工程材料与机械制造基础知识
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第一章金属材料的力学性能
1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？
答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？
答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一
点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？
答：
若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生
塑
形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
0 ε
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？
答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变
形。
5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？
答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变
形要求不严格的零件。
6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈
大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？
答：应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？
答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。
8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种
硬度法测定其硬度？
答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准
确度较洛氏硬度法高。
（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品、小件检验。
（3）应用：硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。
（2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。
（3）应用：一般淬火件，调质件。
库存钢材—布氏硬度；锻件—布氏硬度；锉刀—布氏硬度
台虎钳钳口—洛氏硬度；硬质合金刀头—洛氏硬度黄铜轴套——布氏硬度
供应状态的各种碳钢钢材——布氏硬度硬质合金刀片——洛氏硬度
9、疲劳破坏是怎样形成的？提高零件疲劳寿命的方法有哪些？为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳强度值减小？为什么疲劳断裂对机械零件潜在着很大的危险性？交变应力和重复应力区别何在？
答：由于材料表面或内部有缺陷，这些缺陷处的局部应力大于屈服强度，从而产生局部塑性变形而断裂。这些微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展，使承载的有效面积减少，以致不能承受所加载荷而突然断裂。
提高疲劳寿命的方法，就是消除或减少疲劳源及延缓疲劳裂纹的扩展。一般在结构上避免应力集中；制定合理的工艺；使材料得到韧性组织，减少内部缺陷；降低表面粗糙度，避免表面不划伤、腐蚀；强化表面，在材料表面形成压应力。
表面粗糙易形成疲劳源。零件尺寸增大，其内部组织不易均匀，也易存在夹杂物等各种缺陷，这些易形成疲劳源，并加快疲劳裂纹的扩展。
因为材料在受到远低于屈服应力的外力作用下，在没有明显塑性变形的条件下，产生
的突然断裂，属低应力脆断。
12、试画出疲劳曲线，并说明疲劳曲线所表示的含义。
答：
疲劳曲线表明，金属材料承受的交变应力越大，则材料断裂时应力循环次数越少。反之，应力循环次数越大。
13、拉伸试样的原标距为50mm ，直径为10mm ，拉伸试验后，将已断裂的试样对接起来测量，若断后的标距为79mm ，缩颈区的最小直径为4.9mm ，求该材料的伸长率和断面收缩率的值。
答： ％％＝5810050
5079=?-δ ％765
45.2522
2=??-?=πππψ
第二章 材料凝固与结晶
1、求出体心和面心立方晶格的致密度。
74.04214.334433=???? ????=?=
a a 单个晶胞的体积单个原子的体积原子数面心立方晶格的致密度
2、什么是过冷度？它对结晶过程和晶粒度的影响规律如何？
答：过冷度就是理论结晶温度和实际结晶温度相差的度数。
在一般冷却条件下，过冷度愈大，结晶过程进行的愈快。过冷度增加，形核率和长大速度同时增加，但形核率增加的更快，所以随着过冷度的增加，晶粒细化。
3、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有重复应力曲线图
什么不同？分析曲线中出现“平台”的原因。
答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。
纯铁的冷却曲线：
室温纯铁晶格：体心立方体晶格 1100℃纯铁晶格：面心立方晶格
1538℃铁发生了结晶，1394℃和912℃铁发生了重结晶，结晶放出的热量与冷却散失的热量相等，使冷却曲线上出现了水平线。
4、简述实际金属晶体和理想晶体在结构和性能上的主要差异。
答：结构上：实际金属晶体为多晶体，理想晶体为单晶体。
性能上：实际金属晶体表现为各向同性，理想晶体表现为各向异性。
5、常见的金属晶体结构有哪些？它们的原子排列和晶格常数各有什么特点？α-Fe 、γ-Fe Al 、Cu 、Ni 、Cr 、V 、Zn 各属于何种晶体结构？
答：常用的晶体结构有：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
体心立方晶格:立方体中心和立方体结点各占有一个原子，a=b=c ，α＝β＝γ＝90°
面心立方晶格:立方体六个表面中心和立方体结点各占有一个原子。 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体的结点各占有一个原子,六方柱体中心有三个原子构成等边三角形。 晶格常数a=b ≠c ， α＝β＝120° ， γ＝90°。 α-Fe 、Cr 、V 属于体心立方晶体；γ-Fe 、Al 、Cu 、Ni 属于面心立方晶格；Mg 、Zn 属于密排六方晶格。
6、液态金属结晶时，细化晶粒的方法有哪些？晶粒大小对材料的力学性能有何影响？ 答：液态金属结晶时，细化晶粒的方法有：（1）加快冷却速度，增加过冷度；
（2）变质处理； （3）附加振动。
晶粒愈细小，材料的强度、硬度、塑性、韧性愈高；反之愈低。
7、实际金属晶体中存在哪些缺陷？对性能有什么影响？
答：实际金属晶体中有点、线、面三类缺陷。
晶体缺陷使晶体的连续性受到破坏，所以实际晶体的强度仅是理想晶体计算强度的万分之几。但在实际晶体中存在缺陷是不可避免的，而且缺陷使晶格畸变，使材料强度提高，塑性有所下降，同时还使材料的电阻增加、耐蚀性降低。
8、形核有几种？何为变质处理？
答：形核有自发形核和非自发形核两种。
变质处理又称非自发形核，即在液态金属中加一定量的难熔金属或合金，以增加形核率，达到细化晶粒的目的。加入的物质称变质剂。
9、金属同素异构转变与液态金属结晶有何异同之处？
T
答：相同点：发生了结晶，产生了相变，晶格结构发生了改变。
不同点：液态金属结晶由液态转变成固态，金属同素异构转变由固态转变成固态。
10、判断下列情况下是否有相变：
（1）液态金属结晶 （2）晶粒粗细的变化 （3）同素异构转变
答：液态金属结晶、同素异构转变产生了相变；晶粒粗细的变化没有相变的产生。
第三章 铁碳合金
1、间隙固溶体和间隙相在晶体结构和性能上的差别是什么？
答：间隙固溶体的晶格与溶剂的晶格相同，溶质原子的含量可在一定范围内变化；间隙相晶格类型简单，与任一组元的晶格均不相同，组元的成分比例确定。
间隙固溶体是固溶体，具有综合力学性能；间隙相是金属间化合物，具有极高的硬度、熔点和脆性。
2、什么是共析转变和共晶转变？试以铁碳合金为例，说明这两种转变过程及其显微组织的特征。
答：合金的共析转变是一定成分的固相，在一定温度下，同时析出两种或两种以上一定成分的新固相的转变。
对于铁碳合金，共析转变是碳含量为0.77％的奥氏体在727℃同时析出一定成分的铁素体和渗碳体的转变。
反应式为：()C Fe F A p ℃s 3727+??→?
