《工程材料》习题大全cjl.docx
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.工程材材料习习题集材料工程程系金属材料料工程教教研室编辑:石石继红、马马红岩20066/111/011第一章 金属材料料的机械械性能思考题及及习题1 解释下列列常用机机械性能能指标,并并说明它它们的含含义及在在工程上上的意义义。b、s、0.22、1、K、HBB、HRRC、HHRB。2 通常提高高金属材材料的强强度往往往降低其其塑性,试试根据强强度和塑塑性指标标的含义义说明是是否材料料的强度度高塑性性就一定定低?3 布氏硬度度和洛氏氏硬度常常用来测测什么材材料
2、?某某一钢件件毛坯,压压头用10mmm钢球球,载荷荷为30000公公斤,测测得压坑坑直径为为3.334mmm,问HHB、HHRC、b各是多少?4 说明洛氏氏硬度的的测试原原理。5 某合金由由两相组组成。如如果550,HHB400,HBB722,试求求出该合合金的大大致硬度度。6 何谓K11?何谓谓K1c?两者者有何区区别?7 简介冲击击弯曲试试验的试试验方法法和冲击击韧度的的计算方方法。8 45钢板板在一定定热处理理后,KK1c为200.320.9MNNm3/22(300355),穿穿透裂纹纹长度22a2mmm,为使使零件工工作安全全,实际际工作应应力应为为多少?9 某零件的的最大工工作应力力
3、为7000MPPa,其其材料的的K1c为600MNmm3/22,实际际测出该该零件存存在4mmm长的的裂纹,问问此零件件是否可可以继续续使用?10用用Q2335钢制制成的拉拉伸试棒棒,直径径为110mmm,标距距长度为为50mmm,屈屈服时拉拉力为1188440N,断断裂前最最大拉力力为3553200N,将将试棒拉拉断后接接起来,量量得标距距长度为为75mmm,断断裂处端端面直径径为66.7mmm。问问此Q2235钢钢的屈服服强度S、抗拉拉强度b、伸长长率和和断面收收缩率各是多多少?11低低碳钢、中中碳钢、灰灰铸铁和和球墨铸铸铁的拉拉伸曲线线如题11-2图图所示。据据此:(1)估估计这四四种材
4、料料的SS、b、及值;(2)计计算这四四种材料料的E值值并加以以比较。0.057006005004003002001000(MPa)中碳钢球墨铸铁低碳钢灰铸铁I51015202530(%)I放大100中、低碳钢50球墨铸铁灰铸铁题1-22图12S和0.2的含含义是什什么?有有何异同同?其值值大小对对材料的的冷变形形性能和和使用性性能有什什么影响响?13什什么叫缩缩颈现象象?拉伸伸试验时时,如果果试棒不不出现缩缩颈现象象,是否否就意味味着这种种材料没没有发生生塑性变变形?14题题1-55图中所所示:为0.45C碳钢钢,为铝青青铜,为0.35C碳钢钢,为硬铝铝,为纯铜铜的拉伸伸曲线。试试棒直径径均
5、为10mmm,标标距长度度均为1100mmm。(1)当当应力为为3800MPaa时,各各试棒处处于何种种状态?此时若若将载荷荷去除,各各试棒的的应变值值约为多多少?(2)一一根用00.355C碳碳钢制成成的轴,使使用中发发现在弹弹性变形形范围内内有较大大的弯曲曲变形,此此时如果果轴的材材料减小小?若轴轴的弯曲曲变形已已有塑性性变形,也也改用上上述两种种材料,是是否可以以避免产产生塑性性变形?15有有一钢制制圆棒,承承受70000NN的拉伸伸载荷而而未产生生塑性变变形,但但此时的的应变值值不大于于0.0001mmm/mmm。问问该圆棒棒的截面面积最小小应是多多少?其其屈服强强度最低低是多少少?提
