11级机械制造基础习题

第一章 工程材料导论 练习题

一、思考题

1. 布氏和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列情况应采用那种硬度法来检查其硬度？

库存钢材 硬质合金刀头 锻件 台虎钳钳口 2. 下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？

σb；σs ；σr0.2；δ；ɑk；HRC；HBS；HBW

3. 将钟表发条拉成一条直线，这是弹性变形还是塑性变形？

4. Define strength. Explain the procedure for measuring the tensile strength of steel. 5. Explain the behavior of steels when they are tensile loaded.

6. Define the following as related to engineering materials and explain the principles of their measurement. (a) Hardness; (b) Ductility

7. Briefly explain the Brinell hardness test.

8. Explain how the toughness of a material is measured?

9. What are the different tests available for hardness measurement? Compare their individual merits. 10. 仓库中混存了相同规格的20钢、45钢和T10圆钢，请提出一种最为简便的区分方法。 11. 现拟制造如下产品，请从碳素钢中选出适用的钢号：

六角螺钉 车床主轴 钳工錾子 液化石油气罐 活搬手 脸盆 自行车弹簧 钢 锉 门窗合页

12. 钢和铁在成分和组织上有什么主要区别？磷和硫作为钢铁的一般杂质时，对钢铁性能有什么影响？

13. T10A和9SiCr各属什么钢种,含碳量分别是多少?它们在使用上有何区别?下列工具应分别选用它们中的哪一种?

①机用丝锥 ②木工刨刀(手工) ③钳工手锯条 ④手工绞刀 ⑤量具.

14. State the difference between steel and cast iron, with respect to their compositions. 15. State the reason as to why white cast iron is more brittle than grey cast iron.

16. State how the carbon content influences the strength and ductility of plain carbon steels.

17. State the ranges of composition for low, medium and high carbon steels. Give two applications for each range. 18. Write the composition of the following steels:

20, 75, Tl0A, 30CrMnSi, 38CrMoAlA, 40CrNiMn, 60Si2Mn, 9Mn2V, CrWMn, W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2, lCrl8Ni9Ti.

19. 某产品上的铸铁件壁厚计有5、20、52mm三种，机械性能全部要求σb=150Mpa,若全部选用HT150是否正确？ 20. 下列铸件宜选用那类铸造合金？说明理由。

车床床身 摩托车汽缸体 压气机曲轴 火车轮 坦克履带板 自来水龙头 汽缸套 减速器蜗轮 自来水弯头

21. 什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？

22. 钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？汽车发动机缸盖螺钉要采用哪种回火？为什么？ 23. 锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同？

24. 在热处理过程中，为什么加热后要有一段保温时间？在什么情况下可以不要保温？ 25. Distinguish between the following:

Quenching and tempering Normalising and annealing

26. Why don't the low carbon steels respond to hardening by quenching process?

27. Explain why tempering follows the quenching process in the heat treatment of steels. 28. Why is annealing done?

29. State the purpose served by quenching and tempering.

30. What are the case hardening processes that are normally used?

二、自测题

判断题 (正确的打√，错误的打×)

l、布氏硬度计通常用于测定退火钢、正火钢的硬度，而洛氏硬度计用于测定淬火钢的硬度。如测试结果为217HBS、l8HRC。( )

2、纯铁在降温过程中，912℃时发生同素异构转变，由面心立方晶格的γ-Fe转变为体心立方晶格的α-Fe。这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。( )

3、钢和生铁都是铁碳合金。其中，含碳量小于0.77%(0.8%)的叫钢，含碳量大于2.06%(2.11%)的叫生铁。( ) 4、奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体，而铁素体和马氏体都是碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体。( ) 5、珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的机械性能介于铁素体和渗碳体之间。（ ）

6、为了改善15钢、20钢的切削加工性能，可以用正火代替退火。因为正火后的硬度比退火的低，而且正火周期短，成本低。( )

7、淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。因此，淬火钢就可以不经过回火而直接使用。（ ） 8、金属的晶体结构不同，机械性能也不同，如γ-Fe比α-Fe的塑性好，强度低。( )