显微组织的特征：由于铁素体和渗碳体在恒温下同时析出，两相互相制约生长，因此，形成铁素体和渗碳体层片交替排列的细密的机械混合物——珠光体。
合金的共晶转变是一定成分的液相在一定温度下同时析出两种或两种以上一定成分的不同固相的转变。
对于铁碳合金，共晶转变是碳含量为4.3％的液相在1148℃同时析出碳含量为
2.11％的奥氏体和渗碳体的转变。
反应式为： ()C Fe A L E ℃
C 31148+??→? 显微组织的特征：由于奥氏体和渗碳体在恒温下同时形成，因此，形成在渗碳体基体上弥散分布奥氏体的鱼骨状机械混合物——莱氏体。
3、合金中相组分与组织组分区别何在？指出亚共析钢与亚共晶白口铸铁中的相组分与组织组分。指出碳钢与白口铸铁在常温固态下相组分的异同之处。
答：合金中的相组分是指成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分；合金中的组织是指相的组合。
亚共析钢的相组分是：F 和Fe 3C ； 组织组分是：F 和P 。
亚共晶白口铸铁中的相组分是：F 和 Fe 3C ；′组织组分是：P 、 Fe 3C Ⅱ和L e ′ 相同点：在常温固态下，碳钢与白口铸铁的相组分都是F 和Fe 3C 。
不同点：形成Fe 3C 的母相不同，形态不同。
4、画出简化的Fe-Fe 3C 相图中的钢部分相图，标出各特性点的符号，并进行以下分析：
（1）标注出相图中空白区域的组织组分和相组分；
（2）分析特性点P 、S 、E 、C 的含义；
（3）分析碳含量为0.4％的亚共析钢的结晶过程，并计算其在室温下的组织组分和相组
分的相对量；
（4）指出碳含量为0.2％、0.6％、1.2％的钢在1400℃、1100℃、800℃时奥氏体中
碳的质量分数。
答：（2）P 点：727℃，碳含量为0.0218％，碳在铁素体中达到的最大溶解度点，也是
共析转变时析出的铁素体成分点；
S 点：727℃，碳含量为0.77％，共析转变点；
E 点：1148℃，碳含量为2.11％，碳在奥氏体中达到的最大溶解度点，也是共晶
转变时结晶的奥氏体成分点；
C 点：1148℃，碳含量为4.34％，共晶转变点。
（3）碳含量为0.4％的亚共析钢的结晶过程为：L →L+A →A →F+A →P+F
碳含量为0.4％的亚共析钢在室温下的组织是P+F ，其相对量为：
％％F 481000218
.077.040.077.0≈?--= ％％P 521000218.077.00218.040.0≈?--= 或： P = 1- F = 1- 48％ = 52％ 碳含量为0.4％的亚共析钢在室温下的相是F+Fe 3C ，其相对量为： ％％F 941000218.069.640.069.6≈?--= ％％C Fe 61000218
.069.60218.040.03≈?--= 或： Fe 3C = 1- F = 1- 94％ = 6％
6、现有两种铁碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75％，铁素体体量占25％；
另一种合金的显微组织中珠光体量占92％，二次渗碳体量占8％。问这两种合金各属于哪一类合金？其碳的质量分数各为多少？
答：第一种合金的组织组成物为P+F ，属于亚共析钢。两种组织的含碳量分别为：C F ≈0，C P ＝0.77％；合金的含碳量为：
％％％％F C P ＝C C F P Ⅰ58.02507577.0=?+?=?+?
由此可见，亚共析钢的含碳量主要取决于组织中珠光体的含量，可忽略铁素体中的含碳量。
第二种合金的组织组成物为P+Fe 3C ，属于过共析钢。两种组织的含碳量分别为： C P ＝0.77％，C Fe3C Ⅱ＝6.69％；合金的含碳量为：
％％％％C Fe C P ＝C C ⅡC Fe P ⅡⅡ25.1869.69277.033=?+?=?+?
