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1、參考答案第1章機械工程對材料性能的要求思考題與習題P201.3、機械零件在工作條件下可能承受哪些負荷？這些負荷對零件產生什么作用？p4工程構件與機械零件（以下簡稱零件或構件）在工作條件下可能受到力學負荷、熱負荷或環(huán)境介質的作用。有時只受到一種負荷作用，更多的時候將受到兩種或三種負荷的同時作用。在力學負荷作用條件下，零件將產生變形，甚至出現(xiàn)斷裂；在熱負荷作用下，將產生尺寸和體積的改變，并產生熱應力，同時隨溫度的升高，零件的承載能力下降；環(huán)境介質的作用主要表現(xiàn)為環(huán)境對零件表面造成的化學腐蝕，電化學腐蝕及摩擦磨損等作用。1
2、.4整機性能、機械零件的性能和制造該零件所用材料的力學性能間是什么關系？p7機器的整機性能除與機器構造、加工與制造等因素有關外，主要取決于零部件的結構與性能，尤其是關鍵件的性能。在合理而優(yōu)質的設計與制造的基礎上，機器的性能主要由其零部件的強度及其它相關性能來決定。機械零件的強度是由結構因素、加工工藝因素、材料因素和使用因素等確定的。在結構因素和加工工藝因素正確合理的條件下，大多數(shù)零件的體積、重量、性能和壽命主要由材料因素，即主要由材料的強度及其它力學性能所決定。在設計機械產品時，主要是根據(jù)零件失效的方式正確選擇的材料
3、的強度等力學性能判據(jù)指標來進行定量計算，以確定產品的結構和零件的尺寸。1.5常用機械工程材料按化學組成分為幾個大類？各自的主要特征是什么？p17機械工程中使用的材料常按化學組成分為四大類：金屬材料、高分子材料、陶瓷材料和復合材料。材料結合鍵主要特征金屬材料金屬鍵優(yōu)點：良好的綜合力學性能（強度和塑性等）、導電性、導熱性和工藝性能等，并呈特有的金屬光澤。缺點：在特別高的溫度以及特殊介質環(huán)境中，由于化學穩(wěn)定性問題，一般金屬材料難以勝任。高分子材料共價鍵和分子鍵優(yōu)點：具有高彈性、耐磨性、絕緣性、抗腐蝕性及重量輕等優(yōu)良性能，而
4、且易于成形。缺點：耐熱差，尺寸穩(wěn)定性低，強度硬度低，易老化。陶瓷材料離子鍵或共價鍵優(yōu)點：熔點高、硬度高、化學穩(wěn)定性高，具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、絕緣和熱膨脹系數(shù)小的特點。缺點：脆性大、不易加工成形。復合材料—優(yōu)點：具有單一材料所不具備的優(yōu)異性能，可按需要進行人為設計、制造。缺點：價格昂貴提示：強度、塑性、化學穩(wěn)定性、高溫性能、電學、熱學方面考慮回答。1.7、常用哪幾種硬度試驗？如何選用P18？硬度試驗的優(yōu)點何在P11？硬度試驗選用布氏硬度常用于退火狀態(tài)下的鋼材、鑄鐵、有色金屬及調質鋼的硬度測試（即材料硬度相對偏中低
5、水平的）。不適宜于測量硬度較高的零件、成品零件及薄而小的零件。洛氏硬度可測量較高硬度的材料（如一般淬火處理的鋼或工具鋼），也可測量硬度不太高的材料（如調質鋼）等，并且測量中壓痕小、不易損傷零件表面。組織粗大且不均勻的材料，測量結果不夠準確、重復性差。維氏硬度用于薄工件或薄表面硬化層的硬度測試。顯微硬度用于材料微區(qū)硬度（如單個晶粒、夾雜物、某種組成相等）的測試。其他莫氏硬度用于陶瓷和礦物的硬度測定。邵氏硬度常用于橡膠、塑料的硬度測定。硬度試驗有以下優(yōu)點：l試驗設備簡單，操作迅速方便；l試驗時一般不破壞成品零件，因而無需
6、加工專門的試樣，試驗對象可以是各類工程材料和各種尺寸的零件；l硬度作為一種綜合的性能參量，與其它力學性能如強度、塑性、耐磨性之間的關系密切，由此可按硬度估算強度而免做復雜的拉伸實驗（強韌性要求高時則例外）；l材料的硬度還與工藝性能之間有聯(lián)系，如塑性加工性能、切削加工性能和焊接性能等，因而可作為評定材料工藝性能的參考；l硬度能較敏感地反映材料的成分與組織結構的變化，故可用來檢驗原材料和控制冷、熱加工質量。l（提示：設備簡單；試樣方便（無需專門加工）；在一定范圍可與力學性能、工藝性能建立聯(lián)系；工程中常用）第2章材料的組成
7、和內部結構特征思考題與習題P552.7在鐵碳合金中主要的相是哪幾個？兩個最主要的恒溫反應是什么？其生成的組織是什么？它們的性能有什么特點？答：鐵碳合金相圖中共有五個基本相，即液相L、鐵素體相F、高溫鐵素體相δ、奧氏體相A及滲碳體相Fe3C。在ECF水平線（1148℃）發(fā)生共晶轉變L4.3A2.11+Fe3C。轉變產物為滲碳體基體上分布著一定形態(tài)、數(shù)量的奧氏體的機械混合物（共晶體），稱為萊氏體，以符號“Ld”表示，性能硬而脆。在PSK線（727℃）發(fā)生共析轉變A0.77F0.0218+Fe3C。轉變產物為鐵素體基體上分
8、布著一定數(shù)量、形態(tài)的滲碳體的機械混合物（共析體），稱為珠光體，以符號“P”表示。珠光體的強度較高，塑性、韌性和硬度介于滲碳體和鐵素體之間。2.9根據(jù)鐵碳相圖對鐵碳合金進行分類，試分析不同鐵碳合金成分、室溫平衡組織及性能之間關系。答：由Fe—C相圖可將鐵碳合金分為以下幾類：①工業(yè)純鐵：wC≤0.0218%，組織為F+Fe3CIII亞共析鋼：0.0