6、示:可根据据关系式式e=Ee进行计计算。16在在车床上上车削长长轴,采采用两顶顶尖装夹夹,车削削后总是是发现轴轴的两端端直径小小而中间间直径大大。试分分析产生生这种现现象的原原因,并并提出消消除这种种现象的的方法。17在在镗孔中中,由于于镗杆变变形的原原因,使使镗孔后后孔的尺尺寸总是是小于预预定的尺尺寸。已已知镗杆杆是用中中碳钢制制成的,且且镗削后后镗杆并并未发现现变形,试试说明:(1)这这一现象象是因镗镗杆的何何种机械械性能不不足所引引起的;(2)改改用高碳碳钢或经经热处理理强化的的合金钢钢制造同同一尺寸寸的镗杆杆,是否否可以避避免上述述现象;05101520253035404550l(mm
7、)P(103N)605040302010(3)是是否可改改用灰铸铸铁或球球墨铸铁铁来制造造这根镗镗杆?并并说明理理由。题1-55图18金金属材料料的弹性性变形和和塑性变变形各有有何特点点?当金金属材料料处于塑塑性变形形形状时时,有无无弹性变变形?当当处于弹弹性变形形状态时时,有无无塑性变变形?19某某种钢材材的抗拉拉强度是是5500MPaa,制成成截面尺尺寸为119mmm31mmm的棒棒料,拉拉断时的的载荷为为251044N,断断面尺寸寸为122.5mmm20mmm。问问:(1)该该棒料能能承受的的最大载载荷是多多少?(2)断断裂前的的最大条条件应力力和真实实应力各各为多少少?(3)塑塑性指标
8、标是多少少?20下下列硬度度要求或或写法是是否妥当当?若有有不妥处处应如何何改正?(1)HHBS44705200;(2)HHBW11802400;(3)HHRC770775;(4)HHRC112115;(5)HHRC44505000MPaa。21同同一材料料用不同同的硬度度测定方方法所测测得的硬硬度值有有无确定定的对应应关系?为什么么?有两两种材料料的硬度度分别为为45HHRC和和2000HB,问问哪一种种材料硬硬?22下下列说法法是否准准确?若若不准确确,应如如何改正正?(1)机机器种的的零件在在工作时时,材料料强度高高的不会会变形,材材料强度度低的一一定会产产生变形形。(2)材材料的强强度
9、高,其其塑性就就低;材材料的硬硬度高,其其刚性就就大。(3)材材料的弹弹性极限限高,所所产生的的弹性变变形量就就较大。23有有甲乙两两种钢材材,甲的的硬度大大于乙的的硬度,分分别制成成完全相相同的零零件,且且均在弹弹性范围围内受到到相同的的拉力,问问哪种钢钢材制成成的零件件所产生生的弹性性变形可可能大些些?为什什么?24现现用某牌牌号的中中碳钢钢钢板,冷冷弯制成成图示的的U形试试样。在在弯制过过程中,钢钢板的外外沿出现现裂纹(如如题1-15图图),试试问这是是由于材材料的何何种机械械性能不不合要求求而造成成的?为为了避免免钢板外外沿开裂裂,分析析应如何何选择钢钢板的牌牌号。a/2裂纹心杆钢板a
10、题 1-15图图25在在机械设设计中,冲冲击值为为什么不不直接用用于强度度计算,一一般只作作为选材材的参考考?26机机器零件件在什么么情况下下会产生生疲劳断断裂?疲疲劳断裂裂的断口口有何特特征?27某某厂原用用08钢钢板生产产控制台台的面板板,现为为了减轻轻产品的的重量,决决定改用用一种强强度较高高而厚度度较薄的的钢板。为为判断新新钢板材材料的工工艺性能能,先将将08钢钢板放在在成形压压头上压压成所要要求的形形状,测测得其最最大的拉拉伸应变变为4。然后后将另一一薄钢板板进行拉拉伸试验验,观察察到它有有6的的均匀伸伸长。于于是就认认为新材材料具有有足够的的塑性,完完全可以以代替008钢板板。但经
