保持不變，但隨時間的延長，工作應(yīng)力自行逐漸衰減的現(xiàn)象。 23腐蝕：材料因化學(xué)侵蝕而損壞的現(xiàn)象。二、填空題。1工程材料通常分為 金屬材料 、 高分子材料 、 無機(jī)非金屬材料 、 復(fù)合材料 和功能材

4、料。2金屬材料通常分為 鋼鐵合金 和 非鐵合金 材料。 3高分子材料通常分為 纖維 、 橡膠 和塑料。 4復(fù)合材料按其基體分為 樹脂基復(fù) 合材料、 金屬基復(fù) 合材料和陶瓷基復(fù)合材料。5塑料通常分為 通用塑料 、 工程塑料 、特種塑料和 膠黏劑。 6工程材料的性能分為 使用 性能和 工藝 性能。 7工程材料的使用性能包括 力學(xué)性能 、 物理性能 和 化學(xué)性能 。8金屬材料常用的力學(xué)性能指標(biāo)有： b 表示抗拉強(qiáng)度； s 表示屈服強(qiáng)度； H 表示硬度； 伸長率 和 斷面收縮率 表示塑性； k 表示沖擊韌性。三、判斷題。1布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)氏壓痕面積大，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，因而適用于成品及薄壁件檢驗(yàn)。（

5、5; ）2壓頭為硬質(zhì)合金球時，用HBW表示布氏硬度。 （ ）3壓頭為硬質(zhì)合金球時，用HBS表示布氏硬度。 （ × ）4洛氏硬度的測定操作迅速，簡便，壓痕面積小，數(shù)據(jù)波動大，適用于半成品檢驗(yàn)。（ × ）第二章 材料的組織結(jié)構(gòu)1晶體：晶體是原子或分子在三維空間做有規(guī)律的周期性重復(fù)排列的固體。2晶格：為便于理解和描述，常用一些假想的連線將各原子的中心連接起來，把原子看做一個點(diǎn)，這樣形成的幾何圖形稱為晶格。3各向同性：4各向異性：5晶胞：晶格中的一個基本單元。 6晶向：晶格中各原子列的位向。7單晶體：由原子排列位向或方式完全一致的晶格組成的稱為單晶體。8晶體缺陷：偏離晶體完整性的微

6、觀區(qū)域稱為晶體缺陷。9空位：是指未被原子占據(jù)的晶格節(jié)點(diǎn)。 10間隙原子：是指位于晶格間隙中的原子。11晶面：在晶格中由一系列原子組成的平面。12位錯線：是指在晶體中，某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。13晶界：晶界是位向不同，相鄰晶粒之間的過渡層。14合金：是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的，具有金屬特性的物質(zhì)。 15組元：組成合金最基本的獨(dú)立物質(zhì)。 16合金系：一系列相同組員組成的不同成分的合金稱為合金系。 17合金化：采用合金元素來改變金屬性能的方法稱為合金化。18相：合金中具有相同化學(xué)成分，相同晶體結(jié)構(gòu)和相同物理或化學(xué)性能并與該系統(tǒng)其余部分以界面相

7、互隔開的均勻組成部分。 19固溶體：是指溶質(zhì)組員溶入溶劑晶格中而形成的單一的均勻固體。20置換固溶體：置換固溶體是指溶質(zhì)原子取代了溶劑晶格中某些節(jié)點(diǎn)上的原子。21間隙固溶體：間隙固溶體是溶質(zhì)原子嵌入溶劑晶格間隙中，不占據(jù)晶格節(jié)點(diǎn)位置。22有限固溶體：在一定條件下，溶質(zhì)組員在固體中有一定的限度，超過這個限度就不再溶解了。23無限固溶體：若溶質(zhì)可以任意比例融入溶劑，即溶質(zhì)的的溶解度可達(dá)%100，則固溶體稱為無限固溶體。24固溶強(qiáng)化：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。25金屬化合物：兩組元A和B組成合金時，除了可形成以A或以B為基的固溶體外，還可能相互

8、作用化和形成新相，這種新相通常是化合物，一般可用AmBn表示。26晶體相：晶體相是一些以化合物或以化合物為基的固溶體，是決定陶瓷材料物理，化學(xué)和力學(xué)性能的主要組成物。27玻璃相：P1228氣相：氣象是指陶瓷材料中的氣孔。 29單體：可以聚合成大分子鏈的小分子化合物稱為單體。30聚合度：衡量聚合物分子大小的指標(biāo)。31結(jié)晶溫度：金屬結(jié)晶時都存在著一個平衡結(jié)晶溫度Tm，液體中的原子結(jié)晶到晶體上的數(shù)目，等于晶體上的原子溶入液體中的數(shù)目。32過冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與平衡結(jié)晶溫度Tm之差稱為過冷度。33細(xì)晶強(qiáng)化：金屬的強(qiáng)度，塑性和韌性都隨晶粒的細(xì)化而提高，稱為細(xì)晶強(qiáng)化。34同素異構(gòu)：P1735同分異構(gòu)：化學(xué)

