機(jī)械工程材料習(xí)題集答案解析王章忠主編第二版

1、例1 :某工廠生產(chǎn)精密絲杠,尺寸為小40 X800mm ,要求熱處理后變形小,尺寸穩(wěn)定,表面硬度為60 64HRC ,用CrWMn鋼制造;其工序如下：熱軋鋼棒下料一球化退火一粗加工一淬火、低溫回火一精 加工一時(shí)效一精磨。試分析：1.用CrWMn鋼的原因。2.分析工藝安排能否達(dá)到要求，如何改進(jìn)？絲杠是機(jī)床重要的零件之一，應(yīng)用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，它的精度高低直接影響機(jī)床的加 工精度、定位精度和測(cè)量精度，因此要求它具有高精度和高的穩(wěn)定性、高的耐磨性。在加工處理過程 中，每一工序都不能產(chǎn)生大的應(yīng)力和大的應(yīng)變；為保證使用過程中的尺寸穩(wěn)定，需盡可能消除工件的 應(yīng)力，盡可能減少殘余奧氏體量。絲杠受力不

2、大，但轉(zhuǎn)速很高，表面要求有高的硬度和耐磨性，洛氏 硬度為6064 HRC。根據(jù)精密絲杠的上述要求，選用 CrWMn鋼較為合適。其原因如下：CrWMn鋼是高碳合金工具鋼，淬火處理后能獲得高的硬度和耐磨性，可滿足硬度和耐磨性的 要求。CrWMn鋼由于加入合金元素的作用，具有良好的熱處理工藝性能，淬透性好，熱處理變形小， 有利于保證絲杠的精度。目前，9Mn2V和CrWMn用得較多，但前者淬透性差些，適用于直徑較小 的精密絲杠。對(duì)原工藝安排分析：原工藝路線中，由于在球化退火前沒有安排正火；機(jī)加工后沒有安排去應(yīng)力 退火；淬火、低溫回火后沒有安排冰冷處理等項(xiàng)原因， 使得精密絲杠在加工過程中會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力

3、 和變形,很難滿足精密絲杠的技術(shù)要求。 所以原工藝路線應(yīng)改為：下料一正火一球化退火一粗加工一 去應(yīng)力退火一淬火、低溫回火一冷處理一低溫回火一精加工一時(shí)效一半精磨一時(shí)效一精磨。例2:有一載重汽車的變速箱齒輪，使用中受到一定的沖擊，負(fù)載較重，齒表面要求耐磨，硬度為58 62HRC齒心部硬度為3045HRC ,其余力學(xué)性能要求為6b1000MPa , gF600MPa , Ak 48J。 試從所給材料中選擇制造該齒輪的合適鋼種。35、45、20CrMnTi、38CrMoAl 、T12分析：從所列材料中可以看出35、45、T12鋼不能滿足要求。對(duì)剩余兩個(gè)鋼種的比較可見表 1。材 料熱處理(Ts/MPa

4、ob/MPa/%小/%ak/j接觸疲勞強(qiáng) 度/MPa彎曲疲勞強(qiáng)度/MPa20CrMnT i滲碳淬火8531080104555138075038CrMoAl調(diào)質(zhì)83598014507110501020比較，20CrMnTi能全面滿足齒輪的性能要求。其工藝流程如下：下料一鍛造一正火一機(jī)加工一滲碳一淬火一低溫回火一噴丸一磨齒。例3:機(jī)械式計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一組計(jì)數(shù)齒輪，最高轉(zhuǎn)速為 350r/min，該齒輪用下列哪些材料制造合適， 并簡(jiǎn)述理由。40Cr、20CrMnTi、尼龍66。工作條件分析：計(jì)數(shù)器齒輪工作時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低、承受的扭矩很小，齒輪間存在摩擦，因此要求 摩擦系數(shù)小，耐磨性好。由于該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求

5、選材時(shí)重量要輕， 工作噪音要小，在無潤(rùn)滑條件下長(zhǎng)時(shí) 問工作，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，很明顯，40Cr, 20CrMnTi等合金鋼由于價(jià)格太貴、太重、加工 復(fù)雜而不合適。而尼龍66工程塑料較為合適。其原因：(1)有足夠的抗彎強(qiáng)度(學(xué)7090MPa)和沖擊吸收功(1045J)。(2)耐磨、減磨、消音、耐應(yīng)力開裂。40100 c可長(zhǎng)期使用。有較好的彈性，吸震，防沖擊，噪聲小。重量輕。耐蝕性好。(7)可用注射法一次成型，制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，成本低。第一章作業(yè)1-3現(xiàn)有一碳鋼制支架剛性不足，采用以下三種方法中的哪種方法可有效解決此問題？為什么？ 改用合金鋼；進(jìn)行熱處理改性強(qiáng)化；改變?cè)撝Ъ艿慕孛媾c結(jié)構(gòu)