11、经试生产产后,发发现用薄薄钢板制制造的面面板均出出现裂纹纹,这是是什么原原因?上上述的判判断忽视视了什么么问题?提示:注意最最大拉伸伸应变与与均匀伸伸长的区区别。28用用直径均均为66mm的的低碳钢钢丝与弹弹簧钢丝丝各一根根作锯割割和弯曲曲试验,得得出如下下表所示示的结果果。表内内所出现现的现象象与材料料的哪种种机械性性能指标标有关?钢丝材料料锯割90冷冷弯回弹弹180弯曲有有无裂纹纹冷弯热弯低碳钢易小无无弹簧钢难大有无第二章 金属的结构思考题及及习题2.1 解释名名词金属键、晶体、晶格、晶胞、晶格常数、单晶体、多晶体、晶粒、晶界、致密度、晶体的各向异性、刃型位错、固溶体、金属化合物2.2 填
12、空题题1同非非金属相相比,金属的的主要特特性是( )。2晶体体与非晶晶体结构构上的最最根本的的区别是是( )。3在立立方晶系系中,1200晶面面族包括括( )等晶晶面。4-Fe的的一个晶晶胞内的的原子数数为( )。2.3 是非题题间隙固溶溶体一定定是无限限固溶体体。( )2.4 选择正正确答案案1晶体体中的位位错属于于:a.体缺缺陷;b.面缺缺陷;c.线缺缺陷;d.点缺缺陷2在面面心立方方晶格中中,原子密密度最大大的晶向向是:a.;b.;c.;d.11113在体体心立方方晶格中中,原子密密度最大大的晶面面是:a.1100;b.1100;c.1111;d.12004固溶溶体的晶晶体结构构:a.
13、与与溶剂相相同;bb. 与与溶质相相同;cc. 为为其它晶晶型5间隙隙相的性性能特点点是:a. 熔熔点高、硬硬度低;b. 硬度高高、熔点点低;cc. 硬硬度高、熔熔点高2.5 综合分分析题1在立立方晶胞胞中画出出(1110)、(1220)晶晶面和2111、20晶向。2在立立方晶体体中、一一晶面在在z轴的的截距为为3;在在y轴的的截距为为1/22;且平平行于xx轴;一一晶面上上两点坐坐标为:x=yy=z=0和xx=1/2、yy=0、zz=1。分分别求出出晶面指指数和晶晶面指数数,并绘绘图表示示。3在立立方晶系系中,作作图表示示下列晶晶面和晶晶向:(1123);1233;(1112);1122;(
14、100);10。4常见见金属的的晶体结结构有几几种?它它们的原原子排列列和晶格格常数有有什么特特点?其其原子半半径和致致密度各各为多少少?-Fee、-Fee、All、Cuu、Nii、Pbb、Crr、V、MMg、ZZn、TTi各属属何种晶晶体结构构?5画出出体心立立方晶格格、面心心立方晶晶格和密密排六方方晶格中中原子最最密的晶晶面和晶晶向。(1)写写出它们们的晶面面指数和和晶向指指数。(2)求求出它们们的原子子密度(晶晶面原子子密度以以表示;晶向原原子密度度以表示示)。(3)晶晶胞中具具有与这这种相同同原子排排列的晶晶面有几几个?这这种晶面面上有几几个最密密排的晶晶向?(平平行的除除外)。6已知
15、知-FFe的晶晶格常数数a = 2.887110-110m,试求出出-FFe的原原子半径径和致密密度。7在常常温下,已知铜铜的原子子直径dd =22.555100-10m,求铜的的晶格常常数,并并计算11mm33体积中中有多少少个Cuu原子?。8试证证明密排排六方结结构的轴轴比c/a11.6333。9金属属的原子子为何作作规则排排列?原原子离开开平衡位位置将引引起什么么变化?10实实际的工工程金属属与理想想晶体在在结构、性性能上有有什么区区别?实实际金属属中存在哪些些晶体缺缺陷?它它们在结结构上各各有何特特点?对对性能有有什么影影响?11什什么是固固溶强化化? 造成成固溶强强化的原原因是什什么
