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第一章 工程材料

1

1、按下表要求填出几种力学性能指标（σ

s

、σ

s

、δ、ψ、HBC、HR、α

k

）的内容。

性能指标

名 称

物

理

意

义

计算公式

σσδ

ψ

s

屈服强度

抗拉强度伸长率

断面收缩率布氏硬度洛氏硬度

冲击韧度

试样产生屈服现象时的应力。

试样在拉断前所能承受的最大应力值。

σ

σ

s s 0

=F/A

b

b b 0

=F/A

δ=（L－L）/L×100%

1

0 0

ψ=（A－A）/A

0

k

0

HBC

HR

α

k

金属材料在冲击载荷作用下抵抗断裂的能力。

α =w/A

k k

2、材料的硬度试验方法主要有哪几种？HB和HRC主要用于哪些材料的硬度测量？答：（1）、洛氏硬度（2）、布氏硬度。HB——退火钢、灰铸铁、有色金属、淬火钢。

HRC——成品材料、淬火钢、调质钢。

4、碳钢按碳的质量分数分，可分为哪三种？各种碳钢碳的质量分数分为是多少？答：低碳钢：w≤0.25% 中碳钢：0.25%≤w≤0.60% 高碳钢：w＞0.60%。

c c c

5、碳钢的质量好坏是以什么来区分的？按质量分碳钢分为哪三类？

答：是按照钢中所含有害杂质S、P多少划分的。分为普通钢、优质钢、高级优质钢。

碳钢牌号牌号中字母及

碳钢

牌号

牌号中字母及

数字代表何含义

Q—屈服强度

按碳的质量分数

分属何种钢

按质量分

属何种钢

按用途分

属何种钢

Q235

低碳钢

普通钢

结构钢

45

235—235MPa

平均含碳量0.45%

中碳钢

优质钢

结构钢

T10A

T—碳钢

10×0.1%=1%

高碳钢

高级优质钢

工具钢

A—高级优质

7、用碳素工具钢制造的刀具能否用于高速切割？为什么？答：不能。

8、按下表所列合金钢牌号填写有关内容。

牌

牌

号

数 字 及 字 母 的 含 义

16Mn

20CrMnTi40Cr

60Si2Mn

GCr15W18Cr4V

w=0.16%，含Mn较高。

c

属何种用途的合金钢

结构钢

w=0.20%，其他所含元素＜1.5%，所以不标出。

c

w=0.40%，w ＜1.5%

c

Cr

w=0.60%，w=2%，w

c

Si

Mn

＜1.5%

结构钢

结构钢

w＜1.5%，w =15%

G

Cr

w=18%,w =4%,w＜1.5%

W

Cr

V

4Cr13

4Cr13

w=0.04%，w =13%

c

Cr

9、按下表所列铸铁牌号填写内容。

牌 号HT200KT350—10QT400—18

牌 号 中 字 母 的 含 义灰铸铁

可锻铸铁球墨铸铁

牌 号 中 数 字 的 含 义最低拉伸强度200MPa

抗拉强度350MPa，伸长率10%抗拉强度400MPa，伸长率18%

10、

11、

12、

13、灰铸铁的强度和塑性比钢差的主要原因是什么？而可锻铸铁和球墨铸铁的强度和塑性比灰口铸铁好的原因又是什么？

答：灰铸铁中石墨力学性能很低。灰铸铁的显微组织中片状石墨起着割裂基体的作用。而可锻铸铁中石墨呈团絮状，球墨铸铁中石墨呈球状。

14、试述灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的力学性能特点。

答：灰铸铁：力学性能低，塑性、韧度等于零，是一种塑性材料。可锻铸铁：强度较高，并有一定的塑性和韧度，但不能锻造。球墨铸铁：强度比可锻铸铁高，有较好的塑性和韧度。

15、为什么一般机器的几座、机床的床身等常用灰口铸铁制造？答：因为灰口铸铁铸造性能好、切削加工性能良好。

16、什么是热处理？常用的热处理工艺有哪些？

答：将钢件在固态上通过加热，保温和以不同方式的冷却，以改变其内部组织以获得所需性能的工艺称为热处理。

工艺：整体处理：退火、正火、淬火和回火。

表面热处理：表面淬火、表面化学热处理。

17.何谓退火、正火、淬火？钢经过退火、正火、淬火后的力学性能发生那些变化？

退火：将钢件加热到适当温度，保温后随炉缓冷的热处理工艺。

正火：将钢件加热到临界温度以上30~50℃，保温后出炉在空气中冷却的热处理工艺。

淬火：将钢件加热到临界温度以上30~50℃，保温后在水中（碳钢）或油中（合金钢）快冷的热处理工艺。

退火后钢件的硬度降低，力学性能提高，消除了内应力。正火后钢的强度硬度比退火时高，也能消除内应力，低碳钢用正火提高硬度，正火是作为提高强度的最终热处理。淬火后，钢件的硬度，强度，耐磨性均增加。

18、.按6、8、9三题中提供的牌号，选择下列零件所有的材料及热处理方法

车床

车床

床身

一般

齿轮

汽车

齿轮

连接

螺钉

汽车

弹簧

钳工用

的锯条

车工用

的车刀

滚动

轴承

手术刀

选用材

HT200

45或

20GrMnTi

Q235

60Si2Mn

T10或

W18Gr4