機(jī)械工程材料期末復(fù)習(xí)題

1、1.金屬材料在固態(tài)金屬材料在固態(tài)(gti)下一般具有的特性是下一般具有的特性是:良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性；不透明，有金屬光澤良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性；不透明，有金屬光澤; ;較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度(qingd)(qingd)、良好的塑性；有正的電阻、良好的塑性；有正的電阻 溫度系數(shù)。溫度系數(shù)。屬于弱碳化物形成的元素是屬于弱碳化物形成的元素是: Mn屬于強(qiáng)碳化物形成的元素是屬于強(qiáng)碳化物形成的元素是: W、Mo、V、Ti屬于非碳化物形成的元素是屬于非碳化物形成的元素是: Al、 Ni 、 Si3. 碳溶入碳溶入-Fe形成的固溶體屬于形成的固溶體屬于 間隙間隙 固溶體；固溶體； Cr溶入溶入-Fe形成的固溶體屬于

2、形成的固溶體屬于 置換置換 固溶體；固溶體； Cu與與Ni可以形成可以形成 無限無限 固溶體固溶體。2.下列元素中下列元素中: Al、Ni、W、Si、Mo、S、Mn、V、Ti 精品資料4. 由由Pb-Sn相圖可知，純相圖可知，純Sn的熔點(diǎn)為的熔點(diǎn)為 ，共晶成分中，共晶成分中Pb的質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)量分?jǐn)?shù)(fnsh)為為 ，在共晶溫度下，在共晶溫度下Sn在在固溶體中的最大溶固溶體中的最大溶解度為解度為 ，共晶點(diǎn)對(duì)應(yīng)的，共晶點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fnsh)為為 （教材（教材P52圖圖3-11）5. 一個(gè)直徑為一個(gè)直徑為20mm的軸，要求的軸，要求(yoqi)b700Mpa且綜合且綜合力力學(xué)性

3、能較好。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，同時(shí)又能滿足性能要求學(xué)性能較好。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，同時(shí)又能滿足性能要求(yoqi)，選用（只選一種），選用（只選一種） （20、T10、 45、 3Cr2W8V、40Cr、9SiCr、W6Mo5Cr4V2）鋼，淬火溫度選）鋼，淬火溫度選用用 ，采用，采用 作為淬火介質(zhì)，回火溫度選用作為淬火介質(zhì)，回火溫度選用 。6. 加工壁厚為加工壁厚為10mm的軸承套圈，的軸承套圈，選用選用 （只選一種）（只選一種）（20、 W18Cr4V、 CrWMn、 45、 9Mn2V、40Cr、GCr15SiMn、GCr15）鋼比較好，淬火溫度選用鋼比較好，淬火溫度選用 ，采用，采用 作為作為淬

4、火介質(zhì)，回火溫度選用淬火介質(zhì)，回火溫度選用 較合適。較合適。精品資料7. A組元的含量為組元的含量為85，B組元的含量為組元的含量為15，它們所形成的，它們所形成的固相為單相合金，固相為單相合金，B組元隨機(jī)組元隨機(jī)(su j)分布在分布在A組元中，這種固組元中，這種固相稱為相稱為 ，其中，其中A組元稱為組元稱為 ，B組元稱為組元稱為 。已知。已知B組元組元屬于面心立方，若它們能形成無限固溶體，則屬于面心立方，若它們能形成無限固溶體，則A組元的晶體組元的晶體結(jié)構(gòu)類型屬于結(jié)構(gòu)類型屬于 （體心立方、密排六方、面心立方、不確（體心立方、密排六方、面心立方、不確定）。定）。8. 設(shè)設(shè)A、B組元的熔點(diǎn)分別

5、為組元的熔點(diǎn)分別為1450和和1080，它們?cè)谝簯B(tài)，它們?cè)谝簯B(tài)和固態(tài)都無限互溶，則這兩種組元組成的二元相圖叫作二和固態(tài)都無限互溶，則這兩種組元組成的二元相圖叫作二元元 相圖；先結(jié)晶的固溶體中含相圖；先結(jié)晶的固溶體中含 組元多，后結(jié)晶的固組元多，后結(jié)晶的固溶體中含溶體中含 組元多，這種成分不均勻現(xiàn)象稱為組元多，這種成分不均勻現(xiàn)象稱為 ，通過通過 工藝工藝(gngy)可以減輕或消除這種現(xiàn)象?？梢詼p輕或消除這種現(xiàn)象。精品資料9. 為了降低鋼的硬度便于機(jī)加工可采用為了降低鋼的硬度便于機(jī)加工可采用 工藝；工藝；為使零件獲得高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性可采用為使零件獲得高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性可采用 工藝；為了提