由此可见，过共析钢的含碳量主要取决于组织中珠光体和二次渗碳体的含量，题中8％二次渗碳体碳含量占合金含碳量的43.2％，说明了高碳相渗碳体的数量对合金含碳量有重要影响。
7、已知铁素体的硬度为80HBS ，渗碳体硬度为800HBW 。根据两相混合物的合金性能变化规律，计算珠光体的硬度。又为什么实际测得的珠光体硬度都要比计算结果高？ 1 2 3 4 T/℃
答：珠光体的相组分为F+ Fe 3C ，其相对量为： ％％C Fe 121000218
.069.60218.077.03=?--=
％％F 881000218.069.677.069.6=?--= 故珠光体硬度HB = F ×80+Fe 3C ×800 = 88％×80 + 12％×800 = 166.4
因为实际的晶体内部有缺陷，增加了晶体的强度、硬度，所以实际值比理论值高。
机械基础备课笔记第一次课
机械基础第一次课 绪论： 一．本课程性质和任务1．性质：是中等职业学校农业机械化专业的一门主干课 程2．任务：讲授机械工程材料的种类、牌号、性能和应用讲授静力学、运动力 学和直杆强度计算 讲授机器、机构的基本组成讲授常见机构的类型、运动形式、特点及应用讲授 典型机器零件的结构、性能特点及选择二：课程教学目标 1．知识教学目标：掌握常用工程材料的种类、牌号、性能及应用了解普通热处理方法的工艺特点及应用 了解工程力学的基本概念理解平面力系及空间力系的合成与平衡方法掌握直杆 材料的基本变形形式及拉伸、压缩、扭转、弯曲时的简单强度计算 理解常用机构的组成、类型、运动形式、特点及应用掌握典型零件的结构、性能特点及选择 2．能力培养目标：初步具有选用常用工程材料的能力学会运用所学知识分析并解决工程实际中的简单力学问题具有设计简单机 械装置和零件的初步能力 初步具有运用各种相关技术资料的能力 3．思想教育目标：具有热爱科学、热爱专业、实事求是的学风和创新意识和创新精神 具有良好的职业道德 第一篇：机械工程材料
材料科学的发展及应用概述： 一．古代材料科学的发展及应用 1．石器时代：最早的生产和生活工具：石头、木头和骨头等人类学会用火之后：6000~7000年前的原始社会末期，出现了火烧陶器新石 器时代；仰韶文化和龙山文化中，在氧化性窑中950C温度下烧制红陶在还原性 窑中1050C温度下烧制黑陶 3000多年前的殷、周时期出现了釉陶，窑温提高到1200C东汉时期：发明 了瓷器 瓷器是中国文化的象征，对世界文化有极大的影响 2．青铜器时代： 青铜器的使用始于XX和XX 我国：青铜冶炼始于公元前 2 1 40~ 1 7 1 1年夏朝以前，比古埃及晚，发展较 快殷、周时期用青铜器制作的工具、食器和兵器已较普遍 世界上最古老的大型青铜器：司母戊鼎重850公斤 XXXX 出土 我国古铜剑的代表：湖北江陵楚墓中发掘的两把越王勾践的宝剑我国古代 文化高度发达的见证：湖北隋县出土的战国青铜编铜春秋时期：不仅掌握了铸铜的冶炼技术，还能根据不同的用途配制不 同的铜锡合金，总结了符合于现代合金理论的文献《吕氏春秋》：金柔、锡柔，合两柔则刚 3．铁器时代：从青铜器发展到铁器是材料科学的重大进步 xx 时期：开始 西汉时期：采用了煤作炼铁的燃料，比欧洲各国早1700~1800 年
《机械工程材料》教学大纲
《机械工程材料》教学大纲 修订单位：机械工程学院材料工程系 执笔人：吕柏林 一、课程基本信息 1.课程中文名称：机械工程材料 2.课程英文名称：Mechanical Engineering Materials 3.适用专业：机械设计制造及其自动化 4.总学时：48学时 5.总学分：3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 机械工程材料课程是为机械类本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握金属材料，非金属材料，材料热处理以及材料选用等方面的技术基础知识．本课程的任务是结合校内金工教学实习，使学生通过工程材料的基础知识，材料处理，材料选用基础的学习，获得常用机械工程材料方面的实践应用能力，也为进一步学习毛坯成型和零件加工知识以及其它有关课程及课程设计，制造工艺方面奠定必要的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 （一）教学基本要求： １．熟悉工程材料的基本性能 ２．掌握金属学的基础知识，包括金属的晶体结构，结晶，塑性变形与再结晶，二元合金的结构与结晶． ３．掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系． ４．熟悉各种常规热处理工艺以及材料的表面热处理技术． ５．掌握常用工程材料（包括高分子材料，陶瓷材料）的组织，性能，应用与选用原则．（二）理论教学内容 1．绪论（2学时） 课程的目的和任务 ;教学方法和教学环节 ;学习要求与方法 2．工程材料的机械性能（2学时） 强度，刚度，硬度，弹性，塑性，冲击韧性 3．金属的晶体结构和结晶（6学时） 常见的三种晶体结构 ;金属实际结构及晶体缺陷 ;金属的同素异构转变4．金属的塑性变形与再结晶（6学时）
机械工程材料基础知识大全
《机械工程材料》 基础篇 一：填空 1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。 2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。 3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。 4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。6．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。 7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。 8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。 9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。 10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。 11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。 12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。 13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。 14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。15．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。 16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、 球化退火。 17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。 18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。 19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。 20、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。 21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。 22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。 23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。 24．过冷度与冷却速度的关系为冷却速度越大过冷度越大。 25．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为间隙固溶体、置换固溶体。26．金属单晶体滑移的特点是滑移只能在切应力下发生、滑移总是沿原子密度最大的晶面和晶向进行、滑移时必伴随着晶体向外力方向转动。 27．热加工对金属组织和性能的影响有消除金属铸态组织的缺陷、改变内部夹杂物的形态与分布。