6、形狀尺寸。答：選，改變?cè)撝Ъ艿慕孛媾c結(jié)構(gòu)形狀尺寸。 因?yàn)榻饘俨牧系膭偠葲Q定于基體金屬的性質(zhì)，當(dāng)基體金屬確定時(shí)，難于通過合金化、熱處理、冷熱加工等方法使之改變。1-4對(duì)自行車座位彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)和選材，應(yīng)涉及到材料的哪些主要性能指標(biāo)？答：強(qiáng)度、彈性、疲勞極限。19傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用許用應(yīng)力o= o0.2/n,為什么不能一定保證零件的安全性？有人說：“安 全系數(shù)n越大，零件工作時(shí)便越安全可靠。，你怎樣認(rèn)識(shí)這句話？答：傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用o= o0.2/n ，都是假設(shè)材料是均勻無缺陷的，而實(shí)際上材料中存在著既 存或后生的微小宏觀裂紋，因此在實(shí)際的強(qiáng)度設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮材料抵抗脆性斷裂的力學(xué)性能指標(biāo)一 斷裂韌度

7、(KI),只考慮許用應(yīng)力o= o0.2/n是不能保證零件的安全性的。n越大，零件越安全” 也是不對(duì)的，因?yàn)閛= o0.2/n,n增大就會(huì)使同降低而犧牲材料的強(qiáng)度，將塑性和韌性取大一些， 導(dǎo)致o偏低而零件的尺寸與重量增加，浪費(fèi)了原材料。1-11 一股認(rèn)為鋁、銅合金的耐蝕性優(yōu)于普通鋼鐵材料，試分析在潮濕性環(huán)境下鋁與銅的接觸面上 發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的原因。答：潮濕環(huán)境下鋁與銅的接觸面上會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，因?yàn)檫@時(shí)鋁與銅的接觸面因電極電位不同存在著電極電位差而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。第二章作業(yè)2-1常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？它們的原子排列和品格常數(shù)有什么特點(diǎn)？一Fe、 一Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn

8、各屬何種結(jié)構(gòu)？答：常見晶體結(jié)構(gòu)有3種：體心立方：Fe、Cr、V面心立方：Fe、Al、Cu、Ni密排六方：Mg、Zn2-2已知 一Fe的晶格常數(shù)(a=3.6 )要大于 一Fe的晶格常數(shù)(a=2.89)，但為什么 一Fe冷卻到912 c轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe時(shí)體積反而增大？答：Fe冷卻到912 c轉(zhuǎn)變?yōu)镕e時(shí)體積增大，是因?yàn)檗D(zhuǎn)變之后面心立方的一Fe轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方的 一Fe時(shí)致密度變小。Fe Fe晶胞原子數(shù)4晶胞原子數(shù)2轉(zhuǎn)變之后 一Fe的體積為3.633(47.83) 0.59時(shí)形成 的晶體結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的化合物，如 Fe3C,間隙化合物硬而脆，塑性差。3-7為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金？為什么要進(jìn)行壓

9、力加工的合金常選用單相固溶 體成分的合金？答：共晶成分的合金熔點(diǎn)低，凝固溫度區(qū)間最小，流動(dòng)性好，適于鑄造。單相固溶體成分的合金強(qiáng)度 均勻，塑性好，便于壓力加工。3-8為什么鋼錠希望減少柱狀晶區(qū)，而銅錠、鋁錠往往希望擴(kuò)大柱狀晶區(qū)？答：在柱狀晶區(qū)，柱狀晶粒彼此間的界面比較平直，氣泡縮孔很小，組織比較致密。但當(dāng)沿不同方向 生長(zhǎng)的兩組柱狀晶相遇時(shí)，會(huì)形成柱晶間界。柱晶間界是雜質(zhì)、氣泡、縮孔較密集地區(qū)，是鑄錠的脆 弱結(jié)合面，故鋼錠應(yīng)減少柱狀晶區(qū)，以避免在熱軋時(shí)開裂。對(duì)塑性好的銅錠、鋁錠不會(huì)因熱軋而開裂， 故往往希望擴(kuò)大柱狀晶區(qū)。4-3冷塑性變形與熱塑性變形后的金屬能否根據(jù)其顯微組織加以區(qū)別？答：可以通過

