工程材料与成形技术基础课后答案.docx

工程材料与成形技术基础课后答案工程材料及成形技术基础课课后****题参考答案第一章: 1-1机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷?这些负荷对零件产生什么作用? 答:机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用。力学负荷可使零件产生变形或断裂;热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变,产生热应力,热疲劳,高温蠕变,随温度升高强度降低,承载能力下降;环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。1-3σs、σ和σb含义是什么?什么叫比强度?什么叫比刚度?答:σs-Ps∕F0,屈服强度,用于塑性材料。σ料。σb-Pb∕F0,抗拉强度,材料抵抗均匀塑性变形的最大应力值。比强度-材料的强度与其密度之比。比刚度-材料的弹性模量与其密度之比。思考1-1、1-2. 2-3晶体的缺陷有哪些?可导致哪些强化? 答:晶体的缺陷有: ⑴点缺陷——空位、间隙原子和置换原子,是导致固溶强化的主要原因。⑵线缺陷——位错,是导致加工硬化的主要原因。⑶面缺陷——晶界,是细晶强化的主要原因。 2-5控制液体结晶时晶粒大小的方法有哪些? 答:见液态金属结晶时的细晶方法。⑴增加过冷度;⑵加入形核剂;⑶机械方法。 2-8在铁-碳合金中主要的相是哪几个?可能产生的平衡组织有哪几种?它们的性能有什么特点? 答:在铁-碳合金中固态下主要的相有奥氏体、铁素体和渗碳体。可能产生的室温平衡组织有铁素体加少量的三次渗碳体,强度低塑性好;铁素体加珠光体,珠光体,珠光体加二次渗碳体,综合性能好;莱氏体加珠光体加二次渗碳体,莱氏体,莱氏体加一次渗碳体,硬度高脆性大。思考题 -碳合金相图反映了平衡状态下铁-碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系,试回答: ⑴随碳质量百分数的增加,铁-碳合金的硬度、塑性是增加还是减小?为什么?⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样?⑶钢有塑性而白口铁几乎无塑性,为什么? ⑷哪个区域的铁-碳合金熔点最低?哪个区域塑性最好?﹡⑸哪个成分结晶间隔最小?哪个成分结晶间隔最大? 答:⑴随碳质量百分数的增加,硬度增加、塑性减小。因为随碳质量百分数的增加,渗碳体量增加而硬度增加,铁素体量减少而塑性减少。即硬度只与渗碳体量多少有关,塑性只与铁素体量多少有关。-∕F0,产生%残余塑性变形时的条件屈服强度,用于无明显屈服现象的材⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性均降低。因为网状渗碳体破坏了基体的连续性导致强度下降。⑶塑性主要与铁-碳合金中的铁素体相含量多少有关,铁素体相含量越多塑性越好。钢含碳量低铁素体相含量多形成综合力学性能好的珠光体为基体而有塑性,白口铁含碳量高,渗碳体相含量高形成硬而脆的莱氏体为基体而几乎没有塑性。⑷共晶点成分合金的熔点最低,奥氏体区塑性最好。﹡⑸C点共晶成分、组元纯铁Fe及渗碳体Fe3C的结晶间隔最小,E点成分结晶间隔最大。﹦%的钢从液态冷却到室温时的结晶过程及组织。答:ωc﹦%的钢属于亚共析钢,结晶过程为:L→L﹢A→A→A﹢F→P﹢F思考2-22-42-6 第二章: 3-1什么是珠光体、贝氏体、马氏体?它们的组织及性能有何特点? 答:珠光体—铁碳合金平衡状态下,在PSK线发生共析转变的转变产物,即铁素体片和渗碳体片交替排列的机械混合物组织。强度比铁素体和渗碳体都高,塑性、韧性和硬度介于铁素体和渗碳体之间。热处理后可得到在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的粒状珠光体,综合性能更好。贝氏体—从550℃到Ms范围内中温转变、半扩散型转变的非平衡组织,即含过饱和碳的铁素体和渗碳体的非片层状混合物组织。按组织形态不同分羽毛状的上贝氏体和针片状的下贝氏体。上贝氏体脆性大无实用价值,下贝氏体的铁素体针细小,过饱和度大,碳化物弥散度大,综合性能好。马氏体—Ms-Mf之间低温转变、非扩散型转变的非平衡组织,即过饱和碳的α固溶体。体心正方晶格,分板条马氏体,强韧性较好;针状马氏体,大多硬而脆;ωc在%~%之间为两者的混合组织。马氏体的含碳量越多,硬度越高,马氏体有弱磁性。A→M,体积要膨胀,产生较大的内应力。 3-8什么是淬火?淬火的目的是什么?常用的淬火方法有哪几种?说明各种淬火方法的优缺点及其应用范围。答:淬火-将钢加热到高温奥氏体化后以大于临界冷却速度VK冷却获得马氏体或贝氏体的工艺。淬火的目的是使钢获得高硬度的组织。常用的淬火方法有单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和等温淬火。单介质淬火操作简单但淬火应力大,双介质淬火可降低淬火应力,但经验要求高,分级淬火操作易控制且能有效降低淬火应力,但受尺寸限制只宜小件,等温淬火获得下贝氏体组织,强韧性好且变形小,同样受尺寸限制。适用于处理形状复杂、要求变形小或韧性高的合金钢零件。 3-10钢淬火后为什么一定要回火?说明回火的种类及主要应用范围。答:钢淬火后一般不能直