9、成分相同而分子中原子排列不同的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)。36共晶反應(yīng)：共晶反應(yīng)是指從某種成分固定的合金溶液中，在恒溫下同時結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)皆不相同的固相反應(yīng)。37共析反應(yīng)：共析反應(yīng)是指由一種固相在恒溫（共析溫度）下同時轉(zhuǎn)變成兩種新的固相。38鐵素體：是碳在Fe中形成的間隙固溶體。 39奧氏體：是碳在Fe中形成的間隙固溶體。40滲碳體：是鐵和碳的金屬化合物（Fe3C），其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.69% 。41珠光體：是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。42萊氏體：43工業(yè)純鐵：44共析鋼： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.77%，組織是珠光體。45亞共析鋼： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.77%，組織是珠光體和鐵素體。46過共析鋼：

10、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.77%，組織是珠光體和二次滲碳體。47共晶鑄鐵： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%，組織是萊氏體。48亞共晶鑄鐵： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4.3%，組織是萊氏體、珠光體和二次滲碳體。49過共晶鑄鐵： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4.3%，組織是萊氏體和一次滲碳體。二、填空題。1實(shí)際金屬中存在著的晶體缺陷有 點(diǎn) 缺陷、 線 缺陷和 面 缺陷。2世界金屬中晶體的點(diǎn)缺陷分為 空位 和 間隙原子 兩種。3常見合金中存在的相可以歸納為 固溶體 和 金屬化合物 兩大類。4固溶體按照溶質(zhì)原子在溶劑原子中的位置可以分為 置換 固溶體和 間隙 固溶體。5固溶體按照溶解度的大小可以分為 有限 固溶體和 無限 固溶體。6固

11、溶體按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布的特點(diǎn)分為 無序 固溶體和 有序 固溶體。7線型無定型高聚物隨溫度不同可處于 玻璃態(tài) 、 高彈 態(tài)和 黏流 態(tài)。8實(shí)際結(jié)晶溫度總是 低于 平衡結(jié)晶溫度，兩者之差稱為 過冷度 。9共析鋼隨溫度下降至727C時發(fā)生共析反應(yīng)，有奧氏體中析出 珠光體 和 三次滲碳體 。10共晶鑄鐵隨溫度下降至1148C時發(fā)生共晶反應(yīng)，有液體中同時析出 萊氏體 和 珠光體 。11典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)有 體心立方晶格 、 面心立方晶格 和 密排六方晶格 三種。12純鐵具有同素異構(gòu)性，當(dāng)加熱到912C時，將由 體心立方 晶格的 -Fe轉(zhuǎn)變?yōu)?面心立方 晶格的 - Fe ，加熱到1394C時，又由

12、 面心立方 晶格的 - Fe轉(zhuǎn)變?yōu)?體心立方 晶格的 - Fe。13液態(tài)金屬冷卻到 平衡結(jié)晶溫度 以下才開始結(jié)晶的現(xiàn)象稱為 有效結(jié)晶 現(xiàn)象。14金屬的 平衡結(jié)晶溫度 與 實(shí)際結(jié)晶溫度 之差，稱為過冷度。15實(shí)際金屬結(jié)晶時，其行核方式有 自發(fā)行核 和 非自發(fā)行核 兩種，其中， 非自發(fā)行核 又稱為變質(zhì)處理。 16金屬結(jié)晶后的晶粒越細(xì)小， 強(qiáng)度 、 塑性 和 韌性 越高。17合金是由兩種或兩種以上的 金屬元素 或 金屬元素 與 非金屬元素 組成的具有金屬特性的物質(zhì)，組成合金最基本的獨(dú)立物質(zhì)稱為組員。18由于構(gòu)成合金各組員之間的相互作用不同，合金的結(jié)構(gòu)有 固溶體 和 金屬化合物 兩大類。19鐵碳合金是

13、由鐵和碳組成的二元合金，其基本組織有 鐵素體、滲碳體、奧氏體、 珠光體、萊氏體。三、判斷題。1晶體具有各向異性的特點(diǎn)。 （ ）2非晶體具有各向異性的特點(diǎn)。 （× 各向同性）3金屬的實(shí)際晶體結(jié)果是多晶體。 （ ）4金屬是多晶體結(jié)構(gòu)，具有晶體的各向異性特點(diǎn)。 （× 各向同性）5晶體缺陷的存在可以提高金屬的強(qiáng)度。 （ ）6晶體缺陷的存在可以提高金屬的耐腐蝕性能。 （× 降低耐腐蝕性）7金屬化合物的晶格類型與組元的晶格完全不同。 （ ）8金屬化合物一般具有高熔點(diǎn)，高硬度，高韌性。 （× 低韌性，即高脆性）9金屬化合物一般具有高熔點(diǎn)，高硬度，脆性大的特點(diǎn)。 （ ）