9、当含碳量为0.77%(0.8%)，由高温冷却到727℃时，铁碳合金中的奥氏体发生共晶转变，形成珠光体。( ) 10、回火钢的机械性能与回火温度有关，而与冷却速度无关。( )

选择题

1、某金属液分别按图示的四种冷却曲线冷却，其中:沿( )冷却，冷却速度最慢；沿 ( )冷却，过冷度最大，沿 ( )冷却，晶粒最细小。

2、低碳钢所受到的拉应力 ( )时，开始出现明显的塑性变形；所受到的拉应力 ( )时，将发生断裂。

A.>σb ； B.<σb ； C.<σs； D.<σs ； E.达到σs； F.达到σb 。 3、晶粒大小对钢的机械性能影响很大，通过 ( )可以获得细晶粒的钢。 A.变质处理；B.加快钢液的冷却速度； C.完全退火； D.A、 B和C。

4、在下列牌号的正火态钢中，( )的σb值最高，( )的HBS值最高，( )的δ和ak值最高。在它们的组织中，( )的二次渗碳体最多，( )的珠光体最多，( )的铁素体最多。 A.20钢； B.45钢； C.T8钢；D.T13钢。 5、对于45钢，当要求具有高硬度和耐磨性时，应进行( )；当要求具有较高的综合机械性能时，应进行( )；当要求具有良好的塑性和韧性时，应进行 ( )。

A.完全退火； B.正火； C.淬火； D.淬火十低温回火； E.调质处理； F.淬火十中温回火。

填空题

1、图为铁碳合金状态图的一个部分。试用符号将各相区的组织填在图上，并标出点S、点E所对应的含碳量。

2、填表：

钢 号 Q235-A.F 45 T10A 16Mn Wl8Cr4V 所属类别 大致含碳量% 性能特征 用途举例

3、现用T12钢制造钢锉，请填写工艺路线方框图中热处理工序名称：

第二章 铸造

一、思考题

1. 什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充

型能力比铸铁差？

2. 某定型生产的薄铸铁件，投产以来质量基本稳定，但是最近一时期浇不足和冷隔缺陷突然增多，试分析其原因。 3. 既然提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力，但是为什么又要防止浇注温度过高？ 4. 缩孔与缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松比较容易防止？ 5. 区分以下名词： 缩孔和缩松 浇不足和冷隔 出气口和冒口

6. 什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于那种场合？ 7. 试用下面轨道铸件分析热应力的形成原因，并用虚线表示出铸件的变形方向。

8. 为什么手工造型仍是目前的主要造型方法？机器造型有那些优越性？适用条件是什么？ 9. 试绘下列铸件的铸造工艺图。（材料：HT200;单件小批生产）

10. 什么是熔模铸造？述其大致工艺过程？

11. 为什么熔模铸造是最有代表性的精密铸造方法？它有那些优越性？ 12. 金属型铸造有何优越性？为什么它未能广泛替代砂型铸造？ 13. 压力铸造有何优缺点？它与熔模铸造适用范围有何显著不同？ 14. 实型铸造的本质是什么？它适用于那种场合？

15.某公司开发的新产品中有如图所示的铸铝小连杆。请问：

试制样机时，该连杆宜采用什么铸造方法？ 当年产量为1万件时，宜采用什么铸造方法？ 当年产量超过10万件时，则应改选什么铸造方法？

16. 什么是离心铸造？它在圆筒件铸造中有那些优越性？成形铸件采用离心铸造的目地是什么？ 17. 下列铸件在大批量生产时采用什么铸造方法为宜：

①铝发动机活塞 ______________②缝纫机机头 ______________③汽轮机叶片 ______________④气缸套 ______________⑤摩托车发动机缸体 _____________ ⑥铣床立柱 ______________⑦大口径铸铁水管______________⑧暖气散热片 ______________⑨小型铝合金仪器支架 ______________ ⑩铣刀刀体