16、? 12间间隙固溶溶体和间间隙相有有什么不不同?13假假定其他他条件相相同,试试比较下下列铸造造条件下下铸件晶晶粒的大大小。(1)金金属型浇浇注与砂砂型浇注注;(2)生生产薄壁壁铸件与与厚壁铸铸件;(3)浇浇注时采采用振动动或不采采用振动动措施。14铁铁在9112发生同同素异构构转变,如如果原子子半径不不变,试试求此体体积的变变化?第三章 金属的的结晶思考题及及习题3.1 解释名名词过冷度、非非自发生生核、变变质处理理3.2 填空题题1结晶晶过程是是依靠两两个密切切联系的的基本过过程来实实现的,这这两个过过程是( )和( )。2当对对金属液液体进行行变质处处理时,变变质剂的的作用是是( )。3
17、液态态金属结结晶时,结结晶过程程的推动动力是( ),阻力力是( )。4过冷冷度是指指( ),其其表示符符号为( )。5典型型铸锭结结构的三三个晶区区分别为为( )、( )和( )。3.3 是非题题1凡是是由液体体凝固成成固体的的过程都都是结晶晶过程。( )2室温温下,金金属晶粒粒越细,则则强度越越高、塑塑性越低低。( )3在实实际金属属和合金金中,自自发生核核常常起起着优先先和主导导的作用用。( ) 4当形形成树枝枝状晶体体时,枝枝晶的各各次晶轴轴将具有有不同的的位向,故故结晶后后形成的的枝晶是是一个多多晶体。( )3.4 选择正正确答案案1金属属结晶时时,冷却却速度越越快,其其实际结结晶温度
18、度将:a. 越越高;bb. 越越低;cc. 越越接近理理论结晶晶温度2为细细化晶粒粒,可采采用:a. 快快速浇注注;b. 加变变质剂;c. 以砂型型代金属属型3.5 综合分分析题1金属属结晶的的条件和和动力是是什么?过冷度度与冷却却速度有有何关系系?2金属属结晶的的基本规规律是什什么?3晶粒粒大小对对金属材材料的性性能有什什么影响响?常用用细化晶晶粒的方方法有哪哪些?为为什么这这些方法法能够使使晶粒细细化?4何谓谓同素异异构转变变?简述述它与液液态金属属结晶的的异同。5如果果其它条条件相同同,试比比较在下下列铸造造条件下下铸件晶晶粒的大大小:(1) 金属模模浇注与与砂模浇浇注;(2) 变质处处
19、理与不不变质处处理;(3) 铸成薄薄件与铸铸成厚件件;(4) 浇注时时采用震震动与不不采用震震动。6为什什么钢锭锭希望尽尽量减少少柱状晶晶区?第四章 二元合合金相图图思考题及及习题4.1 解释名名词组元、相相、铁素素体、奥奥氏体、渗渗碳体、珠珠光体、莱莱氏体、相组成物、组织组成物、石墨化、孕育(变质)处理、球化处理、可锻化退火、石墨化退火4.2 填空题题1共晶晶反应式式为( ),共共晶反应应的特点点是( )。2珠光光体的本本质是( )。3一块块纯铁在在9122发生-Fe-FFe转变变时,体体积将( )。4在铁铁碳合金金室温平平衡组织织中,含含Fe3CII最多多的合金金成分点点为( ),含含Le
20、最多的的合金成成分点为为( )。5用显显微镜观观察某亚亚共析钢钢,若估估计其中中的珠光光体含量量体积分分数为880%,则则此钢的的碳的质质量分数数为( )。6灰口口铸铁中中碳主要要以( )的的形式存存在,可可用来制制造( )。7可锻锻铸铁中中石墨的的形态为为( ),可可用来制制造( )。8球墨墨铸铁中中石墨的的形态为为( ),可可用来制制造( )。9蠕墨墨铸铁中中石墨的的形态为为( ),可可用来制制造( )。10影影响石墨墨化的主主要因素素是( )和和( )。11球球墨铸铁铁的强度度、塑性性和韧性性均较普普通灰口口铸铁高高,这是是因为( )。12HHT2000 牌牌号中 HTT 表表示( ),
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