机械制造基础 教学课件 作者 庄佃霞 崔朝英 第1章答案.docVIP

第一章 思考题与习题及答案 1-1 注释下列力学性能指标。 σb、δ、ψ、HBW、HRC、HV、(k、KⅠC 答：σb——抗拉强度指标。反映零件在外力作用下抵抗断裂的能力。 δ——断后伸长率。表示试样被拉断后，伸长的长度同试样原始长度之比的百分率。 ψ——断面收缩率。表示试样被拉断后，断面缩小的面积与原始截面积之比的百分率。 HBW——硬度指标。是由布氏硬度试验测定的。 HRC——硬度指标。是由洛氏硬度试验测定的。 HV——硬度指标。是由维氏硬度试验测定的。 (k——冲击韧度指标。反映材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 KⅠC——断裂韧度指标。反映材料抵抗脆性断裂的能力。 1-2 何为金属的强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧度？ 答：强度——是指材料在静载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 塑性——是指金属材料产生塑性变形而不破坏的能力。 硬度——表示金属局部表面抵抗更应物体压入的能力。 冲击韧度——反映材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 断裂韧度——反映材料抵抗脆性断裂的能力。 1-3 为什么机械零件大多以(s为设计依据？ 答：由于大多数机械零件在设计时都以不发生塑性变形为原则，(s反映了材料抵抗塑性变形的能力，因此，机械零件大多以(s为设计依据。 1-4 什么叫屈强比？它有何实际意义？ 答：在工程上使用的金属材料，不仅要求高的屈服强度(s ，同时还要求具有一定的屈强比，即(s/σb 。屈强比愈小，零件的可靠性愈高。在超载的情况下，由于塑性变形使材料的强度提高而不至立刻断裂，但屈强比太小，材料的强度利用率太低，造成浪费。对于弹簧钢来说，要求高的屈强比。 1-5 什么是疲劳破坏？如何提高零件的疲劳抗力？ 答：金属材料在远低于其屈服强度的交变应力的长期作用下，发生的断裂现象，称为金属的疲劳。绝大多数机械零件的破坏主要是疲劳破坏。 影响材料疲劳强度的因素很多，除了材料本身的成分、组织结构和材质等内因外，还与零件的几何形状、表面质量和工作环境等外因有关。因此，提高零件的疲劳抗力，可通过优化零件设计，改善表面加工质量，采取喷丸、滚压、表面热处理等工艺，均能有效地提高零件的疲劳强度。 1-6 解释名词：晶格 晶胞 致密度 合金 相。 答：晶格：反映原子排列规律的空间格架。 晶胞：晶格中能代表晶格特征的最小单元，称为晶胞。 致密度：晶格致密度是指晶胞中原子本身所占的总体积与该晶胞体积之比。反映了晶体中原子排列的紧密程度。 合金：是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。 相：在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分叫做相。 1-7常见的金属晶体结构有哪几种？指出(-Fe、(-Fe、Al、Cu、Cr、Mo、W、V、等各属于何种晶体结构？ 答：(-Fe、Cr、Mo 、V、W等属于体心立方晶格。 (-Fe、Al、Cu等属于面心立方晶格。 1-8 实际金属的晶体结构有哪些缺陷？它们对金属的性能有什么影响？ 答：实际金属的晶体结构中存在着点缺陷、线缺陷和面缺陷。这些缺陷的存在对金属的性能有较大影响。由于缺陷附近的晶格发生了畸变，导致能量升高，使得金属的强度、硬度增加。 1-9 什么叫结晶？结晶过程是怎样进行的？ 答：金属材料经过由液态冷却转变成晶体状态的过程，称为结晶。 结晶是由形成晶核与晶核长大两个基本过程所组成。 1-10 什么是固溶体和金属化合物，它们的特性如何？ 答：当合金由液态结晶为固态后，组元间仍能相互均匀溶解而形成的晶体相，称为固溶体。 金属化合物是合金组元间发生相互作用而形成的一种具有明显金属特性的化合物。 因溶质原子的溶入引起晶格畸变，使得固溶体的强度、硬度提高，这种现象称为固溶强化。它是提高金属材料力学性能的重要途径之一。实践证明，当溶质浓度适当时，固溶体不仅比纯金属的强度和硬度要高，而且具有良好的塑性和韧性。金属化合物具有复杂的晶体结构，其晶格类型与组成它组元的晶格完全不同。当合金中有金属化合物时，会使合金的强度、硬度和耐磨性增加，塑性和韧性下降。 1-11 解释下列名词并说明其性能和显微组织特征：铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体。 答：铁素体：碳溶于(-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体（用F表示）。其显微组织为均匀明亮的多边形晶粒。铁素体的塑性、韧性好，但强度、硬度不高。铁素体在770(C以下具有铁磁性，在770(C以上则失去铁磁性。 奥氏体：碳溶于(-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体（用A表示）。奥氏体的显微组织为亮白色的多边形晶粒，晶界较铁素体平直。与(-Fe一样，奥氏体为非铁磁性相。奥氏体的强度和硬度低，塑性好，易于锻压成型。 渗碳体：铁与碳形成的金属化合物Fe3C称为渗碳体。渗碳体