6、工藝；為了提高零件局部的硬度和耐磨性可以采用高零件局部的硬度和耐磨性可以采用 工藝；為了提高淬火工藝；為了提高淬火零件的塑性零件的塑性(sxng)和韌性可以采用和韌性可以采用 工藝。（低溫回火、工藝。（低溫回火、時(shí)效、表面淬火、高溫回火、淬火、正火、退火）時(shí)效、表面淬火、高溫回火、淬火、正火、退火）10. 對(duì)于汽車、拖拉機(jī)變速箱中的傳動(dòng)齒輪一般可選用對(duì)于汽車、拖拉機(jī)變速箱中的傳動(dòng)齒輪一般可選用 鋼經(jīng)過鋼經(jīng)過 處理處理(chl)后使用；后使用； 而對(duì)承受載荷較小，但對(duì)尺寸精度要求非常高的齒輪可以而對(duì)承受載荷較小，但對(duì)尺寸精度要求非常高的齒輪可以選用選用 鋼經(jīng)過鋼經(jīng)過 處理處理(chl)后使用；后

7、使用； 對(duì)于承受載荷對(duì)于承受載荷 不大、對(duì)精度要求也不是太高的機(jī)床變速箱不大、對(duì)精度要求也不是太高的機(jī)床變速箱中的齒輪可選用中的齒輪可選用 鋼經(jīng)過鋼經(jīng)過 處理處理(chl)后使用。（可供后使用。（可供選擇的材料為選擇的材料為45、40Cr、20Cr、20CrMnTi、38CrMoAl、3Cr2W8V、20Cr2Ni4WA）精品資料11. 如果用如果用20CrMnTi鋼制造鋼制造(zhzo)齒輪，其一般的簡(jiǎn)明加工路齒輪，其一般的簡(jiǎn)明加工路線是線是 。 當(dāng)最終熱處理全部完成后，其表層組織由表及里為當(dāng)最終熱處理全部完成后，其表層組織由表及里為 + + ，具有高的，具有高的 疲勞強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、 疲勞

8、強(qiáng)度和高的疲勞強(qiáng)度和高的 性，而心部在淬透的情況下為性，而心部在淬透的情況下為 組織，具有良好的組織，具有良好的 力學(xué)性能。力學(xué)性能。 如果齒面的曲率半徑增大或承受的接觸應(yīng)力增大，齒面的如果齒面的曲率半徑增大或承受的接觸應(yīng)力增大，齒面的硬化層深度應(yīng)該相應(yīng)硬化層深度應(yīng)該相應(yīng) （減小，增加），這是通過（減小，增加），這是通過 （延（延長(zhǎng)，縮短）滲碳時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。低溫回火后通過長(zhǎng)，縮短）滲碳時(shí)間實(shí)現(xiàn)的。低溫回火后通過 處理可以處理可以進(jìn)一步提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。進(jìn)一步提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。12. 簡(jiǎn)述滲碳、滲氮和碳氮共滲三種簡(jiǎn)述滲碳、滲氮和碳氮共滲三種(sn zhn)化學(xué)熱處理方化學(xué)熱處理方法對(duì)零

9、件對(duì)的表面硬度、耐磨性、熱處理變形、疲勞強(qiáng)度、法對(duì)零件對(duì)的表面硬度、耐磨性、熱處理變形、疲勞強(qiáng)度、滲層深度等五個(gè)方面的異同。滲層深度等五個(gè)方面的異同。精品資料13已知某優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)完全退火后珠光體的體積分?jǐn)?shù)為已知某優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)完全退火后珠光體的體積分?jǐn)?shù)為59%。（1）計(jì)算該鋼含碳量并給出鋼號(hào)。）計(jì)算該鋼含碳量并給出鋼號(hào)。（2）該鋼能否）該鋼能否(nn fu)制造直徑為制造直徑為30mm的軸類零件？為的軸類零件？為什么？什么？（3）能否）能否(nn fu)制造直徑為制造直徑為300mm的軸類零件？為什的軸類零件？為什么？么？ 14蒸汽閥門的閥桿對(duì)綜合力學(xué)性能要求較高，同時(shí)要求蒸汽閥門的閥桿對(duì)綜合

