机械基础 第2版练习题第3单元习题答案+原题

1、机械基础 第2版练习题第3单元习题答案+原题机械基础 第2版练习题第3单元习题答案+原题PAGE PAGE 10机械基础 第2版练习题第3单元习题答案+原题第三单元 工程材料练习题 一、名词解释1工程材料 工程材料主要是指结构材料，是指用于制作机械、车辆、建筑、船舶、桥梁、化工、石油、矿山、冶金、仪器仪表、航空航天、国防等领域的工程结构件的结构材料。2金属 金属是指在常温常压下，在游离状态下呈不透明的固体状态，具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有特殊光泽的物质。3金属材料 金属材料是由金属元素或以金属元素为主，其他金属或非金属元素为辅构成的，并具有金属特性的工程材料。4合金 由

2、一种金属元素同另一种或几种其他元素，通过熔化或其他方法结合在一起所形成的具有金属特性的金属材料，称为合金。5钢铁材料 以铁或以铁为主而形成的金属材料，称为钢铁材料（或称黑色金属）。6非铁金属 除钢铁材料以外的其它金属材料，统称为非铁金属（或称有色金属）。7非合金钢 非合金钢（又称为 HYPERLINK /view/121543.htm t _blank 碳素钢、碳钢）是指以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2.11%以下并含有少量其他元素的钢铁材料。8合金钢 含有一种或数种有意添加的合金元素的钢，称为合金钢。9铁碳合金相图 铁碳合金相图是表示铁碳合金在极缓慢冷却(或加热)条件下，不同化学成分的铁

3、碳合金，在不同温度下所具有的组织状态的一种图形。10耐磨钢 耐磨钢是指具有良好耐磨损性能的 HYPERLINK /view/338859.htm t _blank 钢铁材料的总称。11不锈钢 不锈钢是指以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬的质量分数至少为10.5%，碳的质量分数最大不超过1.2%的钢。12耐热钢 耐热钢是指在高温下具有良好的化学稳定性或较高强度的钢。13灰铸铁 灰铸铁是指碳主要以片状石墨形式析出的铸铁，因断口呈灰色，故称灰铸铁。14热处理 热处理是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。15退火 退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然

4、后缓慢冷却的热处理工艺。16淬火 淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。17回火 回火是指工件淬硬后，加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间（通常为13h），然后冷却到室温的热处理工艺。18时效 时效是指合金工件经固溶处理，或铸造、冷塑性变（或锻造）、焊接及机械加工之后，将工件在较高温度放置或室温保持一定时间后，工件的性能、形状和尺寸等随时间而变化的热处理工艺。19表面热处理 表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。20化学热处理 化学热处理是指将工件置于适当的活性介质中加热、保温，使一种或几种元素渗入到它的表层，以改变

5、其化学成分、组织和性能的热处理工艺。21变形铝合金 变形铝合金是指塑性高、韧性好，适合于压力加工的铝合金。22黄铜 黄铜是指以铜为基体金属，以锌为主加元素的铜合金。23白铜 白铜是指以铜为基体金属，以镍为主加元素的铜合金。24塑料 塑料是指以合成树脂高分子化合物为主要成分，加入某些添加剂之后且在一定温度、压力下塑制成形的材料或制品的总称。25复合材料 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。二、填空题1工程材料按组成特点分类，可分为 金属 材料、 陶瓷 材料、有机高分子材料和复合材料四大类。2工程材料的性能包括 使用 性能和 工艺

6、性能。3金属材料还可分为 钢铁 材料（或称黑色金属）和非铁金属（或称 有色 金属）两大类。4有机高分子材料按用途和使用状态，可分为 塑料 、 橡胶 、胶粘剂、合成纤维等。5钢铁材料包括 钢 和 铸铁 两大类。6钢按化学成分分类，可分为 非 合金钢、 低 合金钢和合金钢三大类。7铁碳合金在固态下存在的基本组织有： 铁素 体、 奥氏 体、渗碳体、珠光体和莱氏体。8铁碳合金按碳的质量分数和室温平衡组织的不同，可分为 工业 纯铁、 钢 和白口铸铁(生铁)三类。9非合金钢按其碳的质量分数高低进行分类，可分为 低 碳钢、 中 碳钢和高碳钢三类。10非合金钢按其主要质量等级进行分类，可分为： 普通质量 非合

