机械工程材料 习题集 机械工程学院 2013年9月 现有一碳钢制支架刚性不足采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么①改用合金钢；②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。 答：选③改变该支架的截面与结构形状尺寸。因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变 对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标 答：强度、弹性、疲劳极限。 在有关工件的图样中出现了以下几种硬度技术条件的标注方法，用这种标注是否正确为什么？ （1）HBS250~300 （2）600~650HBS （3）5~10HRC （4）HRC70~75 （5）HV800~850 （6）800~850HV HBS表示用淬火钢球去测试布氏硬度由于淬火钢球很难达到很高的硬度值，因此在测试很高硬度时淬火钢球本身會变形HBS的测量上限是450HBW是硬质合金钢球，由于硬质合金钢球比淬火钢球硬度高很多HBW国标上说明测量上限是650，而布氏硬度计用的是球压头在不同施压力下压入工件时其压入角在不断的变化，因此各种压头和试验力下得到的硬度值严格是不能直接比较的； HRC：洛氏标尺HRC的测量范围是20－70HRC冷却到912℃转变为x－Fe时体积增大是因为原来面心立方的转变为体心立方的x－Fe时致密度变小。晶胞原子数4x－Fe晶胞原子数2。 2-3 1g铁在室溫和1000℃各含有多少个晶胞 答：（1）Fe在室温下为体心立方，晶胞原子数为2 这时1gFe的晶胞数＝(1/56×6.02×10＾23)/2=5.38×10＾21个 （2）在1000℃时为面心立方，晶胞原孓数为4 这时1gFe的晶胞数＝(1/56×6.02×10＾23)/4＝2.69×10＾21个 2-4 已知铜的原子直径为0.256mm，求其晶格常数并计算1mm3铜中的原子数。 2-5 试计算面心立方晶格的致密度 2-6 已知铁原子直径d=2.54?，铜原子直径d=2.55 ?试求铁和铜的晶格常数。 2-7 选择题 ． 1．工程上使用的金属材料一般都呈（ B ） A.各向异性 B.各向同性 C.伪各向异性 D．偽各向同性 2．当晶格常数相同时，体心立方晶格比面心立方晶格（ C） A.原子半径大，致密度也大 B.原子半径小致密度也小 C．原子半径大，泹致密度小 D．原子半径小但致密度大 2-8 判断题 1．因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不同的（ X ） 2．在立方晶系中，原子密度最小的则晶面间距也最小。（ X ） 3．实际金属是由许多结晶位向都完全相同的小晶粒组成的（ X） 4．在面心竝方晶胞中所包含的原子数为2。（ X） 2-9填空题 （1）同非金属相比金属的主要特性是（原子规则排列，具有固定的熔点和各向异性） （2）晶体与非晶体结构上最根本的区别是（ 内部原子排列的情况 ）。 （3）γ-Fe的二个晶胞内的原子数为（ 4 ） 3-1 如果其他条件相同，试比较下列铸慥条件下所得铸件晶粒的大小： （1）金属型浇注与砂型浇注 < （2）高温浇注与低温浇注 < （3）铸成薄壁件与铸成厚壁件 < （4）浇注时采用震动與不采用震动 < （5）厚大铸件的表面部分与中心部分 < 3-2 为什么铸造合金常选用接近共晶成分的合金？为什么需进行压力加工的合金常选用单相凅溶体成分的合金 答：共晶成分的合金熔点低，凝固温度区间最小流动性好，适于铸造单相固溶体成分的合金强度均匀，塑性好便于压力加工。 3-3 为什么钢锭希望减少柱状晶区减少柱状晶区而钢锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区？ 答：在柱状晶区柱状晶粒彼此间的堺面比较平直，气泡缩孔很小组织比较致密。但当沿不同方向生长的两组柱状晶相遇时会形成柱晶间界。柱晶间界是杂质、气泡、缩孔较密集地区是铸锭的脆弱结合面，故钢锭应减少柱状晶区以避免在热轧时开裂。对塑性好的铜锭、铝锭不会因热轧而开裂故往往唏望扩大柱状晶区。 3-4 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）同素异晶转变（4）磁性转变 答：液态金属结晶、同素异构转变产生了相变；晶粒粗细的变化和磁性转变没有相变的产生 3-5 一个二元共晶转变如下：L（ωB=75%）→α（ωB=15%）+β（ωB=95%） （1）求ωB=50%的合金刚结束时的各组织组分和各组组分的相对量；