10、力學(xué)性能要求較高，同時(shí)要求具有一定的耐腐蝕性。具有一定的耐腐蝕性。（1）在）在1Cr18Ni9Ti、2Cr13、45和和20CrMnTi四種鋼中選四種鋼中選擇一種合適擇一種合適(hsh)的材料；的材料；（2）畫出最終熱處理工藝曲線（注明溫度范圍）。）畫出最終熱處理工藝曲線（注明溫度范圍）。 精品資料15某尺寸某尺寸(ch cun)較大的軸承套圈試生產(chǎn)時(shí)選用較大的軸承套圈試生產(chǎn)時(shí)選用GCr15，淬火后心部總出現(xiàn)較多的屈氏體組織不能滿足要求。淬火后心部總出現(xiàn)較多的屈氏體組織不能滿足要求。（1）分析出現(xiàn)屈氏體的原因；）分析出現(xiàn)屈氏體的原因；（2）改用哪種鋼比較合適？）改用哪種鋼比較合適？（3）畫出預(yù)

11、先熱處理和最終熱處理工藝曲線。）畫出預(yù)先熱處理和最終熱處理工藝曲線。 16某零件用某零件用45鋼制造，淬火時(shí)用水作冷卻介質(zhì)，淬鋼制造，淬火時(shí)用水作冷卻介質(zhì)，淬硬層深度不能滿足要求。倉庫中有硬層深度不能滿足要求。倉庫中有40Cr、50、40和和60Si2Mn四種材料四種材料(cilio)。（1）選用哪種鋼比較合適？）選用哪種鋼比較合適？（2）淬火時(shí)選用哪種淬火介質(zhì)比較合適？）淬火時(shí)選用哪種淬火介質(zhì)比較合適？（3）回火溫度選在什么溫度范圍內(nèi)比較合適？）回火溫度選在什么溫度范圍內(nèi)比較合適？ 精品資料17針對(duì)針對(duì)(zhndu)汽車或拖拉機(jī)傳遞動(dòng)力的齒輪回答以汽車或拖拉機(jī)傳遞動(dòng)力的齒輪回答以下問題。下問

12、題。（1）分析主要失效形式和對(duì)性能的主要要求；）分析主要失效形式和對(duì)性能的主要要求；（2）在）在45、16Mn、CrWMn和和20CrMnTi中選擇一種合中選擇一種合適的材料并寫出簡(jiǎn)明加工路線。適的材料并寫出簡(jiǎn)明加工路線。18一個(gè)直徑為一個(gè)直徑為60mm的軸，要求抗拉強(qiáng)度大于的軸，要求抗拉強(qiáng)度大于900MPa且綜且綜合力學(xué)性能較好，目前倉庫中有合力學(xué)性能較好，目前倉庫中有25、40Cr、GCr15、9SiCr四種四種材料可供選用。問：材料可供選用。問：（1）選哪種材料最合適（簡(jiǎn)要說明理由）；）選哪種材料最合適（簡(jiǎn)要說明理由）；（2）畫出最終熱處理工藝曲線（要求給出溫度）畫出最終熱處理工藝曲線（

13、要求給出溫度(wnd)范圍），范圍），為什么要選用這種工藝？為什么要選用這種工藝？ 精品資料19一種零件需要切削加工，批量很大，要求材料具有一種零件需要切削加工，批量很大，要求材料具有良好加工性能良好加工性能(xngnng)，抗拉強(qiáng)度大于，抗拉強(qiáng)度大于450MPa，延伸，延伸率大于率大于30%，其他性能，其他性能(xngnng)沒有要求?；卮穑簺]有要求?；卮穑海?）選擇一種最合適的材料；）選擇一種最合適的材料；（2）寫出簡(jiǎn)明加工路線；）寫出簡(jiǎn)明加工路線；（3）所選材料與）所選材料與45鋼相比有哪些優(yōu)點(diǎn)。鋼相比有哪些優(yōu)點(diǎn)。 20某零件用某零件用45鋼制造，淬火時(shí)用水作冷卻介質(zhì)，要求鋼制造，淬火時(shí)