10、顯微組織來判斷是冷塑性變形還是熱塑性變形，冷塑性變形后的晶粒形狀呈扁平形或長(zhǎng) 條形，熱塑性變形后的晶粒是等軸晶粒。4-4在常溫下為什么細(xì)晶粒金屬?gòu)?qiáng)度高，且塑性、韌性也好？試用多晶體塑性變形的特點(diǎn)予以解釋。答：晶粒細(xì)小而均勻，不僅常溫下強(qiáng)度較高，而且塑性和韌性也較好，即強(qiáng)韌性好。原因是：(1)強(qiáng)度高：Hall-Petch公式。品界越多，越難滑移。(2)塑性好：晶粒越多，變形均勻而分散，減少應(yīng)力集中。(3)韌性好：晶粒越細(xì)，晶界越曲折，裂紋越不易傳播。4-5金屬鑄件能否通過再結(jié)晶退火來細(xì)化晶粒？為什么？答：再結(jié)晶退火必須用于經(jīng)冷塑性變形加工的材料，其目的是改善冷變形后材料的組織和性能。再結(jié) 品退火

11、的溫度較低，一般都在臨界點(diǎn)以下。若對(duì)鑄件采用再結(jié)晶退火，其組織不會(huì)發(fā)生相變，也沒有 形成新晶核的驅(qū)動(dòng)力(如冷變形儲(chǔ)存能等)，所以不會(huì)形成新晶粒，也就不能細(xì)化晶粒。4-8鴇在1000 C變形加工，錫在室溫下變形加工，請(qǐng)說明它們是熱加工還是冷加工(鴇熔點(diǎn)是3410 C,錫熔點(diǎn)是232 C) ?答：W、Sn的最低再結(jié)晶溫度分別為：TR(W) = (0.4 0.5) X(3410+273) 273 = (1200 1568 )( C ) 1000 CTR(Sn) = (0.4 0.5) X(232+273) -273 = (-71 -20 ) ( C) (2) (4) (3)6-5殘留奧氏體對(duì)鋼淬火后

12、的性能有何影響？用什么方法可以減少殘留奧氏體的數(shù)量？答：殘留奧氏體不僅降低了淬火鋼的硬度和耐磨性，而且在工件的長(zhǎng)期使用過程中，殘留奧氏體還會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，使工件形狀尺寸變化，降低工件尺寸精度。用 冷處理”可以減少殘留奧氏體的數(shù)量。6-9倉(cāng)庫(kù)中有45鋼、38CrMoAlA 鋼和20CrMnTi鋼，它們都可以用來制造齒輪，為了滿足齒輪的 使用要求，問各應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？并比較它們經(jīng)熱處理后在組織和性能上的不同。答：(1) 45鋼：先調(diào)質(zhì)，感應(yīng)加熱表面淬火+低溫回火組織：表層M回心部S回38CrMoAlA :先調(diào)質(zhì)，后氮化組織：表層氮化組織，心部 S回20CrMnTi :滲碳,淬火+低溫回火組織：M回+

13、少量AR，心部F+P6-10某一用45鋼制造的零件，具加工路線如下：備料一鍛造一正火一粗機(jī)械加工一調(diào)質(zhì)一精機(jī)械加工一高頻感應(yīng)加熱淬火+低溫回火一磨削，請(qǐng)說明各熱處理工序的目的及熱處理后的組織。答：正火目的：消除鍛造應(yīng)力，改善切削加工性，同時(shí)均勻組織，細(xì)化晶粒,為后續(xù)熱處理作組織準(zhǔn)備。組 織：晶粒均勻細(xì)小的F和S。調(diào)質(zhì)目的:提高塑性、韌性，使零件獲得較好的綜合力學(xué)性能。組織：S回。高頻感應(yīng)加熱淬火目的：提高工件表面的硬度和耐磨性，而心部仍保持良好的塑性和韌性。低溫回火目的：降低內(nèi)應(yīng)力和脆性。表層組織：M回，心部組織：S回。6-12選擇下列零件的熱處理方法，并編寫簡(jiǎn)明的工藝路線(各零件均選用鍛造毛