14、10陶瓷材料通常熔點(diǎn)高，硬度高，耐腐蝕，塑性差的特點(diǎn)。 （ ）11陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有各向異性的特點(diǎn)。 （× 各向同性）12陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有晶界面。 （ ）13陶瓷材料中氣相所占比例增加時，使強(qiáng)度增加。 （× 強(qiáng)度減?。?4陶瓷材料中氣相所占比例增加時，陶瓷密度減小，絕熱性好。 （ ）15線型無定型高聚物處于黏流態(tài)是其工作狀態(tài)。 （× 是其加工的工藝狀態(tài)）16線型無定型高聚物處于黏流態(tài)是加工成形的工藝狀態(tài)。 （ ）17高分子材料在熱、光、化學(xué)、生物和輻射等的作用下，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)不變。（× 結(jié)構(gòu)和性能變化很大）18許多橡膠在空

15、氣中氧的作用下會發(fā)生進(jìn)一步的交聯(lián)而變硬，變脆失去彈性。 （ ）19一般情況下，金屬的強(qiáng)度，塑性和韌性隨晶粒的細(xì)化而降低。 （× 增強(qiáng)）20具有同素異構(gòu)特點(diǎn)的金屬材料可以應(yīng)用熱處理的方法改變性能。 （ ）21共晶成分的鑄鐵的鑄造性能較差。 （× 較好）22鐵碳合金隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，硬度高的滲碳體增多，硬度增高。 （ ）23鐵碳合金隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，硬度低的鐵素體增多，硬度減少。 （× 硬度增強(qiáng)）24亞共析鋼的強(qiáng)度與組織的細(xì)密度有關(guān)，組織越細(xì)密則強(qiáng)度越高。 （ ）25鐵碳合金的塑性隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高。 （× 減?。?6鐵碳合金的沖擊韌性對

16、組織及其形態(tài)最為敏感。 （ ）27鐵碳合金的沖擊韌度隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而提高。 （× 減小）四、問答題：見教材、習(xí)題集及補(bǔ)充題。1.簡述金屬三種典型晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。 答：體心立方晶格：在立方體的8個頂角上和立方體中心各有1個原子； 面心立方晶格：在立方體的8個頂角上和6個面的中心各有1個原子； 密排六方晶格：在六棱柱的上、下六角形面的頂角上和面的中心各有1個原子，在六棱柱體的中間有3個原子。2.金屬的實(shí)際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對性能有什么影響？ 答：金屬的實(shí)際晶體中存在三種晶體缺陷：點(diǎn)缺陷空位和間隙原子； 線缺陷位錯線； 面缺陷晶界； 影響： 一般情況下，晶體缺陷的存在可以提高

17、金屬的強(qiáng)度，而且金屬缺陷常常降低金屬的耐腐蝕性能，可以通過腐蝕觀察金屬的各種缺陷。4.什么事固溶強(qiáng)化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？答：固溶強(qiáng)化：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而合金的強(qiáng)度和硬度，即為固溶強(qiáng)化。8.金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？答：結(jié)晶時首先是從液體中形成一些稱之為晶核的細(xì)小晶體開始的，然后已形成的晶核按各自不同的位向不斷長大。同時，在液體中有產(chǎn)生新的晶核并逐漸長大，直至液體全部消失，形成由許多位向不同、外形不規(guī)則的晶粒所組成的多晶體。11.何謂共晶反應(yīng)、勻晶反應(yīng)和共析反應(yīng)？試比較三種反應(yīng)的異同點(diǎn)。答：共晶反應(yīng)：指從某種成分固定的合金溶液中、在恒溫下同時結(jié)晶

18、出兩種成分和結(jié)構(gòu)皆不相同的固相的反應(yīng)； 勻晶反應(yīng)：從液相中結(jié)晶出固溶體的反應(yīng)；共析反應(yīng)：由一種固相在恒溫下同時轉(zhuǎn)變成兩種新的固相。15.何謂、Fe3C、P、A、Ld（Ld）？ 它們的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、力學(xué)性能有何特點(diǎn)？答：鐵素體： 為體心立方結(jié)構(gòu)，因溶碳能力差，故強(qiáng)度、硬度不高，塑性、韌性良好； 、A奧氏體：為面心立方結(jié)構(gòu)，有一定的溶碳能力，一般硬度較低而塑性較高；Fe3C滲碳體： 為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零；P珠光體： 鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，因滲碳體的強(qiáng)化作用，故具有良好的力學(xué)性能；Ld（Ld）萊氏體(低溫萊氏體) ：萊氏體為奧氏體和滲碳體的化合物，低溫萊氏

19、體為珠光體和滲碳體的產(chǎn)物，二者因滲碳體較多，屬脆性組織。16.碳鋼、鑄鐵兩者的成分、組織和性能有何差別？并說明原因。答：碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.02%-2.11%的鐵碳合金， 組織為：亞共析鋼（c<0.77%）、共析鋼（c=0.77%）、過共析鋼（c>0.77%）， 性能： 具有良好的塑性和韌性，宜于鍛造；鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金， 組織：亞共晶鑄鐵（c<4.3%）、共晶鑄鐵（c=4.3%）、過共晶鑄鐵（c>4.3%） 性能：具有較強(qiáng)高的強(qiáng)度和硬度，有良好的鑄造性能。19.根據(jù)Fe-Fe3C相圖，說明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因（1）碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的鋼比碳

