工程材料習題解答(已修改)
2025-04-06 01:01 本頁面
【正文】 12假設塑性變形時材料體積不變，那么在什么情況下塑性指標δ、ψ之間能建立何種數(shù)學關(guān)系。解：無頸縮情況下，L0S0＝L1S1 ……①δ＝（L1 L0）/ L0，ψ＝（S0 S1）/ S0 ……②②代入①化簡得（δ+1）(1ψ)=1 13 現(xiàn)有一碳鋼制支架剛性不足，采用以下三種方法中的哪種方法可有效解決此問題？為什么？①改用合金鋼；②進行熱處理改性強化；③改變改支架的截面與結(jié)構(gòu)形狀尺寸。答：選用第三種。因為工件的剛性首先取決于其材料的彈性模量E，又與該工件的形狀和尺寸有關(guān)。而材料的彈性模量E難于通過合金化、熱處理、冷熱加工等方法改變，所以選第三種。l5在零件設計與選材時，如何合理選擇材料的σp、σe、σs、σb性能指標?各舉一例說明。答：σp：當要求彈性應力和彈性變形之間保持嚴格的正比關(guān)系時。 σ工?σpσe：工程上，對于彈性元件，要求σ工?σeσs：對于不允許有明顯塑性變形的工程零件，要求σ工?σsσb：對塑性較差的材料，要求σ工?σb例如：σp炮管、σe彈性元件、σs緊固螺栓、σb鋼絲繩16現(xiàn)有兩種低強度鋼在室溫下測定沖擊韌性，其中材料A的A K =80J，材料B的A K =60J，能否得出在任何情況下材料A的韌性高于材料B，為什么？ 答：不能。因為影響沖擊韌性的因素很多。17實際生產(chǎn)中，為什么零件設計圖或工藝卡上一般是提出硬度技術(shù)要求而不是強度或塑性值？答：這是由它們的定義、性質(zhì)和測量方法決定的。硬度是一個表征材料性能的綜合性指標，表示材料表面局部區(qū)域內(nèi)抵抗變形和破壞的能力，同時硬度的測量操作簡單，不破壞零件，而強度和塑性的測量操作復雜且破壞零件，所以實際生產(chǎn)中，在零件設計圖或工藝卡上一般提出硬度技術(shù)要求而不提強度或塑性值。21 常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種：它們的原于排列和晶格常數(shù)有什么特點?。α—Fe、γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、C r、V、Mg、Zn各屬何種結(jié)構(gòu)? 答：體心：α—Fe、C r、V 面心： γ—Fe、Al、Cu、Ni、Pb、 密排六方：Mg、Zn22已知γFe的晶格常數(shù)要大于αFe的晶格常數(shù)，但為什么γFe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)棣罠e時，體積反而增大？ 答：這是因為這兩種晶格的致密度不同，γFe的致密度是74%，αFe的致密度是68%，當γFe冷卻到9120C轉(zhuǎn)變?yōu)棣罠e時，由于致密度變小，導致了體積反而增大。25 總結(jié)說明實際金屬晶體材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點。答：金屬晶體內(nèi)原子排列總體上規(guī)則重復，常見體心、面心、密排六方三各晶格類型。但也存在不完整的地方，即缺陷，按幾何形態(tài)分為點、線、面缺陷。31 如果其它條件相同，試比較在下列鑄造條件下，所得鑄件晶粒的大?。?1)金屬模澆注與砂模澆注； (2)高溫澆注與低溫澆注；(3)鑄成薄壁件與鑄成厚壁件； (4)澆注時采用振動與不采用振動；(5)厚大鑄件的表面部分與中心部分。答：1前??；2后小；3前小；4前小；5前小； 32 下列元素在α—Fe中形成哪種固溶體？Si，C，N，Cr，Mn，B，Ni答：間隙：C，N，B 置換：Si，Cr，Mn，Ni36 為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金?為什么要進行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金? 答：共晶成分的合金恒溫結(jié)晶，流動性好，適合鑄造。單相固溶體成分的合金，塑性好。３補１、什么叫固溶體相？其結(jié)構(gòu)有何特點？性能如何？在合金中有何作用？舉一例說明。答：組成固態(tài)合金的組元相互溶解形成的均勻結(jié)晶相。結(jié)構(gòu)：保持溶劑的晶格不變，溶質(zhì)以原子分散于溶劑晶格中，成分不固定，A（B）表示。性能：強度較純?nèi)軇┙饘俅?，塑性、韌性較好。作用：合金中為基本相，作基體相。舉例：如碳鋼中的鐵素體F。３補已知A熔點600度與B熔點500度，在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300度時，A溶于B的最大溶解度為30%，室溫時為10%，但B不溶于A；在300度時，含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應?，F(xiàn)要求：（1）、作出AB合金相圖；（2）、注明各相區(qū)的組織。答： 44 簡要比較液態(tài)結(jié)晶、重結(jié)晶、再結(jié)晶的異同之處。答：同：都是結(jié)晶，需要△T，有形核、長大過程。異：液態(tài)結(jié)晶，液→固，△T可小些，無序→有序，相變。 重結(jié)晶，固→固，△T較大，有序→有序，相變。再結(jié)晶，只有變形金屬才可再結(jié)晶，是晶格畸變減輕、消失，破碎晶?！旰镁Я?，不是相變。45 金屬鑄件能否通過再結(jié)晶退火來細化晶粒？為什么？答：不能。只有變形金屬才可再結(jié)晶，儲存能量是產(chǎn)生再結(jié)晶的前提。4鎢在1000℃變形加工，錫在室溫下變形加工，請說明它們是熱加工還是冷加工（鎢熔點是3410℃，錫熔點是232℃）？解：鎢的再結(jié)晶溫度是：（3410＋273）＝1200℃ ∵加工溫度小于再結(jié)晶溫度，∴屬于冷加工錫的再結(jié)晶溫度是：（232＋273）＝33℃∵加工溫度大于再結(jié)晶溫度，∴
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