14、坯，并且鋼材具有足夠的淬透性)：(1)某機(jī)床變速箱齒輪(模數(shù) m=4 ),要求齒面耐磨，心部強(qiáng)度和韌性要求不高，材料選用45鋼;(2)某機(jī)床主軸，要求有良好的綜合機(jī)械性能，軸徑部分要求耐磨(HRC 50-55 ),材料選用45鋼;(3)鏈床鏈桿，在重載荷下工作，精度要求極高，并在滑動(dòng)軸承中運(yùn)轉(zhuǎn)，要求鍵桿表面有極高的硬度，心部有較高的綜合機(jī)械性能，材料選用 38CrMoALA。M12絲錐，要求刃部硬度為 6062HRC,柄部硬度為3040HRC,材料選用T12A。答：45鋼機(jī)床變速箱齒輪：下料一鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精加工一超音頻感應(yīng)加熱淬火+低溫回火一精磨一成品；45鋼機(jī)床主軸：下料一鍛造

15、一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精加工一表面淬火+低溫回火一精磨一成品；38CrMoAlA 鏈床鏈桿：下料一鍛造一退火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精加工一氮化一研磨一成品；T12A絲錐：鍛造一球化退火一機(jī)加工一淬火+低溫回火一柄部鹽浴加熱快速退火一精加工。測(cè)試題：有5根直徑為10mm的45鋼圓棒，都先經(jīng)（1. 840 c加熱淬火、2. 760 c加熱淬火、3. 調(diào)質(zhì)），然后分別加熱到（1） 1100 C； （2） 840 C； （3） 760 C； （4） 550 C ； （5） 180 C,再水冷 至室溫后各得到什么組織？為什么？答:1. 840 c加熱淬火1100 C粗大M （過熱淬火）1100 C粗大M （過

16、熱淬火）840c M760 c M+F550 c S 回180 C M 回. 760 c加熱淬火1100c 粗大 M840c M760 c M+F550 c S 回+F180c.調(diào)質(zhì)1100c 粗大 M840c M760 c M+F550 c S 回180 c S 回（重新淬火）（不完全淬火）（淬火后高溫回火）（淬火后低溫回火）（過熱淬火）（淬火）（不完全淬火）（淬火后高溫回火）M回+F （淬火后低溫回火）（過熱淬火）（重新淬火）（不完全淬火）（不變）（不變）27.調(diào)質(zhì)處理后的40鋼齒輪，經(jīng)高頻感應(yīng)加熱后的溫度 T分布如下圖所示。試分析高頻感應(yīng)加熱水淬后，輪齒由表面到中心各區(qū)（I、H、淬后，輪

17、齒由表面到中心各區(qū)（I、H、m）的組織n - m + F28.確定下列鋼件的退火方法，并指出退火目的及退火后的組織:m- S回(1)經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；(2) ZG35的鑄造齒輪；(3)鍛造過熱后的60鋼鍛坯；(4)改善T12鋼的切削加工性能。答：(1)再結(jié)晶退火,目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，使變形晶粒重新轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶粒，以消除加工硬化現(xiàn)象，降低了硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。得到 P+F (P為等軸晶)；(2)去應(yīng)力退火，目的：消除(鑄造)內(nèi)應(yīng)力。得到 P+F;(3)重結(jié)晶退火(完全退火、等溫退火)，目的：細(xì)化晶粒，均勻組織，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度， 改善切削加工性。得到P+F;(4)球化退

18、火，目的：使片狀滲碳體變?yōu)榍驙顫B碳體，以降低硬度，均勻組織、改善切削加工性。得到顆粒狀P+Fe3c。.說明直徑為10mm 的45鋼試樣分別經(jīng)下列溫度加熱：700 C、760 C、840 C、1100 C,保溫 后在水中冷卻得到的室溫組織。皿片怔熱后中紈T冷后組勇10 TCP+FP+F置ITC昌+FM4F64附AMt：n(rc;k.兩個(gè)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2%的碳鋼薄試樣，分別加熱到780 c和900 C,保溫相同時(shí)間奧氏體化后， 以大于淬火臨界冷卻速度的速度冷卻至室溫。試分析：(1)哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體晶粒較粗大？(2)哪個(gè)溫度加熱淬火后馬氏體碳含量較多？(3)哪個(gè)溫度加熱淬火后殘余奧氏體較多