20、的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的鋼硬度高； （2）低溫萊氏體的塑性比珠光體的塑性差； （3）捆扎物體一般用鐵絲（鍍鋅的碳鋼絲），而起重機(jī)起吊重物卻用鋼絲繩（用60、65、70、75等鋼制成）； （4）一般要把剛才加熱的高溫（約1000-1250）下進(jìn)行熱軋或鍛造； （5）鋼適宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵適宜通過鑄造成形。答：（1）c=1.0%的鋼成分是F+P，而c=0.5%的鋼成分是P+ Fe3C。Fe3C硬度高，脆性大，而F因溶碳能力差，強(qiáng)度、硬度低。所以碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的鋼比碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的鋼硬度高； （2）低溫萊氏體為珠光體和滲碳體的混合物，因?yàn)闈B碳體硬度高，脆性大，所以比珠光體的塑

21、性差； （3）鐵絲中含有較多的珠光體和滲碳體，強(qiáng)度高，但質(zhì)脆。而鋼絲中含有鐵素體和滲碳體，不但強(qiáng)度滿足要求，還具有較好的韌性； （4）把剛才加熱的高溫（約1000-1250）時，其內(nèi)部組織轉(zhuǎn)化為奧氏體，塑性較高，易于塑性成形，適合進(jìn)行熱軋或鍛造； （5）鋼含有較多的鐵素體，含碳量較低，塑性和韌性好，所以宜于通過壓力加工成形，而鑄鐵含有較多的珠光體和滲碳體，熔點(diǎn)低，結(jié)晶范圍小，具有良好的鑄造性能。五、選擇題：1珠光體是下述（ C ）的產(chǎn)物。A.共晶反應(yīng) B.勻晶反應(yīng) C.共析反應(yīng) D.二次析出2過共析鋼在冷卻過程中遇到ES線時，將發(fā)生的反應(yīng)是（ A ）。A.共析反應(yīng) B.勻晶反應(yīng) C.二次析出

22、D.共晶反應(yīng)3FeFe3C相圖中的GS線是（ A ）。A.冷卻時從A析出F的開始線 B.冷卻時從A析出Fe3C的開始線C.加熱時從A析出F的開始線 D.加熱時從A溶入F的開始線第三章 金屬熱處理及表面改性1鋼的普通熱處理分為退火、 正火 、 淬火 和回火。2鋼的退火根據(jù)材料與目的要求分為 完全退火 、不完全退火和 去應(yīng)力 退火。3鋼的淬火分為單液淬火、 雙介質(zhì)淬火 、分級淬火和 貝氏體等溫 淬火。4淬火后的鋼根據(jù)加熱溫度的不同，回火分為 低溫回火 、中溫回火和 高溫回火 。5常用的表面化學(xué)熱處理有 滲碳 、 滲氮 和碳氮共滲。6常用的表面熱處理可分為 表面淬火 和 表面化學(xué)熱處理 。二、判斷題

23、。3奧氏體晶粒的大小對冷卻后鋼的組織和性能沒有很大影響。 （×）4奧氏體晶粒的大小主要取決與加熱溫度和保溫時間。 （）5冷卻方式和冷卻速度對奧氏體的組織轉(zhuǎn)變及其鋼的最終性能沒有影響。 （×）6索氏體與托氏體同為片層狀珠光體，他們之間的僅有厚薄的差別。 （×）7完全退火工藝適用于過共析鋼。 （×）8球化退火工藝適用于亞共析鋼。 （×）9完全退火工藝適用于亞共析鋼。 （）10球化退火工藝適用于過共析鋼。 （）11低碳鋼為便于切削加工，預(yù)備熱處理常用退火，以降低硬度。 （）12低碳鋼為便于切削加工，預(yù)備熱處理常用正火，以適當(dāng)提高硬度。 （×

24、）13鋼的淬透性就是鋼的淬硬性。 （×）14鋼的淬透性是由鋼材本身的屬性所決定，所固有。 （）15鋼的淬透性取決于外部工藝條件的影響。 （×）16鋼的淬硬性取決于鋼的含碳量，含碳量越高，硬度越高。 （）17臨界冷卻速度對鋼的淬透性無任何影響。 （×）18感應(yīng)加熱表面淬火工藝加熱快，生產(chǎn)率高，適用于單件少量生產(chǎn)。 （×）19感應(yīng)加熱表面淬火工藝加熱快，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。 （）20火焰加熱表面淬火設(shè)備簡單，適用于大批量生產(chǎn)。 （×）21火焰加熱表面淬火設(shè)備簡單，適用于單件或小批量生產(chǎn)。 （）22低碳鋼零件滲碳后含碳量增加，硬度自動升高。