7、金钢、 优质 非合金钢和特殊质量非合金钢三类。11非合金钢按其用途进行分类，可分为碳素 结构 钢和碳素 工具 钢。1240钢按其用途进行分类，属于 碳素结构 钢；40钢按其主要质量等级分类，属于 优质碳素结构 钢。13T10A钢按其用途进行分类，属于 碳素工具 钢；T10A钢按其碳的质量分数进行分类，属于 高碳 钢；T10A钢按其主要质量等级进行分类，属于14低合金钢按其主要质量等级进行分类，可分为 普通 低合金钢、 优质 低合金钢和特殊质量低合金钢三类。15合金钢按其主要质量等级进行分类，可分为 优质 合金钢和 特殊质量 合金钢两类。16机械结构用合金钢按其用途和热处理特点进行分类，可分为合

8、金 渗碳 钢、合金 调质 钢、合金弹簧钢和超高强度钢等。17超高强度钢一般是指ReL 1370 MPa、Rm 1500 MPa的特殊质量合金结构钢。18高速工具钢经淬火和回火后，可以获得高 硬度 、高 耐磨性 和高热硬性。19不锈钢按其使用时的组织特征进行分类，可分为 奥氏体 型不锈钢、 铁素体 型不锈钢、 马氏体 型不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢和沉淀硬化型不锈钢五类。20特殊物理性能钢包括 软 磁钢、永（硬）磁钢、 无 磁钢以及特殊弹性钢、特殊膨胀钢、高电阻钢及合金等。21铸铁包括 白口 铸铁、 灰 铸铁、 可锻 铸铁、 球墨 铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁等。22常用的合金铸铁有 耐磨 铸铁、

9、 耐热 铸铁及 耐蚀 铸铁等。23热处理的工艺过程通常由 加热 、 保温 和 冷却 三个阶段组成。24根据零件热处理的目的、加热和冷却方法的不同，热处理工艺可分为 整体 热处理、表面热处理和 化学 热处理三大类。25热处理按其工序位置和目的的不同，又可分为 预备 热处理和 最终 热处理。26根据钢铁材料化学成分和退火目的不同，退火通常分为： 完全 退火、不完全退火、等温退火、 球化 退火、 去应力 退火、均匀化退火等。27常用的淬火方法有： 单液 淬火、 双液 淬火、 马氏体 分级淬火和 贝氏体 等温淬火。28根据淬火钢件在回火时的加热温度进行分类，可将回火分为 低温 回火、 中温 回火和高温

10、回火三种。29钢件 淬 火加 高温 回火的复合热处理工艺又称为调质处理。30常用的时效方法主要有： 自然 时效、 人工 时效、热时效、变形时效、振动时效和沉淀硬化时效等。31表面淬火按加热方法的不同，可分为 感应 淬火、 火焰 淬火、接触电阻加热淬火、激光淬火、电子束淬火等。32化学热处理方法主要有渗 碳 、渗 氮 、碳氮共渗、渗硼、渗硅、渗 金属 等。33目前在机械制造业中，最常用的化学热处理是 渗碳 和 渗氮 。34变形铝合金按其性能特点和用途进行分类，可分为 防锈 铝、 硬 铝、超硬铝、锻铝等。35铸造铝合金按所添加合金元素进行分类，可分为 Al-Si 系、 Al-Cu 系、Al-Mg系