19、？(4)哪個(gè)溫度加熱淬火后未溶滲碳體較多？(5)你認(rèn)為哪個(gè)溫度加熱淬火合適？為什么？答：(1) 900 c (2) 900 c (3) 900 c (4) 780 c(5) 780 C,綜上所述此溫度淬火后得到均勻細(xì)小的 M+顆粒狀Cm+AR的混合組織，使鋼具有最 大的硬度和耐磨性。42.用T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，其工藝路線為：鍛造一熱處理機(jī)加工一熱處理磨加工。(1)寫出其中熱處理工序的名稱及作用。(2)制定最終熱處理(磨加工前的熱處理)的工藝規(guī)范，并指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。答：(1)球化退火，作用：利于切削加工，得到球狀珠光體，均勻組織，細(xì)化晶粒，為后面淬火處理作組織準(zhǔn)

20、備。淬火+低溫回火，作用：使零件獲得較高的硬度、耐磨性和韌性，消除淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸。(2)工藝規(guī)范：760 C水淬+ 200 C回火；顯微組織： M回+Cm ,大致硬度：60HRC。第七章作業(yè)7-2 分析 15CrMo、40CrNiMo、W6Mo5Cr4V2 和 1Cr17Mo2Ti 鋼中 Mo 元素的主要作用。答：Mo元素的主要作用：15CrMo:提高耐熱性40CrNiMo:防止高溫回火脆性W6Mo5Cr4V2:提高熱硬性1Cr17Mo2Ti:提高耐蝕性7-3請(qǐng)給出凸輪的三種不同設(shè)計(jì)方案(材料及相應(yīng)的處理工藝)，并說明各自的特點(diǎn)。答：(1)滲碳鋼：先滲碳，后淬火+低溫回火(2)中碳

21、鋼：表面淬火+低溫回火(3)中碳鋼：氮化(4)灰鑄鐵：表面淬火7-5為普通自行車的下列零件選擇其合適材料：鏈條；座位彈簧；大梁；鏈條罩；前軸。 TOC o 1-5 h z 答：(1)鏈條：20鋼(2)座位彈簧：65鋼(3)大梁：Q235(4)鏈條罩：08F(5)前軸：45鋼7-7某廠用45MnSiV生產(chǎn)高強(qiáng)韌性鋼筋，現(xiàn)該鋼無貨，但庫(kù)房尚有 15、25MnSi、65Mn、9SiCr鋼，試問這四種鋼中有無可代替上述 45MnSiV鋼筋的材料？若有，應(yīng)怎樣進(jìn)行熱處理？其代用的理 論依據(jù)是什么？答：25MnSi可代替45MnSiV , 15鋼、65Mn和9SiCr不能代替。25MnSi熱處理：正火理論

22、依據(jù)：得到S+F7-8試比較T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2 作為切削刀具材料的熱處理、力學(xué)性能特點(diǎn)及適用范圍， 并由此得出一般性結(jié)論。答：T9的熱處理：淬火+低溫回火。力學(xué)性能：硬度高，韌性中等，無熱硬性，綜合力學(xué)性能欠佳。適用范圍：用于尺寸不大，形狀簡(jiǎn)單，要求不高的低速切削工具。9SiCr熱處理：淬火+低溫回火。力學(xué)性能：硬度和耐磨性良好，無熱硬性，綜合力學(xué)性能優(yōu)于 T9。適用范圍：用于制造尺寸較大，形狀復(fù)雜，受力要求較高，切削速度不高的刀具。7-9從Cr12-Cr12MoV -Cr4W2MoV 的演變過程，談?wù)劺渥髂＞咪摰某煞?、組織、使用性能及 應(yīng)用之間的關(guān)系。答：Cr12的碳含量

23、為2% 2.3%,屬萊氏體鋼，具有優(yōu)良的淬透性和耐磨性，但韌性較差，應(yīng)用 正逐步減少。Cr12MoV的碳含量為1.45%1.70%,在保持Cr12鋼優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，其韌性得以改善，并具有一定的熱硬性，在用于對(duì)韌性不足而易于開裂崩刃的模具上時(shí)，已取代 Cr12鋼。Cr4W2MoV 的碳含量為1.0 % 1.25 %,韌性明顯改善，綜合力學(xué)性能較佳，用于代替 Cr12型鋼制 造易崩刃開裂的冷作模具。綜上所述，隨著三種鋼碳含量的降低，韌性逐漸改善。7-11試全面分析選定一塑料模具材料時(shí)應(yīng)考慮的主要因素。答：要根據(jù)塑料制品的種類、形狀、尺寸大小與精度以及模具使用壽命和制造周期來選用鋼材。7-12 一般而