工程材料与机械制造基础答案
`第一章金属材料的力学性能 1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？ 答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。 2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？ 答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。 3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没 有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答： b点发生缩颈现象，k点发生断裂。 若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑 形性变，而是没有产生明显的塑性变形。 4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？ 答：（1）屈服强度。因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。 （2）抗拉强度。因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。 6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑 性愈差，这种说法是否正确？为什么？ 答：应根据弹性模量选择材料。要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。 金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。两者无直接关系。故题中说法不对。 7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。 其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。 洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。 维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。 采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。 8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬度法 测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较洛氏硬度法高。 （2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品、小件检验。
(新)机械基础课程教学大纲
《机械基础》课程教学大纲 课程编号 适用专业：机械类专业 学时：128（讲课114：，实验：14）学分：7 执笔者：曾德江编写日期：2004年4月 一、课程的性质和任务 机械基础是机械类各专业的一门重要的专业基础课，为进一步学习专业课程和新的科学技术做准备。 本课程的任务是：使学生掌握常用机械工程材料的性能、用途及选择，初步掌握机械零件毛坯的基础知识；初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法；初步掌握对杆件进行强度个刚度计算的方法，并具有一定似的实验能力；掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析、选用和设计机械零件及简单机械传动装置的能力。为学习专业课和新的科学技术打好基础，为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。 二、课程内容和要求 模块一机械工程材料（17学时） 第一单元绪论（1学时） 介绍与本课程相关的基本概念，本课程研究的主要内容及新技术的应用。 掌握与本课程相关的基本概念。 第二单元金属材料与热处理基础（10学时） 介绍金属材料的性能、金属学基础、钢的热处理的基本知识。 理解金属材料的性能、金属学相关的基本概念、基本知识，了解铁碳合金状态图的应用，掌握金属材料常用的热处理方法和适用范围。 第三单元钢铁材料（4学时） 介绍工业用钢、工程铸铁的分类、特点及牌号表示。 了解工业用钢、工程铸铁的分类、特点，掌握工业用钢、工程铸铁的牌号表示。 第四单元非铁金属与粉末冶金金属材料（2学时） 介绍非铁金属与粉末冶金金属材料的分类及牌号表示。 了解非铁金属与粉末冶金金属材料的分类、特点及应用。 模块二静力学（16学时） 第五单元静力学基础（5学时） 介绍静力学的基本概念，静力学公理，约束、约束反力与受力图。 掌握静力学的基本概念、基本公理及物体的受力分析与受力图的绘制。
机械工程材料基本知识
机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为c,单位为MPa 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用③ 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用c表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号S表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。硬度的测试方法很多，生产
工程材料及机械制造基础大作业(DOC)
《工程材料及机械制造基础》 课程结业论文 学院机械工程学院 专业 班级 学号 姓名 指导老师 完成日期2015年 5 月 15 日
卧式和面机典型零件的选材及加工工艺 一、前言 1.课程背景 工程材料及机械制造基础是研究常用机械零件的制造过程及制造方法的一门综合性技术基础课。是高等工业学校机械类专业和一些非机械类专业必修的技术基础课。课程内容包含工程材料、成型工艺基础和机械加工工艺基础三部分，主要介绍常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则；各种毛坯的成型方法及零件的切削加工方法的基本原理和工艺特点；零件的结构工艺性以及机械加工工艺过程的基础知识；机械制造新材料、新技术及新工艺。通过本课程的学习，我们获得了常用工程材料、材料成形工艺及现代机械制造的基础知识，为学习其它相关课程及以后从事工程技术工作和科学研究奠定必要的基础。 本文以卧式和面机为例，通过初步分析卧式和面机典型零件的材料选择、毛坯生产方法、热处理工艺、零件制造工艺流程和结构工艺性，以加深对工程材料及机械制造基础课程的理解。 2.卧式和面机简介 和面机是一种食品加工机械，在食品机械的设计、制造、维护及材料等方面都要考虑到食品的特殊要求，要有切实可行的密封，简单方便的洗涤，以及彻底干净的杀菌的机构。通常我们应该注意以下几点。 1)结构上，接触食品的各个部件要能简单迅速的分解组合，分解的零件能便于洗涤； 2)材料上，对接触食品的零部件尽可能地采用不锈钢或其他防锈无污染材料； 3)环境保护上，必须有可靠的密封措施，严防杂物混入食品和物料散失； 4)在温度上，要有可靠的控温措施； 5)在工作环境上，机器应放置在空气流通、光线、温度和湿度适宜的地方。 和面机作用是进行面团的调制，既将各种原、辅料加水搅拌，调制成即符合质量要求，又适合机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、夹馅饼等食品生产过程中的面团调制。和面机可分为卧式和面机和立式和面机。 卧式和面机主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置，它的特点是，结构简单，制造成本低，卸料清洗方便，所以在食品加工中，如面包、饼干、糕点及一些饮食行业的面食中得到了广泛的应用。 根据食品生产的种类和特点不同，面团的各种性质各不相同，可分为韧性面团、水面团及酥性面团，一般来讲，对面团拉伸作用较强时，易于形成韧性面团，而对面团拉捏作用较强时，易于形成酥性面团。卧式和面机一般是在一根轴上安装几片浆叶，它对面团的拉伸作用较弱。适用于调制酥性面团。