11、和Al-Zn系铸造铝合金。36铜合金按其化学成分进行分类，可分为 黄 铜、 白铜 铜和青铜三类。37普通黄铜是由 Cu 和 Zn 组成的铜合金；在普通黄铜中再加入其它元素所形成的铜合金称为 特殊 黄铜。38普通白铜是由 Cu 和 Ni 组成的铜合金；在普通白铜中再加入其它元素所形成的铜合金称为 特殊 白铜。39钛合金按其退火后的组织形态进行分类，可分为 型钛合金、 型钛合金和(+)型钛合金。40镁 HYPERLINK /view/101949.htm t _blank 合金包括 变形 镁合金和 铸造 镁合金两大类。41常用的滑动轴承合金有： 锡 基、 铅 基、铜基、铝基滑动轴承合金等。42塑料

12、的品种很多，根据树脂在加热和冷却时所表现的性质进行分类，可将塑料分为 热塑性 塑料和 热固性 塑料两类。43常用工程塑料主要有聚碳酸脂、 尼龙 、 聚甲醛 、ABS塑料、聚砜、酚醛塑料等。44不同材料复合后，通常是其中一种材料作为 基体 材料，起粘结作用；另一种材料作为增强剂材料，起 承载 作用。45复合材料按其增强剂种类和结构形式进行分类，可分为 纤维 增强复合材料、 层叠 增强复合材料和颗粒增强复合材料三类。46高温合金主要有： 铁 基高温合金、 镍 基高温合金、钴基高温合金。47超导材料一般分为：超导 合金 、超导 陶瓷 和超导聚合物三类。48机械零件的失效分为过量 变形 失效、 断裂

13、失效和表面损伤失效三大类。49过量变形失效分为过量 弹性 变形失效和过量 塑性 变形失效。50断裂失效可分为 塑性 断裂、 脆性 断裂、 疲劳 断裂、蠕变断裂、腐蚀断裂、冲击载荷断裂、低应力脆性断裂等。三、单项选择题1铁碳合金相图上的ES线，用符号 B 表示；PSK线用符号 A 表示；GS线用符号 C 表示。AA1； BAcm； CA3。 2铁碳合金相图上的共析线是 C ，共晶线是 A 。AECF线； BACD线； CPSK线。 308钢牌号中，“08”是表示钢的平均碳的质量分数是 C 。 A8%； B0.8%； C0.08%。 4在下列三种钢中， B 的弹性最好； A 的硬度最高； C 的塑

14、性最好。 AT10钢； B65钢； C10钢。 5选择制造下列零件的钢材：冷冲压件用 A ；齿轮用 C ；小弹簧用 B 。 A10钢； B70钢； C45钢。 6将下列合金钢牌号进行归类。耐磨钢： B ；合金弹簧钢： A ；冷作模具钢： C ；不锈钢： D 。A60Si2Mn； BZGMn13-2； CCr12MoV； D10Cr17。 7为下列零件正确选材：机床齿轮用 B ；汽车与拖拉机的变速齿轮用 C ；减振板弹簧用 D ；滚动轴承用 A ；拖拉机履带用 E 。 AGCr15钢； B40Cr钢； C20CrMnTi钢； D60Si2MnA钢； EZGMn13-3钢。8过共析钢的淬火加热温度

15、应选择在 A ，亚共析钢的淬火加热温度则应选择在 C 。 AAc1+3050； BAccm以上； CAc3+3050 9各种卷簧、板簧、弹簧钢丝及弹性元件等，一般采用 B 进行处理。A淬火+高温回头； B淬火+中温回火； C淬火+低温回火。10化学热处理与表面淬火的基本区别是 C 。 A加热温度不同； B组织有变化； C改变表面化学成分。 11某一金属材料的牌号是T3，它是 B 。 A碳的质量分数是3%的碳素工具钢； B3号加工铜； C3号工业纯钛。 12将相应牌号填入空格内：普通黄铜 A ；特殊黄铜 C ；锡青铜 B 。AH90； BSn4-3； CHAl77-2。四、判断题（认为正确的请在