25、（×）23低碳鋼零件滲碳后，僅表層含碳量增加，經(jīng)淬火后硬度才能升高。 （）24低碳鋼零件經(jīng)滲氮后，僅表層化學(xué)成分改變，硬度不變。 （×）25滲氮處理的零件耐熱性好，耐磨性好。 （×）26發(fā)黑處理主要消除內(nèi)應(yīng)力。 （）27發(fā)黑處理形成的氧化膜，可以防止金屬腐蝕和機(jī)械磨損。 （）28發(fā)黑處理主要作為裝飾性加工工藝。 （×）29磷化處理膜使金屬基體表層的吸附性，耐熱性和減磨性得到改善。 （）三、問答題：見教材、習(xí)題集及補(bǔ)充題。1下述鋼中強(qiáng)度最高的是（ D ）。A.T8鋼 B.45鋼 C.65鋼 D.T13鋼2下述鋼中硬度最高的是（ D ）。A.40鋼 B.30

26、CrMnSi C.T8鋼 D.鑄鐵3Q235A屬于（ B ）A.合金鋼 B.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 C.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 D.工具鋼4T12A屬于（ D ）.A.合金鋼 B.工具鋼 C.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 D.高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼540CrNiMo是一種合金結(jié)構(gòu)鋼，元素符號前面的40表示的是（ B ）。A.鋼中含碳量的千分?jǐn)?shù) B.鋼中含碳量的萬分?jǐn)?shù) C.鋼中含碳量的百分?jǐn)?shù)D.鋼中合金元素的中含量69Mn2V是一種合金工具鋼，元素符號前面的數(shù)字9表示的是（ B ）。A.鋼中含碳量的百分?jǐn)?shù) B.鋼中含碳量的千分?jǐn)?shù)C.鋼中含碳量的萬分?jǐn)?shù) D.鋼中合金元素的總含量第四章 鋼鐵材料及其用途1低碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.

27、25的碳鋼。2中碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%0.60%的碳鋼。3高碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.60%的碳鋼。二常用材料牌號識別：1Q195：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，195為屈服強(qiáng)度數(shù)值。2Q235：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，235為屈服強(qiáng)度數(shù)值。3Q235F：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，235為屈服強(qiáng)度數(shù)值。F表示沸騰鋼。4Q255Z：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語拼音的第一個字母，255為屈服強(qiáng)度數(shù)值。Z表示鎮(zhèn)靜鋼。5 25：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，25表示平均含碳量為0.25 。6 35：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)

28、鋼，35表示平均含碳量為0.35 。7 45：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，45表示平均含碳量為0.45 。8 65：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，65表示平均含碳量為0.65 。9 T7 ：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，7表示平均含碳量為0.7。10T8： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，8表示平均含碳量為0.8。11T10： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，10表示平均含碳量為1.0。12T13： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，13表示平均含碳量為1.3。13T13A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，13表示平均含碳量為1.3，A表示

29、高級優(yōu)質(zhì)鋼。14T10A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語拼音第一個字母，10表示平均含碳量為1.0，A表示高級優(yōu)質(zhì)鋼。15ZGMn13：162Cr13：鉻不銹鋼，2表示平均含碳量為0.2%,Cr為鉻的元素符號，13表示含鉻量為13。173Cr13：鉻不銹鋼，3表示平均含碳量為0.2%,Cr為鉻的元素符號，13表示含鉻量為13。1820CrMnTi：合金結(jié)構(gòu)鋼中的合金滲碳鋼。20表示平均含碳量為0.2，Cr、Mn、Ti為合金元素鉻，錳，鈦的元素符號，其含量平均小于1.0。1918 Cr2Ni4WA：2040Cr：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr為合金元素鉻的元素符號，

30、其平均含量小于1.0。2135CrMo：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，35表示平均含碳量為0.35%,Cr、Mo為合金元素鉻、鉬的元素符號，其平均含量小于1.0。2240CrNiMo：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr、Ni、Mo為合金元素鉻、鎳、鉬的元素符號，其平均含量小于1.0。2338CrMoAl：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，38表示平均含碳量為0.38%,Cr、Mo、Al為合金元素鉻、鉬、鋁的元素符號，其平均含量小于1.0。2465Mn：合金結(jié)構(gòu)鋼中的彈簧鋼，65表示平均含碳量為065%,Mn為合金元素錳的元素符號，其平均含量小于1.0。2550CrVA：合金結(jié)構(gòu)鋼中的彈簧鋼

31、，50表示平均含碳量為0.50%,Cr、V為合金元素鉻、釩的元素符號，其平均含量小于1.0。A表示高級優(yōu)質(zhì)鋼。26W18Cr4V：合金工具鋼中的高合金工具鋼，其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.7%1.5%之間，W合金元素鎢的元素符號，18表示鎢的平均含量為18，Cr合金元素鉻的元素符號，4表示鉻的平均含量為4.0，V為合金元素釩的元素符號，其平均含量為小于1.0。27HT250：最低抗拉強(qiáng)度為250的灰鑄鐵28HT200：最低抗拉強(qiáng)度為200的灰鑄鐵29HT150：最低抗拉強(qiáng)度為150的灰鑄鐵30KTH350-06：最低抗拉強(qiáng)度為350，最低延伸率為6%的可鍛黑心鑄鐵31KTZ450-06：最低抗拉強(qiáng)度為4