现代工程材料成形与机械制造基础-第二版 -册-部分题库与答案
1.分析图示轨道铸件热应力的分布，并用虚线表示出铸件的变形方向。工艺上如何解决？ 轨道上部较下部厚，上部冷却速度慢，而下部冷却速度快。因此，上部产生拉应力，下部产生压应力。变形方向如图。 反变形法 5.如图一底座铸铁零件，有两种浇注位置和分型面方案，请你选择一最佳方案，并说明理由。 方案(Ⅱ)最佳.。 理由：方案(Ⅰ)是分模造型，上下铸件易错边，铸件尺寸精度差。 方案(Ⅱ)是整模造型, 铸件尺寸精度高。内腔无需砂芯成型，它是靠 上、下型自带砂芯来成形。 6.下图为支架零件简图。材料HT200，单件小批量生产。 （1）选择铸型种类 （2）按模型分类应采用何种造型方法？ （3）在图中标出分型面、浇注位置、加工余量 (1) 砂型铸造，(2)整模造型 （3）分型面、浇注位置、加工余量：见图 9.如图，支架两种结构设计。 （1）从铸件结构工艺性方面分析，何种结构较为合理？简要说明理由。 （2）在你认为合理的结构图中标出铸造分型面和浇注位置。
(1）（b）结构较为合理。因为它可省去悬臂砂芯。 （2）见图。分型面。浇注位置(说明：浇注位置上、下可对调） `12.如图所示铸件结构是否合理？如不合理，请改正并说明理由。 铸件上部太厚，易形成缩孔，壁厚不均匀易造成热应力。可减小上部壁厚，同时设加强筋。 无结构圆角，拐弯处易应力、开裂。设圆角。 3.某厂铸造一个Φ1500mm的铸铁顶盖，有图示两个设计方案，分析哪个方案的结构工艺性 好，简述理由。 (a)图合理 (b)图结构为大的水平面，不利于金属液体的充填，易造成浇不足、冷隔等缺陷；不利于金属夹杂物和 气体的排除，易造成气孔、夹渣缺陷；大平面型腔的上表面，因受高温金属液的长时间烘烤，易开裂使铸件产生夹砂结疤缺陷。 7.图示铸件的两种结构设计，应选择哪一种较为合理？为什么？
《工程材料基础》知识点汇总
1.工程材料按属性分为：金属材料、陶瓷材料、碳材料、高分子材料、复合材料、半导体材料、生物材料。 2.零维材料：是指亚微米级和纳米级（1—100nm）的金属或陶瓷粉末材料，如原子团簇和纳米微粒材料； 一维材料：线性纤维材料，如光导纤维； 二维材料：就是二维薄膜状材料，如金刚石薄膜、高分子分离膜； 三维材料：常见材料绝大多数都是三位材料，如一般的金属材料、陶瓷材料等； 3.工程材料的使用性能就是在服役条件下表现出的性能，包括：强度、塑性、韧性、耐磨性、耐疲劳性等力学性能，耐蚀性、耐热性等化学性能，及声、光、电、磁等功能性能；工程材料按使用性能分为：结构材料和功能材料。 4.金属材料中原子之间主要是金属键，其特点是无方向性、无饱和性； 陶瓷材料中的结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键，离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性； 高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键，其中，组成分子的结合键是共价键和氢键，而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。尽管范德瓦尔斯键较弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子间的作用力也相应较大，这使得高分子材料具有很好的力学性能； 半导体材料中主要是共价键和离子键，其中，离子键是无方向性的，而共价键则具有高度的方向性。 5.晶胞：是指从晶格中取出的具有整个晶体全部几何特征的最小几何单元；在三维空间中，用晶胞的三条棱边长a、b、c（晶格常数）和三条棱边的夹角α、β、γ这六个参数来描述晶胞的几何形状和大小。 6.晶体结构主要分为7个晶系、14种晶格； 7.晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[uvw]； 晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为（hkl）。 8.实际晶体的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷，其中体缺陷有气孔、裂纹、杂质和其他相。 9.实际金属结晶温度Tn总要偏低理论结晶温度T0一定的温度，结晶方可进行，该温差ΔT=T0—Tn即称为过冷度；过冷度越大，形核速度越快，形成的晶粒就越细。 10.通过向液态金属中添加某些符合非自发成核条件的元素或它们的化合物作为变质剂来细化晶粒，就叫变质处理；如钢水中常添加Ti、V、Al等来细化晶粒。 11.加工硬化是指随着塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度明显提高，塑性和韧性明显降低，也即形变强化；加工硬化是一种重要的强化手段，可以提高金属的强度并使金属在冷加工中均匀变形；但金属强度的提高往往给进一步的冷加工带来困难，必须进行退火处理，增加了成本。 12.金属学以再结晶温度区分冷加工和热加工：在再结晶温度以下进行的塑性变形加工是冷加工，在再结晶温度以上进行的塑性变形加工即热加工；热加工可以使金属中的气孔、裂纹、疏松焊合，使金属更加致密，减轻偏析，改善杂质分布，明显提高金属的力学性能。 13.再结晶是指随加热温度的提高，加工硬化现象逐渐消除的阶段；再结晶的晶粒度受加热温度和变形度的影响。 14.相:是指合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并由界面与其他部分隔开的均匀组成部分； 合金相图是用图解的方法表示合金在极其缓慢的冷却速度下，合金状态随温度和化学成分的变化关系； 固溶体：是指在固态下，合金组元相互溶解而形成的均匀固相； 金属间化合物：是指俩组元组成合金时，产生的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新固相。 15.固溶强化：是指固溶体的晶格畸变增加了位错运动的阻力，使金属的塑性和韧性略有下降，强度和硬度随溶质原子浓度增加而略有提高的现象； 弥散强化：是指以固溶体为主的合金辅以金属间化合物弥散分布，以提高合金整体的强度、硬度和耐磨性的强化方式。 16.匀晶反应：是指两组元在液态和固态都能无限互溶，随温度的变化，形成成分均匀的液相、固相或满足杠杆定律的中间相的固溶体的反应； 共晶反应：是指由一种液态在恒温下同时结晶析出两种固相的反应； 包晶反应：是指在结晶过程先析出相进行到一定温度后，新产生的固相大多包围在已有的固相周围生成的的反应； 共析反应：一定温度下，由一定成分的固相同时结晶出一定成分的另外两种固相的反应。 17.铁素体（F）：碳溶于α-Fe中形成的体心立方晶格的间隙固溶体；金相在显微镜下为多边形晶粒；铁素体强度和硬度低、塑性好，力学性能与纯铁相似，770℃以下有磁性； 奥氏体（A）:碳溶于γ-Fe中形成的面心立方晶格的间隙固溶体；金相显微镜下为规则的多边形晶粒；奥氏体强度和硬度不高，塑性好，容易压力加工，没有磁性； 渗碳体（Fe3C）：含碳量为6.69%的复杂铁碳间隙化合物；渗碳体硬度很高、强度极低、脆性非常大； 珠光体（P）：铁素体和渗碳体的共析混合物；珠光体强度较高，韧性和塑性在渗碳体和铁素体之间； 莱氏体（Ld）：奥氏体和渗碳体的共晶混合物；莱氏体中渗碳体较多，脆性大、硬度高、塑性很差。 18.包晶反应：1495℃时发生，有δ-Fe（C=0.10%）、γ-Fe（C=0.17%或0.18%，图中J点）、液相（C=0.53%或0.51%，图中B点）三相共存；δ-Fe（固体）+L（液体）=γ-Fe（固体） 共晶反应：1148℃时发生，有A（C=2.11%）、Fe3C（C=6.69%）、液相L（C=4.3%）三相共存；Ld→Ae+Fe3Cf（恒温1148℃） 共析反应：727℃时发生，有A（C=0.77%）、F（C=0.0218%）、Fe3C（C=6.69%）三相共存；As→Fp+Fe3Ck(恒温727℃)
