工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)答案

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1、工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)答案`第一章金屬材料的力學(xué)性能1、在測(cè)定強(qiáng)度上σs和σ0.2有什么不同？答：σs用于測(cè)定有明顯屈服現(xiàn)象的材料，σ0.2用于測(cè)定無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的材料。2、什么是應(yīng)力？什么是應(yīng)變？它們的符號(hào)和單位各是什么？答：試樣單位截面上的拉力稱為應(yīng)力，用符號(hào)σ表示，單位是MPa。試樣單位長(zhǎng)度上的伸長(zhǎng)量稱為應(yīng)變，用符號(hào)ε表示，應(yīng)變沒(méi)有單位。3、畫出低碳鋼拉伸曲線圖，并指出縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖上哪一點(diǎn)？斷裂發(fā)生在哪一點(diǎn)？若沒(méi)有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，是否表示試樣沒(méi)有發(fā)生塑性變形？答：b點(diǎn)發(fā)生縮頸現(xiàn)象，k點(diǎn)發(fā)生斷裂。若沒(méi)有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，試樣并不是沒(méi)有發(fā)生塑形性變，而是沒(méi)有產(chǎn)生明顯的塑性變

2、形。4、將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判斷它的變形性質(zhì)？答：將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形，因?yàn)楫?dāng)時(shí)鐘停止時(shí)，鐘表發(fā)條恢復(fù)了原狀，故屬?gòu)椥宰冃巍?、在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)采用哪兩種強(qiáng)度指標(biāo)？為什么？答：（1）屈服強(qiáng)度。因?yàn)榇蠖鄶?shù)機(jī)械零件產(chǎn)生塑性變形時(shí)即告失效。（2）抗拉強(qiáng)度。因?yàn)樗臄?shù)據(jù)易準(zhǔn)確測(cè)定，也容易在手冊(cè)中查到，用于一般對(duì)塑性變形要求不嚴(yán)格的零件。6、設(shè)計(jì)剛度好的零件，應(yīng)根據(jù)何種指標(biāo)選擇材料？采用何種材料為宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，這種說(shuō)法是否正確？為什么？答：應(yīng)根據(jù)彈性模量選擇材料。要求剛度好的零件，應(yīng)選用彈性模量大的金屬材料。金屬材料彈性模量的大小，主要取決于原子間

3、結(jié)合力（鍵力）的強(qiáng)弱，與其內(nèi)部組織關(guān)系不大，而材料的塑性是指其承受永久變形而不被破壞的能力，與其內(nèi)部組織有密切關(guān)系。兩者無(wú)直接關(guān)系。故題中說(shuō)法不對(duì)。7、常用的硬度測(cè)定方法有幾種？其應(yīng)用范圍如何？這些方法測(cè)出的硬度值能否進(jìn)行比較？答：工業(yè)上常用的硬度測(cè)定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法。其應(yīng)用范圍：布氏硬度法應(yīng)用于硬度值HB小于450的毛坯材料。洛氏硬度法應(yīng)用于一般淬火件、調(diào)質(zhì)件。維氏硬度法應(yīng)用于薄板、淬硬表層。采用不同方法測(cè)定出的硬度值不能直接比較，但可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式換算成同一硬度后，再進(jìn)行比較。8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于何種場(chǎng)合。下列情況應(yīng)采

4、用哪種硬度法測(cè)定其硬度？答：布氏硬度法：（1）優(yōu)點(diǎn)：壓痕面積大，硬度值比較穩(wěn)定，故測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)性好，準(zhǔn)確度較洛氏硬度法高。（2）缺點(diǎn)：測(cè)試費(fèi)時(shí)，且壓痕較大，不適于成品、小件檢驗(yàn)。（3）應(yīng)用：硬度值HB小于450的毛坯材料。洛氏硬度法：（1）優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，測(cè)試簡(jiǎn)單、迅速，并不損壞被測(cè)零件。（2）缺點(diǎn)：測(cè)得的硬度值重復(fù)性較差，對(duì)組織偏析材料尤為明顯。（3）應(yīng)用：一般淬火件，調(diào)質(zhì)件。庫(kù)存鋼材—布氏硬度；鍛件—布氏硬度；銼刀—布氏硬度臺(tái)虎鉗鉗口—洛氏硬度；硬質(zhì)合金刀頭—洛氏硬度黃銅軸套——布氏硬度供應(yīng)狀態(tài)的各種碳鋼鋼材——布氏硬度硬質(zhì)合金刀片——洛氏硬度9、疲勞破壞是怎樣形成的？提高

5、零件疲勞壽命的方法有哪些？為什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲勞強(qiáng)度值減?。繛槭裁雌跀嗔褜?duì)機(jī)械零件潛在著很大的危險(xiǎn)性？交變應(yīng)力和重復(fù)應(yīng)力區(qū)別何在？答：由于材料表面或內(nèi)部有缺陷，這些缺陷處的局部應(yīng)力大于屈服強(qiáng)度，從而產(chǎn)生局部塑性變形而斷裂。這些微裂紋隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴(kuò)展，使承載的有效面積減少，以致不能承受所加載荷而突然斷裂。提高疲勞壽命的方法，就是消除或減少疲勞源及延緩疲勞裂紋的擴(kuò)展。一般在結(jié)構(gòu)上避免應(yīng)力集中；制定合理的工藝；使材料得到韌性組織，減少內(nèi)部缺陷；降低表面粗糙度，避免表面不劃傷、腐蝕；強(qiáng)化表面，在材料表面形成壓應(yīng)力。表面粗糙易形成疲勞源。零件尺寸增大，

6、其內(nèi)部組織不易均勻，也易存在夾雜物等各種缺陷，這些易形成疲勞源，并加快疲勞裂紋的擴(kuò)展。因?yàn)椴牧显谑艿竭h(yuǎn)低于屈服應(yīng)力的外力作用下，在沒(méi)有明顯塑性變形的條件下，產(chǎn)生的突然斷裂，屬低應(yīng)力脆斷。12、試畫出疲勞曲線，并說(shuō)明疲勞曲線所表示的含義。答：疲勞曲線表明，金屬材料承受的交變應(yīng)力越大，則材料斷裂時(shí)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越少。反之，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)越大。13、拉伸試樣的原標(biāo)距為50mm，直徑為10mm，拉伸試驗(yàn)后，將已斷裂的試樣對(duì)接起來(lái)測(cè)量，若斷后的標(biāo)距為79mm，縮頸區(qū)的最小直徑為4.9mm，求該材料的伸長(zhǎng)率和斷面收縮率的值。79?50?100％?58％50??52???2.452?76％???

7、?52答：?＝第二章材料凝固與結(jié)晶1、求出體心和面心立方晶格的致密度。面心立方晶格的致密度?3原子數(shù)?單個(gè)原子的體積單個(gè)晶胞的體積?2?44??3.14?a??4?3???0.74?a32、什么是過(guò)冷度？它對(duì)結(jié)晶過(guò)程和晶粒度的影響規(guī)律如何？答：過(guò)冷度就是理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度相差的度數(shù)。在一般冷卻條件下，過(guò)冷度愈大，結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行的愈快。過(guò)冷度增加，形核率和長(zhǎng)大速度同時(shí)增加，但形核率增加的更快，所以隨著過(guò)冷度的增加，晶粒細(xì)化。3、什么是同素異晶轉(zhuǎn)變？試畫出純鐵的冷卻曲線，并指出室溫和110