工程材料與機(jī)械制造基礎(chǔ)答案

1、`第一章第一章金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能1、在測定強(qiáng)度上σs和σ0.2有什么不同？答：σs用于測定有明顯屈服現(xiàn)象的材料，σ0.2用于測定無明顯屈服現(xiàn)象的材料。2、什么是應(yīng)力？什么是應(yīng)變？它們的符號和單位各是什么？答：試樣單位截面上的拉力稱為應(yīng)力，用符號σ表示，單位是MPa。試樣單位長度上的伸長量稱為應(yīng)變，用符號ε表示，應(yīng)變沒有單位。3、畫出低碳鋼拉伸曲線圖，并指出縮頸現(xiàn)象發(fā)生在拉伸圖上哪一點(diǎn)？斷裂發(fā)生在哪一點(diǎn)？若沒有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)

2、象，是否表示試樣沒有發(fā)生塑性變形？答：b點(diǎn)發(fā)生縮頸現(xiàn)象，k點(diǎn)發(fā)生斷裂。若沒有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，試樣并不是沒有發(fā)生塑形性變，而是沒有產(chǎn)生明顯的塑性變形。4、將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形還是塑性變形？怎樣判斷它的變形性質(zhì)？答：將鐘表發(fā)條拉直是彈性變形，因?yàn)楫?dāng)時(shí)鐘停止時(shí)，鐘表發(fā)條恢復(fù)了原狀，故屬彈性變形。5、在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)采用哪兩種強(qiáng)度指標(biāo)？為什么？答：（1）屈服強(qiáng)度。因?yàn)榇蠖鄶?shù)機(jī)械零件產(chǎn)生塑性變形時(shí)即告失效。（2）抗拉強(qiáng)度。因?yàn)樗臄?shù)據(jù)易準(zhǔn)確測定，也

3、容易在手冊中查到，用于一般對塑性變形要求不嚴(yán)格的零件。6、設(shè)計(jì)剛度好的零件，應(yīng)根據(jù)何種指標(biāo)選擇材料？采用何種材料為宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，這種說法是否正確？為什么？答：應(yīng)根據(jù)彈性模量選擇材料。要求剛度好的零件，應(yīng)選用彈性模量大的金屬材料。金屬材料彈性模量的大小，主要取決于原子間結(jié)合力（鍵力）的強(qiáng)弱，與其內(nèi)部組織關(guān)系不大，而材料的塑性是指其承受永久變形而不被破壞的能力，與其內(nèi)部組織有密切關(guān)系。兩者無直接關(guān)系。故題中說法不對。7、常

4、用的硬度測定方法有幾種？其應(yīng)用范圍如何？這些方法測出的硬度值能否進(jìn)行比較？答：工業(yè)上常用的硬度測定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、維氏硬度法。其應(yīng)用范圍：布氏硬度法應(yīng)用于硬度值HB小于450的毛坯材料。洛氏硬度法應(yīng)用于一般淬火件、調(diào)質(zhì)件。維氏硬度法應(yīng)用于薄板、淬硬表層。采用不同方法測定出的硬度值不能直接比較，但可以通過經(jīng)驗(yàn)公式換算成同一硬度后，再進(jìn)行比較。8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？各適用于何種場合。下列情況應(yīng)采用哪種硬度

5、法測定其硬度？答：布氏硬度法：（1）優(yōu)點(diǎn)：壓痕面積大，硬度值比較穩(wěn)定，故測試數(shù)據(jù)重復(fù)性好，準(zhǔn)確度較洛氏硬度法高。（2）缺點(diǎn)：測試費(fèi)時(shí)，且壓痕較大，不適于成品、小件檢驗(yàn)。1、求出體心和面心立方晶格的致密度。74.04214.334433??????????????aa單個(gè)晶胞的體積單個(gè)原子的體積原子數(shù)面心立方晶格的致密度2、什么是過冷度？它對結(jié)晶過程和晶粒度的影響規(guī)律如何？答：過冷度就是理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度相差的度數(shù)。在一般冷卻條件

6、下，過冷度愈大，結(jié)晶過程進(jìn)行的愈快。過冷度增加，形核率和長大速度同時(shí)增加，但形核率增加的更快，所以隨著過冷度的增加，晶粒細(xì)化。3、什么是同素異晶轉(zhuǎn)變？試畫出純鐵的冷卻曲線，并指出室溫和1100℃時(shí)的純鐵晶格有什么不同？分析曲線中出現(xiàn)“平臺”的原因。答：隨溫度的改變，固態(tài)金屬晶格也隨之改變的現(xiàn)象，稱為同素異晶轉(zhuǎn)變。純鐵的冷卻曲線：室溫純鐵晶格：體心立方體晶格1100℃純鐵晶格：面心立方晶格1538℃鐵發(fā)生了結(jié)晶，1394℃和912℃鐵發(fā)生

7、了重結(jié)晶，結(jié)晶放出的熱量與冷卻散失的熱量相等，使冷卻曲線上出現(xiàn)了水平線。4、簡述實(shí)際金屬晶體和理想晶體在結(jié)構(gòu)和性能上的主要差異。答：結(jié)構(gòu)上：實(shí)際金屬晶體為多晶體，理想晶體為單晶體。性能上：實(shí)際金屬晶體表現(xiàn)為各向同性，理想晶體表現(xiàn)為各向異性。5、常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪些？它們的原子排列和晶格常數(shù)各有什么特點(diǎn)？αFe、γFeAl、Cu、Ni、Cr、V、Zn各屬于何種晶體結(jié)構(gòu)？答：常用的晶體結(jié)構(gòu)有：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。體

8、心立方晶格:立方體中心和立方體結(jié)點(diǎn)各占有一個(gè)原子，a=b=c，α＝β＝γ＝90面心立方晶格:立方體六個(gè)表面中心和立方體結(jié)點(diǎn)各占有一個(gè)原子。a=b=c，α＝β＝γ＝90密排六方晶格:六方晶格的上、下底面中心和六方柱體的結(jié)點(diǎn)各占有一個(gè)原子六方柱體中心有三個(gè)原子構(gòu)成等邊三角形。晶格常數(shù)a=b≠c，α＝β＝120，γ＝90。αFe、Cr、V屬于體心立方晶體；γFe、Al、Cu、Ni屬于面心立方晶格；Mg、Zn屬于密排六方晶格。6、液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)