工程材料与机械制造基础复习题参考样本
《机械制造基础》复习题 1.什么叫材料的塑性? 塑性有哪两个指标, 如何用公式表示? 试述塑性的两个 作用。 答: 塑性是指金属材料在外力作用下, 产生永久变形而不致引起断裂的性能。指 标: 伸长率δ和断面收缩率Ψ。公式表示δ=(L 1-L 0 )/L 0*100% Ψ =(F 0-F 1 )/F 0*100% 式中 L 0—试样原始长度 L 1—试样拉断后的长度 F 0—试 样原始横截面积 F 1 试样拉断后的横截面积 作用: 1、 方便加工2、 提高 材料的可靠性 2．说明下列力学性能指标的名称、 单位、 含义: k s b αδσσσσ,,,,,12.0-。分别 指出哪些指标是动载下的力学性能, 哪些是静载下的力学性能。 答: δb 抗拉强度, 单位MPa , 指金属材料拉断前所能承受的最大应力。 δs 屈服极限 单位MPa , 指出现明显塑性变形时的应力。 δ0.2 条件屈服强度 单位MPa , 指试样产生0.2%残余塑性变形时的应力值。 δ-1 疲劳强度 单位MPa , 指最大应变力δmax 低于某一值时, 曲线与横坐标平 行, 表示循环周次N 能够达到无穷大, 而试样仍不发生疲劳断裂时的交变应力 值。 δ 伸长率 单位: 无δ=( L 1-L 0/L 0) *100% 式中L 1指试样拉断后的长度 L 0指试 样原始长度 a k 冲击韧性 单位 J/cm 2 指金属材料在冲击载荷作用下, 抵抗断裂的能力。 动载荷下的力学性能: δ-1, a k 静载荷下的力学性能: δb , δs , δ0.2 , δ 3.从压头的材料、 形状、 载荷大小、 硬度值计算方法、 应用等方面简要说明 布氏硬度、 洛氏硬度、 微氏硬度三种测量硬度的方法的特点。 答: 布氏硬度: 压头材料: 淬火钢球或硬质合金球、 形状: 球形、 载荷大小: 3000kgf 、 硬度值计算方法: 载荷除以压痕表面积的值、 应用: 铸铁、 有色金 属、 低合金结构钢等毛坯材料。
机械工程材料总结
机械工程材料总结 通过这一学期的学习，对各种材料也有了了解，比如说，在机械工程材料中，金属材料最重要的。掌握了常用机械工程材料的性能与应用，具有选择常用机械工程材料和改变材料性能的方法。了解了与本课程有关的新材料，新技术，新工艺及其发展概况。 材料是人类生产和生活的物质基础。人类社会发展的历史表明，生产技术的进步和生活水平的提高与新材料的应用息息相关。每一种新材料的发明和应用，都使社会生产和生活发生重大的变化，并有力地推动着人类文明的进步。例如，合成纤维的研制成功改变了化学、纺织工业的面貌，人类的衣着发生重大变化；超高温合金的发明加速了航空航天技术的发展；超纯半导体材料的出现使超大规模集成电路技术日新月异，促进了计算机工业的高速发展；光导纤维的开发使通信技术产生了重大变革；高硬度、高强度等新材料的应用使机械产品的结构和制造工艺发生了重大变化。因此，历史学家常以石器时代、铜器时代、铁器时代划分历史发展的各个阶段，而现在人类已跨进人工合成材料的新时代。 学完了整册书，对本书有了深刻了解。通过对第一章的力学性能的学习，了解了要正确，合理地使用金属材料，必须了解其性能。金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在各种加工进程中所表现出来的性能，主要有力学性
能、物理性能和化学性能。在机械行业中选用材料时，一般以力学性能为主要依据。在第二章的学习中，了解了金属的晶体结构和结晶，固体材料按内部原子聚集状态不同，分为晶体和非晶体两大类。固态金属基本上都是晶体物质。材料的性能主要取决于其内部结构。因此，研究纯金属与合金的内部结构，对了解和掌握金属的性能是非常重要的。 在深入的了解中我又学到了金属不但能结晶，而且还能再结晶。为了获得预期组织结构与性能，我们通常采用热处理来实现这一方法。热处理是提高金属使用性能和改善工艺性能的重要加工工艺方法，因此，在机械制造中绝大多数的零件都要进行热处理。一般应用以下方面：1.作为最终热处理，正火可以细化晶粒，使组织均匀化，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。对于普通结构钢零件，力学性能要求不是很高时，可以正火作为最终热处理。2.作为预先热处理，截面较大的合金结构钢件，在淬火或调质处理前长行正火，以清除魏氏组织或带状组织，并获得细小而均匀的组织，对于过共析钢可减少二次渗碳体量，并使其不形成连续网状，为球化退火作组织准备。3.改善切削加工性能，低碳钢或低碳钢退火后硬度太低，不便于切削加工。正火可提高其硬度，改善其切削加工性能。 实践证明，生产中往往会由于选材不当或热处理不妥，使机械零件的使用性能不能达到规定的技术要求，从而导致零件在使用中因发生过量变形，过早磨损或断裂等而早期失效。所以，在
工程材料及机械制造基础复习(工程材料)
工程材料及机械制造基础复习（Ⅰ） ——工程材料 工程材料 1．1 材料的力学性能 1．2．1 金属的晶体结构 (1)基本概念 ①晶体与非晶体： 两者的主要区别是： a．晶体中原子(或分子)按一定的几何规律作周期的重复排列； b．晶体具有固定的熔点； c．晶体具有各向异性。 ②晶格；为了便于表明晶体内部的原子排列规律，把每个原子看成一个点，点与点之间用直线连接起来而形成的空间格子。 ③晶胞：能完全反映晶格原子排列特征的最小几何单元。 ④晶格常数；晶胞的棱边长度，晶格常数和棱面夹角表示晶胞的形状和大小。 (2)常见金属晶格类型 单晶体的各项异性：由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能也不同——各项异性。 多晶体 晶粒大小对材料性能影响很大，在常温下，晶粒愈细，材料的强度高，塑性、韧性愈好。 晶体的缺陷形式：点缺陷、线缺陷、面缺陷。 晶体的缺陷对金属的许多性能有很大的影响，特别对金属的塑性变形、强化、固态相变等都有重要的影响。 1．2．2 金属的结晶 (1)结晶的概念 物质从液态转变为固态的过程称为凝固。而结晶是指由液态转变为晶体的过程，即金属与合金从液态的无序状态转变为原子有规则排列的晶体结构的过程。理解结晶的概念应着重掌握以下几点： ◆纯金属的结晶在恒温下进行，其结晶过程可用冷却曲线表示。 ◆纯金属的结晶需要一定的过冷度，即过冷是金属结晶的必要条件。过冷度△T是指理论结晶温度To与实际结晶温度Tn之差(△T=To—Tn)。冷却速度越大，过冷度越大。 ◆金属的结晶包括两个过程：晶核的形成和晶核的长大。 (2)晶粒大小及其控制 晶粒越细，则金属的强度、硬度、塑性和韧性越好。控制晶粒大小的方法有：增加过冷度(或增加冷却速度，如用金属型代替砂型、降低浇注温度、慢速浇注等)、变质处理、附加振动(机械振动、超声波振动、电磁搅拌等)。 (3)金属的同素异晶转变 金属在固态下发生晶格类型改变的过程称为同索异晶转变。它与液态金属结晶相比具有以下特点： ①遵循金属结晶的一般规律（生核与长大）；
机械工程材料基础复习+答案
