金属结晶的基本规律是什么12

第一章思考作业题1．一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kgf的载荷，它的直径是多少？

2．有一直径15mm的钢棒所能承受的最大载荷为11800kgf，问它的强度是多少。

3．一根2米长的黄铜棒温度升高80℃，伸长量是多少？要使该棒有同样的伸长，问需要作用多少力？（黄铜线膨胀系数为20×10－6℃－1，平均弹性模量为110000MPa）

4．一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定，因此不能发生收缩。问当温度下降到9℃时，钢轨内产生的应力有多大？（钢的线膨胀系数为12×10－6℃－1，弹性模量为206000MPa）

5．零件设计时，选取σ0.2（σS）还是选取σb，应以什么情况为依据？

6．δ与ψ这两个指标，哪个能更准确地表达材料的塑性？

7．常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？

8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。哪种方法合理？为什么？

9．举例说明机器设备选材中物理性能、化学性能、工艺性能的重要性。第一章参考答案：

1．18.9mm

2．871MPa

3．3.2mm，176MPa

4．64.3MPa

第二章思考作业题1．从原子结合的观点来看，金属、高分子和陶瓷材料有何主要区别？在性能上有何表现？

2．试用金属键的结合方式，解释金属具有良好导电性、导热性、塑性和金属光泽等基本特性。

3．简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。

4．晶体缺陷有哪些？对材料有哪些影响？对所有的材料都有影响吗？

5．聚合物的分子量有什么特点？如何表示聚合物分子量的大小？

6．什么是聚合物分子的构型和构象？如何才能改变其构型和构象？

7．陶瓷材料的晶体相有哪几种主要结构？举例说明。

8．与金属比较，简述陶瓷材料的结构特点。

9．硅酸盐化合物有那几种基本类型？

第三章思考作业题1．金属结晶的基本规律是什么？结晶过程是怎样进行的？

2．过冷度与冷却速度有何关系？为什么金属结晶一定要有过冷度？它对晶粒大小有何影响？

3．如果其它条件相同，试比较在下列条件下，铸件晶粒的大小：

（1）砂型铸造与金属铸造；

（2）厚壁铸件与薄壁铸件；

（3）加变质剂与不加变质剂；

（4）浇注时振动与不振动。

4．凝固与结晶是不是一回事？影响凝固的因素有哪些？

5．晶粒度等级N是由关系式m=2N+2来确定的，试计算晶粒度为7级时，晶粒的实际的平均直径是多少？

6．聚合物的加成聚合反应与逐步聚合反应有何区别？

7．陶瓷烧结时为什么会产生收缩现象？

8．试比较陶瓷粘滞成型与烧结工艺之间的区别。

9．粉末冶金的基本工艺过程是什么？第三章参考答案

5．0.044mm

第四章思考作业题

1．对比纯金属与固溶体结晶过程的异同，分析固溶体结晶过程的特点。

2．何谓相组成物和组织组成物？请举例说明之。

3．一个二元共晶反应如下：

（1）WB=50%的合金完全凝固时初晶α与共晶（α+β）的重量百分数，以及共晶体中α相与β相的重量百分数；

（2）若已知显微组织中β初晶与（α+β）共晶各占一半，求该合金的成分。

4．计算在共析反应温度时，珠光体中铁素体与渗碳体的相对量。

5．分析含碳量为0.2%、0.6%、0.77%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织，分别计算含碳量为0.2%的铁碳合金在室温下相的相对量和组织相对量。

6．什么是固溶体和化合物？它们的特性如何？

7．纯铁的三个同素异构体是什么？晶体结构如何？

8．渗碳体有哪五种基本形态？在显微镜下它们的形态有何特点？

9．α－Fe和铁素体有何区别？γ－Fe和奥氏体有何区别？

第四章参考答案

3．（1）Qα＝41.7％，Q（α＋β）＝58.3％；共晶体中：Qα＝25％，Qβ＝75％；

（2）WB＝85%

4．QF=11.2%，QP＝88.8％

5．0.2％c合金室温下相的相对量：QF＝97％，QFe3C＝3％；

室温下组织相对量：QF＝25％，QP＝75％

第五章思考作业题1．试述金属经冷塑性变形后，其结构、组织与性能所发生的变化，分析发生变化的实质。

2．试述加工硬化对金属材料的强化作用，这些变化有何实际意义？试举一些有用的例子和有害的例子来说明其利弊。

3．当把铅锭在室温下经多次轧制成薄铅板时，需不需要进行中间退火？为什么？

4．试阐述为什么金属的实际强度比理论强度低得多？

9．纤维复合材料有何特点？

第十一思考作业题1．零件设计不当对热处理工艺带来哪些危害？请举例说明。

2．有一轴类零件，工作中主要承受交变弯曲应力和交变扭转应力，同时还受到震动和冲击，轴颈部分还受到摩擦磨损。该轴直径30mm，选用45钢制造。（45钢D0=18mm）（1）试拟订该零件的加工工艺路线；

（2）说明每项热处理工艺的作用；

（3）试述轴颈部分从表面到心部的组织变化。

3．某柴油机曲轴技术要求如下：σb≥650MPa，ak≥15J/cm2，轴体硬度HB=240～300，轴颈硬度HRC≤55，试合理选择材料，制定生产工艺路线和各热处理工序的工艺规范。

4．试选择具有下列要求的切削工具材料，并制定热处理工艺。

（1）奥氏体高锰钢（Mn13）铸件的切削加工；

（2）铝合金（Al-Si系铸造铝合金）的切削加工；

（3）带有激冷表面铸铁件的切削加工；

（4）球化退火状态碳素工具钢的切削加工。

5．试选择制造碎石机中的颚板与磨球的材料，并指出其合金组成中各合金元素的作用。

6．JN-150型载重汽车（载重量为8吨）变速箱中的第二轴二、三挡齿轮，要求心部抗拉强度为σb≥1100MPa，ak≥70J/cm2；齿表面硬度HRC≥58～60，心部硬度HRC≥33～35。试合理选择材料，制定生产工艺流程及各热处理工序的工艺规范。

7．一重要螺栓（φ25mm）起连接紧固作用，工作时主要承受拉力。要求整个截面有足够的抗拉强度、屈服强度、疲劳强度和一定的冲击韧性。

（1）应选用什么材料，选用该材料的理由是什么？

（2）试制订该零件的加工工艺路线。

（3）说明每项热处理工艺的作用和得到什么组织？

8．已知一轴尺寸为φ30×200mm，要求摩