16、括号内打“”；反之，打“”）1在Fe-Fe3C相图中，A3温度是随着碳的质量分数的增加而上升的。( )2碳素工具钢的碳的质量分数一般都大于0.7%。( )3T12A钢的碳的质量分数是12%。( )4ZG200-400表示屈服强度200MPa，抗拉强度400MPa的一般工程用铸造碳钢。( )540Cr钢是最常用的合金调质钢。( )6GCr15钢是高碳铬轴承钢，其铬的质量分数是15%。( )7Cr12MoVA钢是不锈钢。( )83Cr2W8V钢一般用来制造冷作模具。( )9球墨铸铁的塑性与韧性比灰铸铁差。( )10钢材适宜切削加工的硬度范围通常是：170270HBW。（ ）11退火可提高钢的硬度。

17、（ ）12一般来说，淬火钢随回火温度的升高，强度与硬度降低而塑性与韧性提高。( )13工件进行时效处理的目的是消除工件的内应力，稳定工件的组织和尺寸，改善工件的力学性能等。（ ）14化学热处理与表面淬火相比，其特点是不仅改变表层的组织，而且还改变表层的化学成分。（ ）15特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。( )16工业纯钛的牌号有TA1、TA2、TA3、TA4四个牌号，顺序号越大，杂质含量越多。( )17镁合金的密度略比 HYPERLINK /view/30598.htm t _blank 塑料大，但在同样强度情况下，镁合金零件可以做得比塑料零件薄而且轻。（ ）18工程塑料具有较高的强度和刚度，在部

18、分场合可替代金属材料。( )19复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。（ ） 五、简答题1高锰耐磨钢的常用牌号有哪些?高锰耐磨钢有何用途?答：高锰耐磨钢的牌号有：ZGMn13-1、ZGMn13-2、ZGMn13-3、ZGMn13-4和ZGMn13-5等。高锰耐磨钢常用于制造拖拉机与坦克的履带板、球磨机衬板、挖掘机铲齿与履带板、破碎机颚板、铁路道岔、防弹钢板、保险箱钢板等。此外，高锰耐磨钢是无磁性的，也可用于制造既耐磨又抗磁化的零件，如吸料器的电磁铁罩等。2高速工具钢有何性能特点?高速工具钢主要应用哪些方面?答：高速工具钢经淬火和回

19、火后，可以获得高硬度、高耐磨性和高热硬性，它主要用于制造各种切削刀具，也可用于制造某些重载冷作模具。 3说明下列钢材牌号属何类钢?其数字和符号各表示什么?Q420B；Q355NHC；20CrMnTi；9CrSi；50CrVA；GCr15SiMn；Cr12MoV；W6Mo5Cr4V2；10Cr17。答：Q420B表示屈服强度ReL420MPa，质量为B级的低合金高强度结构钢。Q355NHC表示屈服强度ReL355MPa，质量为C级的焊接结构耐候钢。20CrMnTi钢表示合金渗碳钢，其中W（C）=0.2%，W（Cr）=1%，W（Mn）=1%，W（Ti）=1%。9CrSi钢表示合金工具钢，其中W（C

20、）=0.9%，W（Cr）=1%，W（Si）=1%。50CrVA表示高级优质合金弹簧钢，其中W（C）=0.5%，W（Cr）=1%，W（V）=1%。GCr15SiMn表示高碳铬轴承钢，其中W（C）=0.95%1.10%，W（Cr）=1.5%，W（Si）=1%，W（Mn）=1%。Cr12MoV钢属于冷作模具钢，W（C）1%，W（Cr）=12%，W（Mo）=1%，W（V）=1%。W6Mo5Cr4V2表示高速钢，W（C）=0.8%0.9%，W（Mo）=5%，W（Cr）=4%，W（V）=2%。10Cr17属于不锈钢，W（C）=0.10%，W（Cr）=17%。 4说明下列铸铁牌号属何类铸铁?其数字和符号各表

