【正文】 機械制造基礎(chǔ)習題解答作者：日期：第一部分 金屬材料與熱處理（非機類專業(yè)用）1．（1）理化性能：根據(jù)材料使用中工作條件不同，對材料的理化性能要求不同。如飛機上的一些零部件，需要密度小的材料，如鋁合金制造，在腐蝕介質(zhì)中工作的零件要選用耐腐蝕性好的材料制造。（2）機械性能：根據(jù)材料在使用過程中受力情況不同，選用不同機械性能指標的材料。（3）工藝性能：根據(jù)材料使用中加工方法不同，選用不同的工藝性能的材料。如機床床身應(yīng)選用鑄造性能好的灰鑄鐵等。2．—強度極限 —屈服極限 8％—延伸率 4％—斷面收縮率 —沖擊韌性 —沖擊功HB—布氏硬度HRC—洛氏硬度HV—維氏硬度3．有一定的關(guān)系。硬度可以表示金屬材料在一個小體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形和破壞的能力。而抗拉強度亦是指材料在拉力作用下抵抗變形和破壞的能力。4．牌號δ（％）（％）20392245335511184343588153865Mn7369305．用鋼制造：電吹風、電熨斗、不銹鋼餐具等。 用鐵制造：鐵鍋。 用有色金屬制造：鋁鍋、鋁盆、銅制自來水龍頭等。6．車床中鋼制零件：主軸、各傳動軸、高速齒輪等。 鐵制零件：床身、齒輪箱、尾架等。7．塑性變形是一種永久性變形，外力去除后變形并不消失，而彈性變形在外力去除后變形消失，物體恢復原狀。8．同素異晶轉(zhuǎn)變——固態(tài)金屬在不同的溫度下具有不同的晶格類型的現(xiàn)象。 例如純鐵在912℃以下具有體心立方晶格，在912℃～1300℃之間具有面心立方晶格。9．金屬在結(jié)晶過程當中，晶粒的粗細與晶核數(shù)目的多少及晶核長大的速度有關(guān)。10．固溶體：溶質(zhì)原子融入溶劑晶格而保持溶劑晶格類型的金屬晶體稱之為固溶體。 化合物：指兩個或兩個以上的組元按一定的原子比相互化合而成的新物質(zhì)。 機械混合物：組成合金的組元在互配的情況下既不溶解也不化合，而是按一定的重量比例，以混合的方式存在著，形成各組元晶體的機械混合物。具有固溶體結(jié)構(gòu)的金屬材料其強度和硬度比純金屬高，而具有化合物結(jié)構(gòu)的金屬材料通常硬度很高，而且脆性大，具有機械混合物機構(gòu)的金屬材料不僅決定各組成的性能，還與各數(shù)量大小，形狀及分布情況有關(guān)，通常它比單一固溶體強度、硬度高，塑性、韌性差。11．合金狀態(tài)圖即是表明合金系結(jié)晶過程的簡明圖體。其用途是利用合金狀態(tài)圖可以分析合金隨成分及溫度的變化，其組織及性能的變化情況。12．鐵素體：碳原子溶入α—Fe的固溶體。％。特點：強度、硬度低，塑性、韌性好。滲碳體：鐵和碳化合形成的化合物，％。特點：硬度高，脆性大。珠光體：一定含量的鐵素體和滲碳體組成的共析的機械混合物，％。特點：性能介于鐵素體與滲碳體之間。奧氏體：指碳原子溶入α—Fe的固溶體。％。特點：塑性很好，不具碳性。13．成分上的區(qū)別：％，％。 組織上的區(qū)別：常溫下，％的碳鋼其組織為鐵素體+珠光體；％的碳鋼其組織為珠光體；％的碳鋼其組織為珠光體＋滲碳體。鑄鐵在常溫下的內(nèi)部組織為珠光體+滲碳體。14．——共析反應(yīng)線，亦是一條恒溫線（727℃）。——奧氏體冷卻到時開始析出鐵素體——奧氏體冷卻到時，開始析出鐵素體15. 45鋼由液態(tài)至AC線時，一部分液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，其組織為奧氏體。另一部分液體狀態(tài)不變，繼續(xù)冷卻，冷至AE線時，所有液體全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，其組織為奧氏體；溫度繼續(xù)下降至線時，從奧氏體中開始析出鐵元素組織；冷至線時，剩余奧氏體按共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w組織，45鋼最終的顯微組織為鐵素體+珠光體。16．