32、50的灰鑄鐵450，最低延伸率為6%的可鍛珠光體鑄鐵32QT400-18： 最低抗拉強(qiáng)度為400，最低延伸率為18%的球墨鑄鐵33QT450-10： 最低抗拉強(qiáng)度為450，最低延伸率為10%的球墨鑄鐵34QT500-7： 最低抗拉強(qiáng)度為500，最低延伸率為7%的球墨鑄鐵35RuT420： 最低抗拉強(qiáng)度為420的蠕墨鑄鐵，最低延伸率為0.75%36RuT340： 最低抗拉強(qiáng)度為340的蠕墨鑄鐵375CrMnMo：平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，鉻、錳、鈷的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于1%的合金工具鋼38LF5：5號防銹鋁合金，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.55.5之間，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30.6%之間39LF21：21防

33、銹鋁合金，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.00.6%之間40LY1：1號硬鋁合金，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.23.0%之間，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.40.8%之間，錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.40.8之間41LY12：12號硬鋁合金，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.84.9%之間，鎂的質(zhì)量分在1.21.8%之間，錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30.9%42LC4：4號超硬鋁合金，銅含量在1.42.0%之間，鎂含量在1.82.8%之間，錳為0.20.6，鋅為5743LC6：6號超硬鋁合金，銅含量2.22.8%，Mg為1.82.8%，Mn為0.20.5%，鋅為7.68.644LD5：5號鍛鋁合金，銅含量1.82.6%，鎂為0.40.8%，錳為0.40.8%45LD

34、10：10號鍛鋁合金，銅含量1.92.7%，鎂為1.41.8%，錳為0.41.0%46ZL101：鑄造鋁合金中的鋁硅合金，硅含量為6.57.5%，鎂含量為0.250.45%47ZL203：鑄造鋁合金中的鋁銅合金，銅含量為45%48ZL303：鑄造鋁合金中的鋁鎂合金，硅含量為0.83.3%，鎂含量為0.250.45%，錳為0.10.4%49ZL401：鑄造鋁合金中的鋁鋅合金，硅含量為68%，鎂含量為0.10.3%，鋅為913%50H90：銅合金中黃銅，H為黃漢字的第一個拼音字母，90表示銅的含量為0.90。51H62：銅合金中黃銅，H為黃漢字的第一個拼音字母，62表示銅的含量為0.62。52HP

35、b591：特殊黃銅中鉛黃銅，銅含量59%，鉛含量15，鋅含量40%53HMn582：特殊黃銅中錳黃銅，銅含量58%，錳含量2%，鋅含量40%54ZHSi803：鑄造硅黃銅，銅含量80%，硅含量3%，鋅含量17%55ZQSn101：錫青銅中鑄造錫青銅，錫含量10%，其他雜質(zhì)1%56QSn43：錫青銅，錫含量4%，鋅含量3%57QAl94：鋁青銅，鋁含量9%，鐵含量3%58QBe2：鈹青銅，鈹含量2%，鎳含量0.20.559TA1：純鈦，雜質(zhì)極微，退火狀態(tài)60TA4：鈦合金，化學(xué)成分為Ti-3Al，鋁含量3%61TA6：鈦合金，化學(xué)成分為Ti5Al，鋁含量5%62T2：碳素工具鋼，T表示“碳”字的

36、漢語拼音第一個字母，2表示平均含碳量為0.2。63TC2：+鈦合金，化學(xué)成分為Ti-3Al-1.5Mn二、填空題1鋼按冶煉爐的不同，有 平爐鋼 、 轉(zhuǎn)爐鋼 、電爐鋼。2鋼按脫氧的方法不同分為 沸騰鋼 、 鎮(zhèn)靜鋼 、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。3鋼按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同分為 高碳鋼 、中碳鋼和 低碳鋼 。4鋼按含硫、磷雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多少分為普通鋼、 優(yōu)質(zhì)鋼 、 高級優(yōu)質(zhì)鋼 和特級優(yōu)質(zhì)鋼。5碳素結(jié)構(gòu)鋼按用途不同分為 建筑工程 結(jié)構(gòu)用鋼和 機(jī)械工程 結(jié)構(gòu)用鋼。6除Co以外，所有溶入奧氏體中的合金元素都能 增加 過冷奧氏體的穩(wěn)定性。7表面硬化鋼按表面硬化方式不同分為 合金滲碳鋼 、 合金滲氮鋼 和合金彈簧鋼。8

37、根據(jù)鑄鐵組織中石墨存在形態(tài)的差異，灰口鑄鐵分為 灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵。 9灰鑄鐵按基體的不同分為 珠光體 灰鑄鐵、珠光體鐵素體灰鑄鐵和 鐵素體 灰鑄鐵。10灰鑄鐵的性能除與基體組織有關(guān)外，最主要的是取決于石墨的 形態(tài) 、數(shù)量、大小和 分布 。11可鍛鑄鐵按基體組織不同分為 鐵素體（黑心） 可鍛鑄鐵和 珠光體（白心） 可鍛鑄鐵。三、判斷題。1碳素工具鋼用于制造量具、模具和低速切削刀具。 （ ）2碳素工具鋼用于制造量具、模具和高速切削刀具。 （ × ）3合金鋼中合金元素越多質(zhì)量越好，碳鋼中硫磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)越多其質(zhì)量越好。 （ × ）4碳鋼中硫磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越少，其質(zhì)量

