《机械制造基础》试题库4（综合题）

金属材料及热处理部分

1． 一根1500mm的铜丝，温度由10℃升高到60℃，问钢丝伸长了多少？（已知线膨胀系数α=17×10-6/℃）

2． 有一根环形链条，用直径为20mm的钢条制造，此钢条的σs=314MPa，求该链条能承受的最大载荷是多少？

3． 有一直径为1×10-2m的碳钢短试样，在拉伸试验时，当载荷增加到21980N时出现屈服现象，载荷达到36110N时产生缩颈，随后试样被拉断。其断后标距是6.15×10-3m。求此钢的屈服点、抗拉强度、伸长率及断面收缩率。

4． 有一直径d0=10mm，L0=100mm的低碳钢试样，拉伸试验时测得Fs=21KN，

Fb=29KN，d1=5.65mm，L1=138mm。求此试样的σs、σb、δ、ψ。

5． 已知钢轨在20℃时长度为12.5m，当温度升高到45℃时，钢轨伸长量是多少？这是一种什么现象（α=1.18×10-5/℃）？

6． 已知某工件的尺寸：外径为φ80mm，内径为φ50mm，长为30mm，求该工件的有效加热厚度。

7． 已知某工件的尺寸：外径为φ130mm，内径为φ30mm，高为40mm，求该工件的有效加热厚度。

8． 有一长80mm、外径φ78mm、内径为φ60mm的圆套管，材料为45Mn2，在箱式电阻炉内加热，试求加热时间？（已知加热系数α=1.8min/mm，装炉修正系数K为1.4，公式τ＝αKD）。

9． 试计算铁碳合金在共析转变刚结束时，珠光体中铁素体和渗碳体的相对量。 10．

某工厂仓库积压了一批碳钢，（退火状态），因管理不善而不知道这批钢材的化

学成分。现抽出一根棒料，经金相分析发现其组织为珠光体和铁素体，其中铁素体占80%，

问这批钢材中碳质量分数是多少？

11．

利用结构钢热态电流透入深度的公式，计算800℃时25kHz和150kHZ电流

的结构钢热态电流透入深度。

12．

已知某20CrMnTi工件需进行碳氮共渗，其共渗温度为860℃，渗层要求为

0.68mm，试估算达到渗层要求所需的共渗时间。

答案

1． 解：2l?l1?l1t??1500×(60-50)×17×10

-6=1.275mm

答：铜丝伸长了1.275mm。

3.14?2022． 解：Fs??sS0?314?=3140（N）

4F拉?2?3140?6280(N)

答：链条能承受的最大载荷是6280N。

3． 解：（1）求屈服点

Fs4Fs4?219808?s??2??2.8?10Pa

?22S0?d03.14?(1?10)?s?280MPa

（2）求抗拉强度

Fb4Fb4?361108?s??2??4.6?10Pa

?22S0?d03.14?(1?10)?s?460MPa

（3）求伸长率

短试样：0l?5d0?5?1?10?2?5?10?2m

l1?6.15?10?2m

l1?l06.15?10?2?5?10?2?5??100%??100%?23%

?2l06.15?10 （4）求断面收缩率

d1?7.07?10?3m；d0?1?10?2m S0?S1d02?d12???100%??100%2S0d0(1?10?2)2?(7.07?10?3)2??50%

?22(1?10)答：此碳钢的屈服点为280MPa；抗拉强度为460MPa；伸长率为23%；断面收缩率为50%。

4． 解：（1）求S0、S1

3.14?102S0???78.5mm2

44?d123.14?5.652S1???25mm2

44 （2）求σs、σb

?d02Fs21000?s???267.5MPa

S078.5Fb29000?b???369.4MPa

S078.5 （3）求δ、ψ

l1?l0138?100???100%??100%?38%

l0100S0?S178.5?25???100%??100%?68%

S078.5