鋼的含碳量與鋼的強度、硬度、韌性之間的關(guān)系，見韓克鈞、許衛(wèi)民編寫的《金屬工藝學》P6圖2—5。原因：鋼隨著含碳量的增加，內(nèi)部組織在發(fā)生變化由F+P→P→P+Fe3CⅡ,由于P增加，F(xiàn)e3CⅡ增加，所以強硬度增加，塑性、韌性下降，降至含碳量1％左右，由于網(wǎng)狀Fe3CⅡ增加，故鋼的強度反而下降，變成脆硬的材料。17．鐵碳合金狀態(tài)圖——用以表示鐵碳合金隨成分及溫度變化其組織及性能發(fā)生變化的簡明圖解。 主要點：G點——結(jié)晶點，此點處發(fā)生共晶反應(yīng)。 S點——共析點，此點處發(fā)生共析反應(yīng)。 特性線：EF——共晶反應(yīng)線 —— —— —— （略）18．名稱定義常溫下組織特性亞共析鋼％的碳鋼F+P塑性及韌性較好，強度、硬度隨碳的含量增加而增加。共析鋼％的碳鋼P組織為珠光體，強度及硬度較高，有一定的韌性及塑性。過共析鋼％的碳鋼P+ Fe3CⅡ塑性、韌性低，強度、硬度高。亞共晶生鐵%的鐵P+ Fe3CⅡ+ Lˊe硬、脆共晶生鐵%的鐵Lˊe硬、脆過共晶生鐵%的鐵Fe3CⅡ+ Lˊe硬、脆19．20．30鋼加熱到700℃，750℃，1000℃時各自的組織為鐵素體+珠光體，鐵素體+奧氏體，奧氏體。 T7鋼加熱到700℃，750℃，1000℃時各自的組織為鐵素體+珠光體，鐵素體+奧氏體，奧氏體。T10鋼加熱到700℃，750℃，1000℃時各自的組織為珠光體+滲碳體，滲碳體+奧氏體，奧氏體。21．A3—甲類普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。用于制造螺栓、螺母等。B3—乙類普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。用于制造鐵絲、鐵釘?shù)取?8—優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，亦稱08號鋼，用于制造冷沖壓件。15—15號鋼，用于沖壓件，滲碳件。如螺栓、螺釘?shù)取?0—30號鋼，用于制造齒輪，軸類零件。45—45號鋼，用于制造齒輪，軸類零件。65—65號鋼，用于制造彈簧等。T10—碳素工具鋼，用于制造冷件模、絲錐等。16Mn—普通低合金鋼，用于制造高壓容器、橋梁建筑結(jié)構(gòu)。40Cr—調(diào)質(zhì)鋼，用于制造重要的齒輪、軸等。CrWMn—低合金工具鋼，用于制造絲錐、板牙、鉸刀等。GCr15—滾動軸承鋼，用于制造滾動軸承。1Cr18Ni9Ti—不銹鋼，用于制造醫(yī)療器件、化學、化纖工業(yè)的重要耐蝕器件。38CrMoAlA—氮化鋼，用于制造鏜桿、主軸等。W18Cr4V—高速鋼，用于制造鉆頭、銑刀等。HPb59—1—黃銅，含Pb1%，Cu59%，Zn40%。用于制造船用螺旋槳等。ZQSn6—6—3—鑄造專銅，含Sn6%,Zn6%，Pb3%,Cu85%,用于制造軸承、軸瓦、渦輪等在受中等沖擊載荷的零件。L2—純鋁。ZL105—鑄造鋁硅合金，用于制造形狀復雜的受沖作用的大型零件，如扇風機葉，水冷汽缸頭。HT200—最低抗拉強度為200MPa的灰鑄鐵，用于制造齒輪箱，低速軸瓦等。QT600—02—=600MPa,=2%的球鐵，用于制造連桿曲軸等。KTZ50004—=500MPa,=4%的珠光體可鍛鑄鐵，用于制造曲輪軸、曲軸等。22．鉗坐—HT200，鑄造性能好，減震性好。 鉗口—45，經(jīng)低溫回火，具有較高硬度且有一定的韌性及塑性。 絲桿—45，綜合機械性能好。 絲母—銅，耐磨。 手柄—A3，保證強度，有一定韌性。23．主軸—45或40Cr,綜合機械性能好。 傳動齒輪—45或40，綜合機械性能好。 皮帶盤—HT300，耐磨，減震性好，傳動平穩(wěn)。 主軸箱箱體—HT250，減震性好。 導軌—HT200，耐磨，潤滑性能好。 刀架—45，綜合機械性能好。 絲桿—45，綜合機械性能好。 尾架套筒—HT200，耐磨。 手柄—HT150，耐磨，鑄造性能好。24．一般熱處理由加熱、保溫、冷卻三個階段組成，熱處理時保溫的目的