機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第2版）-習(xí)題及答案 單元二工程材料余鋼的熱處理參考答案

單元二工程材料余鋼的熱處理2-1材料性能通常分幾類?什么叫材料的力學(xué)性能?用哪些指標(biāo)來衡量?材料性能通常分為兩類：1.使用性能；2.工藝性能；材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性是力學(xué)性能；指標(biāo)衡量：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。2-2一根標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣的直徑為10mm,標(biāo)距長(zhǎng)度為50mm,拉伸試驗(yàn)時(shí)測(cè)出試樣在26000N時(shí)屈服,出現(xiàn)的最大載荷為45000N。拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度為58mm,斷口處直徑為7.75mm,試計(jì)算σs、σb、δ52-3試述布氏硬度和洛氏硬度在測(cè)試方法及應(yīng)用范圍上的區(qū)別。常用的布氏硬度機(jī)是淬火鋼球壓頭；而洛氏硬度機(jī)是用金剛石壓頭。因此，它們?cè)跍y(cè)量鋼鐵材料時(shí)，其應(yīng)用范圍是不一樣的：布氏硬度一般用作硬度較低材料的測(cè)定，如退火鋼或正火鋼；而洛氏硬度大多用作硬度較高材料的測(cè)定，如淬火鋼。2-4金屬材料的工藝性能有哪些?1.鑄造性；2.鍛造性；3.焊接性；4.切削加工性。2-5解釋下列名詞術(shù)語(yǔ):強(qiáng)度、硬度、塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度。強(qiáng)度：強(qiáng)度是材料載荷（外力）作用下抵抗塑性變形和破壞的能力；硬度：硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃傷的能力。塑性：塑性是材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。沖擊韌性：沖擊韌性是指金屬材料在沖擊載荷的作用下折斷時(shí)吸收變形能量的能力，常用沖擊吸取或沖擊韌度來表示。疲勞強(qiáng)度：疲勞強(qiáng)度是表示材料經(jīng)周期性交變載荷作用而不致引起斷裂的最大應(yīng)力，其大小與應(yīng)力變化的次數(shù)有關(guān)。2-6常用的熱處理方法有哪些?請(qǐng)說明退火、正火、淬火、回火及表面淬火的作用。常用的熱處理方法：1.整體熱處理（普通熱處理）；2.表面熱處理；3.最終熱處理；4.預(yù)備熱處理。退火：降低鋼的硬度,提高塑性;細(xì)化晶粒,消除因鑄、鍛、焊引起的組織缺陷,均勻鋼的組織和成分;消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力,以防止變形和開裂。正火：使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，去除材料的內(nèi)應(yīng)力，降低材料的硬度。淬火：提高鋼的硬度和耐磨性；回火：穩(wěn)定組織和尺寸，降低脆性，消除內(nèi)應(yīng)力；調(diào)整硬度，提高韌性，獲得優(yōu)良的力學(xué)性能和使用性能。表面淬火：提高工件表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部仍具有較高的韌性。2-7什么是鑄鐵?它分哪幾類?鑄鐵是含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金；分類：1.白口鑄鐵；2.灰鑄鐵；3.球墨鑄鐵；4.可鍛鑄鐵。2-8試述鋼的分類。說明下列鋼的牌號(hào)的含義及主要用途:Q235、45、T12A、1Cr13、W18Cr4V、GCr15、Cr12、65Mn。鋼的分類：碳素鋼；合金鋼；特殊性能合金鋼。Q235：Q235是中國(guó)的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)，表示其碳含量為0.2%左右。它具有良好的可塑性、韌性和焊接性能，廣泛用于一般結(jié)構(gòu)件、輕型履帶、管道、車輛制造等領(lǐng)域。45：45是一種碳素結(jié)構(gòu)鋼，含碳量較高，約為0.45%。它具有較高的強(qiáng)度和硬度，常用于制造機(jī)械零件、軸承、齒輪、刀具等要求較高強(qiáng)度和耐磨性的零部件。T12A：T12A是一種高速工具鋼牌號(hào)，含有較高的碳、鎢、鉬和鉻等元素。它具有良好的耐熱性、耐磨性和硬度，適用于制造切削工具、沖模、鉆頭、銑刀等高速切削工具。1Cr13：1Cr13是一種不銹鋼，含有約13%的鉻元素，具有一定的耐腐蝕性和磁性。它常用于制造刀具、廚具、機(jī)械零件等需要較強(qiáng)耐蝕性的應(yīng)用領(lǐng)域。W18Cr4V：W18Cr4V是一種高速工具鋼牌號(hào)，含有較高的鎢、鉻、釩和碳等元素。它具有優(yōu)異的熱硬性、耐熱性和耐磨性，廣泛用于制造刀具、鉆頭、銑刀、切削工具等高速切削工具。GCr15：GCr15是一種軸承鋼牌號(hào)，含有約1.5%的鉻元素。它具有良好的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，適用于制造軸承、滾珠、滾子等高精度軸承零件。Cr12：Cr12是一種冷作模具鋼牌號(hào)，含有較高的碳和鉻元素。它具有較高的硬度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，常用于制造冷沖模、剪切刀具、冷擠壓模具等要求較高的模具。65Mn：65Mn是一種碳素彈簧鋼牌號(hào)，含有約0.65%的碳元素。它具有良好的彈性和疲勞強(qiáng)度，適用于制造彈簧、彈片、刀條等要求彈性和硬度的零部件。2-9常用的非金屬材料有哪些?試舉出它們?cè)跈C(jī)器中的應(yīng)用例子。塑料、橡膠、陶瓷、玻璃、纖維材料；塑料應(yīng)用：機(jī)器外殼、面板、齒輪、管道、線纜套等。橡膠應(yīng)用：密封圈、減震墊、橡膠管等。玻璃應(yīng)用：觀察窗、儀表面板、光學(xué)元件等。陶瓷應(yīng)用：絕緣體、耐磨件、傳感器、陶瓷刀具等。纖維材料應(yīng)用：結(jié)構(gòu)件、強(qiáng)化材料、飛機(jī)部件、船舶零件等。10-14ADDCA15-19BAADD2-20鋼中常見的有害和有益元素有哪些?分別說明其有害和有益的原因。鋼中常見的有害元素包括硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）和鉛（Pb），而常見的有益元素包括鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、釩（V）、錳（Mn）和鈦（Ti）等。原因：有害元素：硫（S）和磷（P）：它們會(huì)降低鋼的韌性和冷加工性能，導(dǎo)致脆性斷裂，并在高溫下引起熱開裂和氣孔形成。氧（O）：氧的存在會(huì)導(dǎo)致鋼的氧化和燒結(jié)，降低鋼的強(qiáng)度和塑性。氮（N）：氮會(huì)在鋼中形成氮化物，使鋼的塑性和韌性下降。鉛（Pb）：鉛會(huì)降低鋼的強(qiáng)度和塑性，并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。有益元素：鉻（Cr）：鉻可以提高鋼的耐腐蝕性、耐熱性和抗磨損性能，增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和硬度。鎳（Ni）：鎳可以提高鋼的韌性、延展性和耐腐蝕性能，使鋼具有較好的低溫沖擊韌性。鉬（Mo）：鉬可以提高鋼的強(qiáng)度、硬度和熱穩(wěn)定性，增強(qiáng)鋼的抗