机械工程材料基础复习题 一、填空题 1.绝大多数金属的晶体结构都属于( 体心立方)、( 面心立方)和( 密排六方)三种典型的紧密结构. 2.液太金属结晶时,过冷度的大小与其冷却速度有关,冷却速度越大,金属的实际结晶温度越( 低),此时,过冷度越( 大). 3.( 滑移)和( 孪生)是金属塑变形的两种基本方式. 4.形变硬化是一种非常重要的强化手段,特别是对那些不能用( 热处理)方法来进行强化的材料.通过金属的(塑性变形)可使其( 强度)、( 硬度)显著提高. 5.球化退火是使钢中( 渗碳体)球状化的退火工艺,主要用于( 共析)和( 过共析)钢,其目的在于( 降低硬度),改善( 切削加工)性能,并可为后面的( 淬火)工序作准备. 6、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷。 7、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。 8、填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs ，抗拉强度σ b ，洛氏硬度C标尺HRC，伸长率δ，断面收缩率φ，冲击韧度A k，疲劳极限σ-1。 9、渗碳零件必须采用低碳钢或低碳合金钢材料。 10、铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。根据铸铁中石墨的存在形状不同，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。 11、灰铸铁中，由于石墨的存在降低了铸铁的力学性能，但使铸铁获得了良好的铸造性、切削加工性、耐磨性、减 震性及低的缺口敏感性。 12、高分子材料是( 以高分子化合物为主要组分的材料) 其合成方法有( 加聚)和( 缩聚) 两种，按应用可分为( 塑料)、 ( 橡胶)、( 纤维)、( 胶粘剂)、( 涂料)。 13、大分子链的几何形状为( 线型)、( 支链型)、( 体型),热塑性塑料主要是( 线型)、分子链.热固性塑料主要是( 体型) 分子链. 14、陶瓷材料分( 玻璃)、( 陶瓷)和( 玻璃陶瓷)三类,其生产过程包括( 原料的制备)、( 坯料的成形)、( 制品的烧结) 三大步骤. 15、可制备高温陶瓷的化合物是( 氧化物)、( 碳化物)、( 氮化物)、( 硼化物)和( 硅化物),它们的作用键主要是( 共价 键)和( 离子键). 16、YT30是(钨钴钛类合金)、其成份由( WC )、( TiC )、( CO )组成,可用于制作( 刀具刃部). 17、木材是由( 纤维素)和( 木质素)组成,灰口铸铁是由( 钢基体)和( 石墨)组成的. 18、纤维增强复合材料中,性能比较好的纤维主要是( 玻璃纤维)、( 碳纤维)、( 硼纤维)和( 碳化硅纤维). 19、玻璃钢是( 树脂)和( 玻璃纤维)的复合材料,钨钴硬质合金是( WC )和( CO )的复合材料. 20、超导体在临界温度T C以上,具有完全的( 导电性)和( 抗磁性). 二、判断题 （√）1、在相同的回火温度下，合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度 （×）2、低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。 （×）3、3Cr2W8V钢的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。
机械基础工程材料模拟题
《机械基础》（90分） 一、判断题(本大题共25小题，总计25分) 1.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。（） 2.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。（） 3. 韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。（） 4. 低合金钢和合金钢是在非合金钢（碳钢）的基础上，为改善钢的性能，有目的地加入某些合金元素所形成的钢种。（） 5. 加入合金元素可提高钢的淬透性，所以合金钢淬火变形小，不易开裂。（） 6. 低合金高强度结构钢有好的强韧性、焊接性和较好的耐蚀性，使用时不再进行热处理，广泛用于船舶、车辆、压力容器、桥梁等大型钢结构件。（） 7. Q390A表示σs≥390Mpa，质量为优质的低合金高强度钢。（） 8. 20CrMnTi是合金渗碳钢，它的最终热处理方法是渗碳、淬火、低温回火。（） 9. 40Cr是合金调质钢，它的最终热处理方法是淬火、中温回火。（） 10. 60Si2Mn是合金弹簧钢，它的最终热处理方法是淬火、高温回火。（） 11.合金调质钢是用以制造经调质处理的零件的调质处理合金钢结构钢。（） 12.合金调质钢主要用作重要的齿轮、轴、曲轴、连杆等。（） 13.为保证使用性能，量具一般都应进行淬火、低温回火处理。（） 14. 60Si2CrA表示W c=0.6%、W si=2%、W cr﹤1.5%、含硫、磷少的合金弹簧钢。 （） 15. 高速工具钢除具备一般工具钢的高硬度、高耐磨性能以外，其特点是热硬性高。 （） 16. 碳钢是指W C≤2.11%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。 （） 17.碳钢按用途分为碳素结构钢和碳素工具钢。碳素结构钢用于制造机械零件、工程结构件。（） 18. ZG200-400表示σs≥200Mpa、σb≥400Mpa的铸钢。（） 19. T8钢的碳的质量分数是W C≈0.80%。（） 20. T10A钢的质量优于T10钢，20钢的质量优于Q235-A·F钢。（） 21.表面淬火后，钢的表面成分和组织都得到改善。（） 22.热处理方法很多，其工艺都由加热、保温和冷却三个阶段组成。（） 23. 热处理按目的与作用不同，分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三类。 （） 24.除应力退火的目的是消除铸件、焊接件和切削加工件的内应力。（） 25. 淬火后的钢一般需要及时进行回火。（） 二、单选题(本大题共21小题，总计42分) 1. 下列钢中（）是合金结构钢。 A、CrWMn B、W6Mo5Cr4V2 C、40Cr D、T10 2. 大尺寸的弹簧经过热成形后，需要进行余热淬火和（）。 A、低温回火 B、高温回火 C、中温回火 3. 坦克履带、挖掘机的铲齿应选用（）钢制造。 A、T8A B、5CrNiMo C、20CrMnTi D、ZGMn13 4. 在下列材料中，制造热锻模宜用（）。 A、W18Cr4V B、5CrNiMo C、9SiCr D、1Cr18Ni9Ti 5. 00Cr17Ni14Mo2表示Wc（）、W Cr=17%、W Ni=14%、W Mo=2%的不锈钢。 A、≤0.1% B、≤0.08% C、≤0.03% D、≤0.01% 6.为获得良好的耐腐蚀性,不锈钢一般碳的质量分数应尽量（）。 A、高 B、低 C、中等 7.下列合金牌号中，合金弹簧钢是（）。 A、60Si2MnA B、ZGMn13 C、Cr12MoV D、3Cr13 8. 下列合金牌号中，不锈钢是（）。 A、60Si2MnA B、ZGMn13 C、Cr12MoV D、3Cr13 9. 用于制造刀具、量具和模具的钢，一般选用（）。 A、低碳钢 B、中碳钢 C.高碳钢 10.在下列材料中，锉刀宜选（）钢制造。 A、T8F B、T10A C、T12A D、Q235 11.机床变速齿轮，常用下列材料中的（）制造。 A、Q235B B、10钢 C、45钢 D、T7 12.下列钢号中，属于铸钢的是（）。 A、60 B、T12A C、Q235-A·F D、ZG310-570 13. 由于管理不善造成钢材错用，把30钢当做T7钢制成大锤，使用过程出现的问 题是（）。 A、强度不足，易变形和断裂 B、弹牲不足，大锤弹不起来 C、硬度不足，易变形和锤击力减小 14. 中碳钢碳的质量分数范围是（）。 A、0．0218%～2.11% B、0.0218%～0.77% C、0.20%～0.60% 15. 下列热处理方法中，属于表面热处理的有（）。 A、局部淬火 B、工频感应淬火 C、渗氮 D、渗铝 16.为了改善低碳钢的切削加工性能，应采用（）。 1
工程材料基础知识考试题
更多资料请访问.（．...．) 名词解释： 淬透性:淬透性指钢在淬火时获得M的能力,其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。 淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相 组织:显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体(γ或A)向马氏体（M)转变时间不一致而产生的应力 热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力 过热:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象