14、用水作冷卻介質(zhì)，要求淬硬層深度為淬硬層深度為8mm，實(shí)際得到的淬硬層深度為，實(shí)際得到的淬硬層深度為3mm。倉庫中有倉庫中有40CrMn、50、40和和5CrMnMo四種材料。四種材料。（1）選用哪種鋼比較合適？）選用哪種鋼比較合適？（2）淬火時(shí)選用哪種淬火介質(zhì)比較合適？）淬火時(shí)選用哪種淬火介質(zhì)比較合適？（3）回火）回火(hu hu)溫度選在什么溫度范圍內(nèi)比較合適？溫度選在什么溫度范圍內(nèi)比較合適？精品資料21說明高碳鋼常用的預(yù)先熱處理工藝；說明高碳鋼常用的預(yù)先熱處理工藝； 畫出工藝曲線畫出工藝曲線(qxin)并進(jìn)行簡(jiǎn)要分析；并進(jìn)行簡(jiǎn)要分析； 說明預(yù)先熱處理的目的說明預(yù)先熱處理的目的 。22某機(jī)床

15、主軸（直徑約某機(jī)床主軸（直徑約40mm），要求有良好的），要求有良好的綜合力學(xué)性能，軸頸部分要求耐磨（綜合力學(xué)性能，軸頸部分要求耐磨（5055HRC）。）。(1)選擇一種選擇一種(y zhn)比較合適的材料；比較合適的材料；(2)寫出簡(jiǎn)明加工工藝路線；寫出簡(jiǎn)明加工工藝路線；(3)說明工藝路線中各個(gè)熱處理環(huán)節(jié)的目的。說明工藝路線中各個(gè)熱處理環(huán)節(jié)的目的。 精品資料4若用若用CrWMn鋼制造圓板牙或絲錐鋼制造圓板牙或絲錐(szhu)等薄刃刀具，等薄刃刀具，應(yīng)采用何種熱處理工藝（包括預(yù)先熱處理和最終熱處理）？應(yīng)采用何種熱處理工藝（包括預(yù)先熱處理和最終熱處理）？試分析各熱處理工藝的作用及其所得組織。試分

16、析各熱處理工藝的作用及其所得組織。 1CrWMn鋼的淬火加熱溫度鋼的淬火加熱溫度(wnd)與與T10鋼相比哪個(gè)鋼相比哪個(gè)高？為什么？高？為什么？2直徑均為直徑均為30mm的的T10鋼和鋼和CrWMn鋼，加熱透燒后均鋼，加熱透燒后均在油中冷卻，獲得的淬硬層深度相同嗎？為什么？在油中冷卻，獲得的淬硬層深度相同嗎？為什么？3為什么用為什么用T10鋼制造的刀具刃部受熱至鋼制造的刀具刃部受熱至200250其硬其硬度和耐磨性已迅速下降，以致于失效；而度和耐磨性已迅速下降，以致于失效；而CrWMn鋼制造鋼制造的刀具刃部在的刀具刃部在230250條件下工作，硬度仍不低于條件下工作，硬度仍不低于60HRC，且耐

17、磨性能良好，尚可維持正常工作？，且耐磨性能良好，尚可維持正常工作？精品資料1完全退火后含碳量為完全退火后含碳量為1.0的鋼比含碳量為的鋼比含碳量為0.5的鋼硬度高。的鋼硬度高。2鉗工鉗工(qingng)用手工鋸鋸用手工鋸鋸T10、T12鋼料時(shí)比鋸鋼料時(shí)比鋸10、20鋼料費(fèi)力，鋸條容易磨鈍。鋼料費(fèi)力，鋸條容易磨鈍。3在室溫下，含碳量為在室溫下，含碳量為0.8的鋼其強(qiáng)度比含碳量為的鋼其強(qiáng)度比含碳量為1.2的鋼高。的鋼高。4含碳量為含碳量為0.45的鋼加熱到的鋼加熱到1200開始鍛造，冷開始鍛造，冷卻到卻到800停止鍛造。停止鍛造。精品資料5鐵絲易折彎，鑄鐵鐵絲易折彎，鑄鐵(zhti)易破裂，為什么

18、？易破裂，為什么？ 7為什么綁扎為什么綁扎(bn zh)物體一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲），物體一般用鐵絲（鍍鋅低碳鋼絲）， 而起重機(jī)鋼絲繩卻用而起重機(jī)鋼絲繩卻用60鋼（鋼（c=0.60%)制成？制成？ 6為什么鋼鉚釘用低碳鋼（為什么鋼鉚釘用低碳鋼（c=0.25%)制作？制作？精品資料1 A、B合金相圖屬于共晶相圖，合金相圖屬于共晶相圖，A組元的熔點(diǎn)為組元的熔點(diǎn)為330，B組元的熔點(diǎn)為組元的熔點(diǎn)為200，共晶轉(zhuǎn)變溫度為，共晶轉(zhuǎn)變溫度為160，共晶合，共晶合金中金中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，B在在（以（以A為溶劑的固溶體）為溶劑的固溶體）中的最大溶解度為中的最大溶解度為10%，A在在（以（以

