機(jī)械工程材料練習(xí)題參考答案

1、1機(jī)械工程材料練習(xí)題參考答案機(jī)械工程材料練習(xí)題參考答案第一章第一章工程材料的力學(xué)性能工程材料的力學(xué)性能2.有一鋼試樣，其直徑為10mm，標(biāo)距長度為50mm，當(dāng)拉伸力達(dá)到18840N時試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象；拉伸力加至36110N時，試樣產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，然后被拉斷；拉斷后標(biāo)距長度為73mm，斷裂處直徑為6.7mm，求試樣的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率和斷面收縮率。解:由題中條件及計算公式得σs=FsSo=18840（3.141024）=240(N

2、mm2)σb=FbSo=36110（3.141024）=460(Nmm2)δ=(L1L0)L0100%=(7350)50=46%ψ=(S0S1)S0100%=(3.141024)(3.146.724)（3.141024）=(10044.89)100=55.11%答:試樣的Re=240(Nmm2)、Rm=460(Nmm2)、δ=46%、ψ=55.11%。4有一碳鋼制支架剛性不足，有人要用熱處理強(qiáng)化方法；有人要另選合金鋼；有人要改變零件

3、的截面形狀來解決。哪種方法合理？為什么？（參見教材第6頁）第二章第二章工程材料的基本知識工程材料的基本知識第一部分第一部分金屬的晶體結(jié)構(gòu)與純金屬的結(jié)晶金屬的晶體結(jié)構(gòu)與純金屬的結(jié)晶1.常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？αFe、γFe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各屬何種晶體結(jié)構(gòu)，分別指出其配位數(shù)、致密度、晶胞原子數(shù)、晶胞原子半徑。（參見第二章第一節(jié)）2.配位數(shù)和致密度可以用來說明哪些問題？答：用來說明晶體中原子排列的緊密程度。晶

4、體中配位數(shù)和致密度越大，則晶體中原子排列越緊密。3.晶面指數(shù)和晶向指數(shù)有什么不同？答：晶向是指晶格中各種原子列的位向，用晶向指數(shù)來表示，形式為；晶面是指晶格中??uvw不同方位上的原子面，用晶面指數(shù)來表示，形式為。??hkl4.為何單晶體具有各向異性，而多晶體在一般情況下不顯示出各向異性？答：因為單晶體內(nèi)各個方向上原子排列密度不同，造成原子間結(jié)合力不同，因而表現(xiàn)出各向異性；而多晶體是由很多個單晶體所組成，它在各個方向上的力相互抵消平衡，

5、因而表現(xiàn)各向同性。5.過冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對金屬結(jié)晶過程有何影響？對鑄件晶粒大小有何影響？答：①冷卻速度越大，則過冷度也越大。②隨著冷卻速度的增大，則晶體內(nèi)形核率和長大速度都加快，加速結(jié)晶過程的進(jìn)行，但當(dāng)冷速達(dá)到一定值以后則結(jié)晶過程將減慢，因為這時原子的擴(kuò)散能力減弱。③過冷度增大，ΔF大，結(jié)晶驅(qū)動力大，形核率和長大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N與G的比值，晶粒變細(xì)，但過冷度過大，對晶粒細(xì)化不利，結(jié)晶發(fā)生困難。3答：概

6、念略共同點：反應(yīng)都是在恒溫下發(fā)生，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。不同點：共晶反應(yīng)是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；共析反應(yīng)是一種固相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；而包晶反應(yīng)是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應(yīng)。5二元合金相圖表達(dá)了合金的哪些關(guān)系？答：二元合金相圖表達(dá)了合金的狀態(tài)與溫度和成分之間的關(guān)系。6.已知A（熔點600℃）與B(500℃)在液態(tài)無限互溶；在固態(tài)300℃時A溶于B的最大溶解度為30

7、%，室溫時為10%，但B不溶于A；在300℃時，含40%B的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)。現(xiàn)要求：1）作出AB合金相圖；2）分析20%A45%A80%A等合金的結(jié)晶過程，并確定室溫下的組織組成物和相組成物的相對量。答：（1）（2）20%A合金如圖①：合金在1點以上全部為液相，當(dāng)冷至1點時，開始從液相中析出α固溶體，至2點結(jié)束，2～3點之間合金全部由α固溶體所組成，但當(dāng)合金冷到3點以下，由于固溶體α的濃度超過了它的溶解度限度，于是從固溶體α中析出