24、言，奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的耐蝕性，試問它是否在所有的處理狀態(tài)和使用環(huán)境均是 如此？為什么？由此得出一般性結(jié)論。答：奧氏體不銹鋼只有在固溶狀態(tài)下，組織為單一奧氏體時(shí)才具有耐蝕性。如：奧氏體不銹鋼在450850 C范圍加熱時(shí)，晶界上會(huì)析出碳化物，發(fā)生品間腐蝕。7-18機(jī)床的機(jī)身、床腳和箱體為什么宜采用灰鑄鐵制造？能否用鋼板焊接制造？試就兩者的實(shí)用 性和經(jīng)濟(jì)性作簡(jiǎn)要的比較。答：機(jī)床的機(jī)身、床腳和箱體之所以宜采用灰鑄鐵鑄造， 是因?yàn)榛诣T鐵減震性能好，若用鋼板焊接制 造，減震性能不夠，成本高，不經(jīng)濟(jì)。7-19為什么可鍛鑄鐵適宜制造壁厚較薄的零件？而球墨鑄鐵卻不宜制造壁厚較薄的零件？答：可鍛鑄鐵是由白口鑄

25、鐵經(jīng)石墨化退火得到的，有良好的塑性韌性，經(jīng)過不同的熱處理工藝，可鍛 鑄鐵可獲得不同的基體組織，可滿足各種零件的特殊性能要求，故可鍛鑄鐵適合制造壁厚較薄零件。而球墨鑄鐵在制造過程中要加入球化劑， 而球化劑以鎂為主，鎂的存在容易生成滲碳體，白口傾向嚴(yán)重，故球墨鑄鐵不適合制造壁厚較薄零件。7-20為下列零件或構(gòu)件確定主要性能要求、適用材料及簡(jiǎn)明工藝路線。機(jī)床絲杠；大型橋梁；載重汽車連桿；載重汽車連桿鍛模；機(jī)床床身；加熱爐爐底板；汽輪機(jī)葉片；鋁合金門窗擠壓模；汽車外殼；手表外殼答：機(jī)床絲杠 性能要求：強(qiáng)度高，耐磨，綜合力學(xué)性能好。適用材料：38CrMoAlA工藝路線：下料一鍛造一退火一粗加工一調(diào)質(zhì)一精

26、加工一氮化一研磨一成品大型橋梁性能要求：強(qiáng)度高，具有足夠的塑性、韌性、良好的焊接性和冷熱塑性加工性能適用材料：Q420工藝路線：載重汽車連桿性能要求：高的強(qiáng)度、韌性和耐沖擊性能適用材料：40Cr工藝路線：載重汽車連桿鍛模 性能要求：高的硬度、耐磨性和熱疲勞性能適用材料：5CrNiMo工藝路線：機(jī)床床身性能要求：良好的減震性和鑄造性能適用材料：HT150工藝路線：加熱爐爐底板性能要求：良好的耐熱性適用材料：耐熱鑄鐵：RTCr2工藝路線：汽輪機(jī)葉片性能要求：良好的耐熱性、塑性、韌性、焊接性、抗疲勞性能適用材料：熱強(qiáng)鋼:1Cr13,2Cr13工藝路線：鋁合金門窗擠壓模性能要求：良好的韌性、耐熱性和抗

27、疲勞性能適用材料：4Cr5MoSiV工藝路線：汽車外殼性能要求：良好的塑性韌性適用材料：08F工藝路線：手表外殼 性能要求：良好的耐蝕性，耐磨性適用材料：3Cr13工藝路線：第八章作業(yè)8-1鋁合金的熱處理強(qiáng)化和鋼的淬火強(qiáng)化有何不同？答：鋁合金熱處理的主要工藝方法有退火、淬火和時(shí)效。退火鋁合金的退火有下列幾種：（1）再結(jié)晶退火在再結(jié)晶溫度以上保溫一段時(shí)間后空冷，用于消除變形工件的加工硬化，提高塑性，以便繼續(xù)進(jìn)行成形加工。（2）低溫退火 目的是消除內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)增加塑性，通常在 180300 c保溫后空冷。（3）均勻化退火 目的是消除鑄錠或鑄件的成分偏析及內(nèi)應(yīng)力，提高塑性，通常在高溫長(zhǎng)時(shí)間保溫后空冷