38、越好。 （ ）5合金元素溶于鐵素體中，配比適當(dāng)時不僅能強(qiáng)化鐵素體，也能提高鋼的韌性。 （ ）6除Co以外，所有溶入奧氏體中的合金元素，都能降低過冷奧氏體的穩(wěn)定性。 （ × ）7合金元素增加了合金鋼的回火穩(wěn)定性。 （ ）8合金元素使回火穩(wěn)定性增加，降低了回火溫度。 （ × ）9合金工具鋼比碳素工具鋼有較好的紅硬性。 （ ）10碳素工具鋼比合金工具鋼有更好的紅硬性。 （ × ）11因高速鋼制造的工具比較鋒利，因而稱作鋒鋼。 （ ）12白口鑄鐵因其硬度高而廣泛用于機(jī)械工程中制造各類零件。 （ × ）13白口鑄鐵因其硬度高無法加工，主要用作煉鋼的原料。 （ ）1

39、4對滲碳體進(jìn)行長時間高溫加熱時，滲碳體會分解為鐵和石墨。 （ ）15灰鑄鐵在機(jī)械工程中主要用于制造各種抗拉結(jié)構(gòu)件。 （ × ）16灰鑄鐵在機(jī)械工程中主要用于制造各種抗壓結(jié)構(gòu)件。 （ ）17可鍛鑄鐵因其可鍛而得名稱為其可鍛鑄鐵。 （ × ）18可鍛鑄鐵的機(jī)械性能可與鋼相比，但不可鍛造。 （ ）三、選擇題。1機(jī)床主軸要求具有良好的綜合力學(xué)性能，制造時，應(yīng)選用的材料及熱處理工藝是（ B ）。A.20鋼，淬火高溫回火 B.45鋼，淬火高溫回火C.T8鋼，淬火低溫回火 D.45鋼，正火2制造銼刀，模具時，應(yīng)選用的材料及熱處理工藝是（ B ）.A.45鋼，淬火高溫回火 B.T12鋼，淬

40、火低溫回火C.T8鋼，淬火高溫回火 D.T12鋼，正火3彈簧及一些要求具有較高屈服極限的熱作模具等，常采用的熱處理工藝是（ B ）。A.淬火低溫回火 B.淬火中溫回火C.表面淬火 D.退火415鋼零件在切削加工前，進(jìn)行正火出理的目的是（ C ）。A.消除應(yīng)力，防止工件加工后變形 B.降低硬度以便于切削加工C.適當(dāng)提高硬度以便于切削加工 D.消除網(wǎng)狀二次滲碳體5T12鋼棒在球化退火前，進(jìn)行正火出理的目的是（ C ）。A.消除應(yīng)力 B.適當(dāng)提高硬度以便于切削加工C.消除網(wǎng)狀二次滲碳體 D.降低硬度以便于切削加工6將白口鑄鐵通過高溫石墨化退火或氧化脫碳處理，改變其金相組織獲得的具有較高韌性的鑄鐵，稱

41、為（ A ）。A.可鍛鑄鐵 B.灰口鑄鐵 C.球墨鑄鐵 D.蠕墨鑄鐵。第六章 失效及選材一、概念1失效：所謂零件失效，主要指由于某種原因?qū)е铝慵某叽?、形狀或其組織與性能發(fā)生變化而不能圓滿的完成指定的功能。2變形失效：變形失效包括彈性變形失效、塑性變形失效和蠕變變形失效。（其特點(diǎn)是非突發(fā)性、一般不會造成突發(fā)性事故）3斷裂失效：指零件完全斷裂而在工作中喪失或達(dá)不到預(yù)期工能。4腐蝕失效：金屬與周圍介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而造成的破壞。5磨損失效：相互接觸并作相對運(yùn)動的物體，由于機(jī)械作用所造成的材料位移及分離的破壞形式。二、填空題。1斷裂失效包括延性斷裂失效、脆性斷裂失效、疲勞斷裂失效和蠕變斷裂

42、失效幾種。2零件的工作條件包括受力狀態(tài)、環(huán)境狀況和特殊要求幾個方面。3選擇材料時要考慮使用原則、工藝性原則和經(jīng)濟(jì)性原則。第十三章 切削加工基礎(chǔ)知識1切削運(yùn)動：道具與工件之間的相對運(yùn)動稱為切削運(yùn)動，她包括主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動。 2主運(yùn)動：是切下切屑所需的最基本的運(yùn)動。（與進(jìn)給運(yùn)動相比，速度高、消耗機(jī)床功率多。主運(yùn)動一般只有一個）3進(jìn)給運(yùn)動：是多余材料不斷被投入切削，從而加工出完整表面所需的運(yùn)動。（進(jìn)給運(yùn)動可以有一個或幾個）4切削用量：是衡量切削運(yùn)動大小的參數(shù)，包括切削要素，進(jìn)給量和背吃刀量（又稱切削深度），他們是切削過程中不可缺少的因素，稱為切削用量三要素。5切削速度：主運(yùn)動的線速度稱為切削速度，即