过烧:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象 回火脆性：在某些温度范围内回火时,会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性 回火稳定性:淬火钢在回火时,抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。 马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和固溶体称为马氏体。 回火马氏体：在回火时,从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。 共晶反应:恒温下,某一成分液相同时结晶出两个成分不同的固相的反应。 共析反应：一定成分的固相,某一恒温下同时分解成两个成分与结构均不相同的固相反应。本质晶粒度：表示在一定加热条件下,奥氏体晶粒长大倾向性的高低。 实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度,它直接影响钢的性能。 化学热处理:将工件置于待定介质中加热保温,使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。 表面淬火：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下,利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 固溶强化:固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高的现象 弥散强化:倘若脆性第二相颗粒呈弥散状均匀分布在基体相上,由于第二相粒子与位错的交互作用阻碍了位错运动从而提高了合金塑性变形抗力,则可显著提高合金的强度的现象 细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬塑性和韧性的方法 热加工:凡是在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加工叫做热加工 冷加工：凡是在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工叫做冷加工 冷处理:将淬火钢继续冷却到-７0～-80℃（或更低温度），并保持一段时间,使残余奥氏体在继续冷却中转变为马氏体。 调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。 过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差T0-Tn＝称过冷度。 枝晶偏析：由于固溶体结晶一般按树枝状长大,使这种晶内偏析也呈树枝状分布。 加工硬化:随着变形量增大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体塑性变形能力迅速增大,强度硬度明显升高,塑形和韧性下降。 回复:冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时,其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的某些变化。 再结晶：这一过程也是一个形核和核长大的过程,因其新旧晶粒的晶格类型完全相同，只是晶粒形态发生了变化,所以称之为再结晶。 二次硬化：某些铁碳合金(如高速钢)须经许多次回火后,才进一步提高其硬度。这种硬化现象为二次硬化。 退火:将钢加热至适当温度保温,然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。 正火：亚共析钢加热到Ac3+3０~ 50℃，共析钢加热到Ac１＋3０~50℃,过共析钢加热到Accm+３0~ 50℃，保温后空冷的工艺。 淬火：淬火是将钢加热到临界点Ac1或Ａc3以上，保温后以大于临界冷却速度Ｖk冷却,使奥氏体转变为Ｍ或B下的热处理工艺。 回火:回火是指将淬火钢加热到Ac1以下的某温度保温后冷却的工艺。 回火脆性:在某些温度范围内回火时，淬火钢会出现冲击韧度显著下降的现象。第一类回火脆性：低温回火脆,火钢在250-35０℃回火时出现的脆性。第二类回火脆性:高温回火脆，淬火钢在５00-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。 不锈钢晶间腐蚀:晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象。它是不锈钢某一温度下加热或冷
机械工程材料总复习资料
机械工程材料复习 第一部分 基本知识 一、概述 ⒈目的 掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识（性能和改性方法是重点）。 具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料； 具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。 ⒉复习方法 以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用” 之间的关系为主线，掌握材料性能和改性的方法，指导复习。 二、材料结构与性能： ⒈材料的性能： ①使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性）； ②工艺性能：热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等。 ⒉材料的晶体结构的性能：纯金属、实际金属、合金的结构（第二章）； 纯金属：体心立方（e F -α）、面心立方（e F -γ），各向异性、强度、硬度低；塑性、韧性高 实际金属：晶体缺陷（点：间隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）→各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低。 合金：多组元、固溶体与化合物。力学性能优于纯金属。 单相合金组织：合金在固态下由一个固相组成；纯铁由单相铁素体组成。 多相合金组织：由两个以上固相组成的合金。 多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实际中多采用多相组织的合金。 ⒊材料的组织结构与性能 ⑴。结晶组织与性能：F 、P 、A 、Fe3C 、Ld ；
1）平衡结晶组织 平衡组织：在平衡凝固下，通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀，并一直保留到室温。
2）成分、组织对性能的影响 ①硬度(HBS)：随C ﹪↑,硬度呈直线增加， HBS 值主要取决于组成相C F e3的相对量。 ②抗拉强度(b σ)：C ﹪＜0.9%范围内，先增加，C ﹪＞0.9～1.0％后，b σ值显著下降。 ③钢的塑性(δ ?)、韧性(k a )：随着C ﹪↑,呈非直线形下降。 3）硬而脆的化合物对性能的影响： 第二相强化：硬而脆的化合物， 若化合物呈网状分布：则使强度、塑性下降； 若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高； 呈弥散分布于基体上：则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、硬度增加，而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化； 呈层片状分布于基体上：则使强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。 ⑵。塑性变形组织与性能