19、B為溶劑的固溶體）為溶劑的固溶體）中的最大溶解度為中的最大溶解度為5%，室溫下兩組元互不相溶（溶解，室溫下兩組元互不相溶（溶解度為度為0）。畫出相圖，將題中給出的）。畫出相圖，將題中給出的3個(gè)溫度和個(gè)溫度和3個(gè)成分個(gè)成分點(diǎn)以及點(diǎn)以及(yj)各區(qū)域的相組成標(biāo)在相圖上。各區(qū)域的相組成標(biāo)在相圖上。2擬用擬用T10A鋼制造形狀簡(jiǎn)單的沖頭，回答以下問題。鋼制造形狀簡(jiǎn)單的沖頭，回答以下問題。（1）寫出其簡(jiǎn)明生產(chǎn)工藝路線。）寫出其簡(jiǎn)明生產(chǎn)工藝路線。（2）畫出各熱處理工藝曲線圖（注明溫度、冷卻介質(zhì)）畫出各熱處理工藝曲線圖（注明溫度、冷卻介質(zhì)）（3）寫出各熱處理工序后得到的組織名稱及硬度范圍）寫出各熱處理工序后

20、得到的組織名稱及硬度范圍 精品資料3有兩種含碳量不同的鐵碳合金，它們的室溫平衡有兩種含碳量不同的鐵碳合金，它們的室溫平衡(pnghng)組織各由兩種組織組成，它們都有珠光體組織，珠組織各由兩種組織組成，它們都有珠光體組織，珠光體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為光體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為90%?；卮鹨韵聠栴}?；卮鹨韵聠栴}。(1) 分別寫出這兩種合金的組織名稱。分別寫出這兩種合金的組織名稱。(2) 計(jì)算這兩種合金的含碳量。計(jì)算這兩種合金的含碳量。(3) 計(jì)算這兩種合金室溫下計(jì)算這兩種合金室溫下相和相和Fe3C相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4針對(duì)傳遞動(dòng)力用的齒輪，回答以下問題針對(duì)傳遞動(dòng)力用的齒輪，回答以下問題(wnt)。（1）

21、分析其一般受力情況和對(duì)材料性能的主要要求。）分析其一般受力情況和對(duì)材料性能的主要要求。（2）模數(shù)）模數(shù)m=5的齒輪，要求表面硬度為的齒輪，要求表面硬度為6063HRC，心部硬度為心部硬度為4043HRC，滲碳層深度為，滲碳層深度為1.01.3mm。選用。選用哪種鋼比較合適，寫出簡(jiǎn)明加工工藝路線并說明各個(gè)熱哪種鋼比較合適，寫出簡(jiǎn)明加工工藝路線并說明各個(gè)熱處理的目的。處理的目的。 精品資料5某型號(hào)柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度某型號(hào)柴油機(jī)的凸輪軸，要求凸輪表面有高的硬度（50HRC），而心部具有良好的韌性（），而心部具有良好的韌性（Ak40J），原采用），原采用45鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)

22、行高頻淬火鋼調(diào)質(zhì)處理再在凸輪表面進(jìn)行高頻淬火(cu hu)，最后低，最后低溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的溫回火，現(xiàn)因工廠庫存的45鋼已用完，只剩鋼已用完，只剩15鋼，擬用鋼，擬用15鋼鋼代替?；卮鹣铝袉栴}：代替?；卮鹣铝袉栴}：（1）說明原）說明原45鋼調(diào)質(zhì)和高頻淬火鋼調(diào)質(zhì)和高頻淬火(cu hu)的目的及其熱處的目的及其熱處理后得到的組織。理后得到的組織。（2）改用）改用15鋼后，仍按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要鋼后，仍按原熱處理工序進(jìn)行能否滿足性能要求？為什么？求？為什么？（3）改用）改用15鋼后，為達(dá)到所要求的性能，應(yīng)采用何種熱處鋼后，為達(dá)到所要求的性能，應(yīng)采用何種熱處理工藝？分析所選工藝能滿足所要求的性能的原因理工藝？分析所選工藝能滿足所要求的性能的原因精品資料7已知已知A、B二元合金相圖屬于勻晶相圖，二元合金相圖屬于勻