43、切削刃上選定點(diǎn)相對工件沿主運(yùn)動方向單位時間內(nèi)移動的距離。P2196進(jìn)給量：在單位時間內(nèi)，刀具在將誒方向上相對工件的位移量。7粗加工：快速從毛坯上切除多余材料，使其接近零件的形狀和尺寸。尺寸公差等級范圍IT12-IT11；Ra值范圍25-12.5um；相應(yīng)加工方法：粗車、粗銑、粗鏜、粗刨、鉆孔等8半精加工：進(jìn)一步提高價(jià)格精度和降低表面粗糙度，并留下合適的加工余量，為精加工做準(zhǔn)備。IT10-IT9；6.3-3.2；半精車、半精銑、半精鏜、半精刨擴(kuò)孔等9精加工：一般零件的表面達(dá)到急速要求，或?yàn)橐蠛芨叩闹饕砻娴木芗庸ぷ鰷?zhǔn)備。IT8-IT6；1.6-0.2；精車，精銑、精刨、精鏜、粗磨、粗拉、粗鉸

44、等。10背吃刀量：11前刀面：切屑流出所經(jīng)過的表面。 12主后刀面：與工件過度表面相對的表面。13副后刀面：與工件已加工表面相對的表面。14主切削刃：前刀面與主后刀面的交線，承擔(dān)主要的切削工作。15副切削刃：前刀面與副后刀面的交線，一般僅有微量的切削。16刀尖：主、副切削刃的交點(diǎn)。為強(qiáng)化刀尖，常磨成圓弧形或直線形的過渡刃。17切削平面：是通過那個過主切削刃上的某一點(diǎn)并與工件過渡表面相切的平面。18基面：是通過那個過主切削刃上的某一點(diǎn)并與該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平面。19主剖面：是通過那個過主切削刃上的某一點(diǎn)并與主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。20前角：r。在主剖面中測量，是前刀面與幾面之間

45、的夾角，有正負(fù)之分.(P223)21后角：在主剖面中測量，是主后刀面與切削刀面之間的夾角。22主偏角：Kr在基面中測量，是主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動方向之間的夾角。23副偏角：Kr在基面中測量，是副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動反方向之間的夾角。24刃傾角：是在切削平面中測量，是主切削刃面與基面之間的夾角，有正負(fù)之分。25帶狀切屑：是常見的一種切屑，外觀呈延綿的長帶狀，底層光滑，外表面呈毛茸狀，無明顯裂紋。26節(jié)狀切屑：當(dāng)粗加工中等硬度材料時，采用較大的進(jìn)給量、較低的切削速度，刀具前角很小時，剪切面上的應(yīng)力超過材料的抗剪強(qiáng)度，并且裂紋擴(kuò)展，在整個剪切面上產(chǎn)生破裂，以致形成狀的分離切屑。2

46、7崩碎切屑：在加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時，切削層金屬發(fā)生彈性變形后，一般不經(jīng)過塑性變形就被擠裂或脆斷，突然崩落，形成不規(guī)則的細(xì)粒狀碎片，稱為崩碎切削。28積屑瘤：在切削鋁合金、鋼等塑性材料時，在切削速度不高而且形狀帶狀切削的情況下，常有一些來自工件或切削的金屬黏結(jié)在刀具前刀面靠近切削刃的附近，形成硬度很高的鍥快29切削力：切削加工時，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切削所需的力30主切削力（切削力Fz）：Fz總切削力F在切削速度方向上的分力，大約占總切削力的80%-90%,是計(jì)算機(jī)床傳動、主運(yùn)動系統(tǒng)零件和刀具強(qiáng)度、硬度的主要依據(jù)。31進(jìn)給抗力：（軸向力）Fx是總切削力F在進(jìn)給方向上的分

47、力，它所消耗的功率一般只占機(jī)床總功率的1%-5%，是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)的依據(jù)32切削熱：在切削過程中，因變形和摩擦熱所消耗的功德巨大部分變成了熱能，產(chǎn)生出大量的熱，即切削熱。33切削功率：切削功率是三個切削分力消耗功率的總和。34刀具耐用度：刀具耐用度是指刀具由開始切削至磨鈍為止實(shí)際進(jìn)行切削的時間，用T表示。35表面變形強(qiáng)化： 切削金屬材料時，工件已加工表面表層的強(qiáng)度、硬度明顯提高而塑性下降的現(xiàn)象稱為表面變形強(qiáng)化。36殘余應(yīng)力： 指在外力消失后，殘留在工件材料內(nèi)部而總體又保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。37最低成本刀具耐用度：38最高生產(chǎn)率刀具耐用度：39切削加工性：指在一定的切削條件下，工件材料被切削加工的難易程度。40相對加工性：一般以切削正火狀態(tài)45鋼的v60作為基準(zhǔn)，寫作（v60）