28、。淬火（固溶處理） 將鋁合金加熱到固溶線以上保溫后快冷，使第二項(xiàng)來不及析出，得不到過飽和不 穩(wěn)定單一a固溶體。淬火后鋁合金的強(qiáng)度和硬度不高，具有很好的塑性。時(shí)效將淬火后鋁合金在室溫或低溫加熱下保溫一段時(shí)間， 隨時(shí)間延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度顯著升高而塑 性降低的現(xiàn)象，稱為時(shí)效。鋼的淬火強(qiáng)化是將鋼加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度以適當(dāng)速度冷卻， 獲得馬氏體或下貝氏體組織，從而使鋼具有較高的力學(xué)性能。第九章作業(yè)9-2簡(jiǎn)述高分子化合物的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能特點(diǎn)。答：一、高分子化合物的力學(xué)性能（一）高彈性 （二）粘滯性1.蠕變和應(yīng)力松弛2.滯后和內(nèi)耗（三）強(qiáng)度和斷裂1.強(qiáng)度2.斷裂3.韌性（四）耐磨性二、高

29、分子化合物的物理化學(xué)性能（一）電化學(xué)性能（二）熱性能（三）化學(xué)穩(wěn)定性9-3什么是高聚物的老化？如何防止老化？高聚物改性方法有哪些？答：高分子化合物在長(zhǎng)期存放和實(shí)用過程中，由于受光、熱、氧、機(jī)械力、化學(xué)介質(zhì)和微生物等因素 的長(zhǎng)期作用，性能逐漸變差，如變硬、變脆、變色，直到失去使用價(jià)值的過程稱為老化。防止老化的措施主要有以下方法：對(duì)高聚物改性，改變大分子的結(jié)構(gòu)，提高其穩(wěn)定性；進(jìn)行表面處理，在材料表面鍍上一層金屬或噴涂一層耐老化涂料，隔絕材料與外界的接觸；加入各種穩(wěn)定劑，如熱穩(wěn)定劑，抗氧化劑等。高分子材料的改性方法：（一）填充改性（二）增強(qiáng)改性（三）共混改性（四）化學(xué)改性第十章作業(yè)10-1陶瓷材料的

30、顯微組織結(jié)構(gòu)包括哪三相？它們對(duì)陶瓷的性能有何影響？答：陶瓷材料是多相多晶材料，一般由晶相、玻璃相和氣相組成。其顯微結(jié)構(gòu)是由原料、組成和制造 工藝所決定的。品相是陶瓷材料的主要組成相，是化合物或固溶體。晶相分為主晶相、次品相和第三晶相等主品相對(duì) 陶瓷材料的性能起決定性的作用玻璃相是一種低熔點(diǎn)的非晶態(tài)固相。 它的作用是粘接晶相，填充晶相間的空隙，提高致密度，降低燒 結(jié)溫度，抑制晶粒長(zhǎng)大等。氣相（氣孔）是指陶瓷孔隙中的氣體。陶瓷的性能受氣孔的含量、形狀、分布等的影響。氣孔會(huì)降低 陶瓷的硬度，增大介電損耗，降低絕緣性，降低致密性，提高絕熱性和抗振性。10-7比較T10A、W6Mo5Cr4V2、YG8刀

31、具材料在使用狀態(tài)的組織和主要性能特點(diǎn)。答：T10A屬于過共析鋼，淬火后鋼中有未熔的過剩碳化物，增加鋼的耐磨性。適用于制造工作時(shí)不 變熱的工具。W6Mo5Cr4V2 屬鴇鋁系高速鋼，其碳化物分布的均勻性、韌性和高溫塑性均超過 W18Cr4V，但是， 耐磨性比W18Cr4V略差，切削性能則大致相同。這一鋼種目前我國(guó)主要用于熱軋刀具 （如麻花鉆）， 也可用于制作大尺寸刀具。YG8鴇鉆類硬質(zhì)合金，由 WC和Co組成，具有較高的強(qiáng)度和韌性，主要用于制造刀具、模具、量 具、耐磨零件等。具刀具主要用來切削脆性材料，如鑄鐵和有色金屬等。第十一章作業(yè)11-1什么是復(fù)合材料？有哪些種類？復(fù)合材料的性能有什么特點(diǎn)？答：由兩種以上在物