21、示什么?HT250；T500-7；KTH350-10；KTZ550-04；KTB380-12；RuT300；HRTSi5答：HT250是灰铸铁，其抗拉强度最小值是250MPa。T500-10是球墨铸铁，其抗拉强度最小值是500MPa，断后伸长率最小值是10%。KTH350-10是黑心可锻铸铁，其抗拉强度最小值是350MPa，断后伸长率最小值是10%。KTZ550-04是珠光体可锻铸铁，其抗拉强度最小值是550MPa，断后伸长率最小值是4%。KTB380-12是白心可锻铸铁，其抗拉强度最小值是380MPa，断后伸长率最小值是12%。RuT300是蠕墨铸铁，其抗拉强度最小值是300MPa。HTRS

22、i5是耐热铸铁，其W（Si）=5%。5滑动轴承合金的组织状态有哪些类型？各有何特点？答：滑动轴承合金的组织状态有两种类型：第一种类型是在软的基体上分布着硬质点；第二种类型是在硬的基体上分布着软质点。软基体组织的滑动轴承合金具有较好的磨合性、抗冲击性和抗振动能力，但此类滑动轴承合金承载能力较低，如锡基滑动轴承合金和铅基滑动轴承合金。硬基体(但其硬度低于轴颈硬度)组织的滑动轴承合金能承受较高的载荷，但磨合性较差，如铜基滑动轴承合金和铝基滑动轴承合金等。6正火与退火相比，有何主要区别？答：正火与退火相比，具有如下特点：加热温度比退火高；冷却速度比退火快，过冷度较大；正火后得到的室温组织比退火细，强度

23、和硬度比退火稍高些；正火比退火操作简便、生产周期短、生产效率高、能源消耗少、生产成本低。7淬火的目的是什么？亚共析钢和过共析钢的淬火加热温度应如何选择？答：淬火的主要目的是使钢铁材料获得马氏体(或贝氏体)组织，提高钢材的硬度和强度，并与回火工艺合理配合，获得需要的使用性能。亚共析钢淬火加热温度为Ac3以上3050。共析钢和过共析钢淬火加热温度为Ac1以上3050。8回火的目的是什么？工件淬火后为什么要及时进行回火？答：回火的主要目的是降低钢件的脆性，消除或减小钢件的内应力，稳定钢的内部组织，调整钢的性能以获得较好的强度和韧性配合，改善切削加工性能。钢件淬火后，其内部存在很大的内应力，脆性大，韧

24、性低，一般不能直接使用，如不及时消除，将会引起钢件变形，甚至开裂。9表面淬火的目的是什么？答：表面淬火的目的是使工件表面获得高硬度和高耐磨性，而心部保持较好的塑性和韧性，以提高其在扭转、弯曲、循环应力或在摩擦、冲击、接触应力等工作条件下的使用寿命。10渗氮的目的是什么？答：渗氮的主要目的是为了提高工件表面的硬度、耐磨性、热硬性、耐腐蚀性和疲劳强度。11塑料与金属相比有何特性？答：塑料具有密度小、比强度高(抗拉强度除以密度)、化学稳定性好、电绝缘性好、减振、耐磨、隔音性能好、自润滑性好等特性。另外，塑料在绝热性、透光性、工艺性能、加工生产率、加工成本等方面也比一般金属材料优越。12机械零件失效的具体表现有哪些？答: 机械零件失效的具体表现是：（1）机械零件完全破坏，不能工作。（2）机械零件虽然能工作，但达不到设计的规定功能。（3）机械零件损坏严重，但继续工作时，不能保证安全性和可靠性。13选择材料时，需要考虑的三个方面是哪些?答：选择材料时，需要考虑的三个方面是：材料的使用性能（即“质优”）、加工工艺性能（即“易加工”）以及经济性（即“实惠”）。只有对这三个方面进行综合性权衡，才能使材料发挥最佳的社会效益。 【做课外调研活动】1同学之间相互交流与探讨，分析在春秋战国时期，为什么军队的兵器广泛采用青铜制造，而没有采用钢材制造呢？建议：从冶炼技术、炉衬材料、冶炼温度等方