沈莲主编机械工程材料第2版习题与思考题.PDF

沈莲主编《机械工程材料》（第2 版） 习题与思考题 第一章 机械零件的失效分析 1. 何谓失效？零件失效方式有哪些？ 2. 静载性能指标有哪些？并说明它们各自的含义。 3. 过量弹性变形、过量塑性变形而失效的原因是什么？如何预防？ 4. 何谓韧性断裂和脆性断裂的因素的哪些？ 5. 何谓冲击韧性？如何根据冲击韧性来判断材料的低温脆性倾向？ 6. 何谓断裂韧性？如何根据材料的断裂韧度KIC、零件的工作应力σ 和零件中裂纹 半长度a来判断零件是否会发生低应力脆断？ 7. 压力容器钢的 s s = 1000MPa ， K IC = 170MPa m 1/ 2 ；铝合金的 s s = 400MPa ， K IC = 25MPa m 1/ 2 。试问这两种材料制作压力容器时发生低应力脆断时裂纹的临 界尺寸各是多少（设裂纹的几何形状因子Y = p ）？何者更适宜做压力容器？ 8. 说明典型疲劳断口的特征。如何根据疲劳断口形态大致判断： 1）循环应力大小； 2）应力特循环周次多少； 3）应力集中程度大小。 9. 疲劳抗力指标有哪些？影响疲劳抗力的因素有哪些？ 10.磨损失效类型有几种？如何防止零件的各类磨损失效？ 11.腐蚀失效类型有几种？如何防止零件的各类磨损失效？ 12.何谓蠕变极限和持久强度？零件在高温下的失效形式有哪些？如何防止？ 13.有一根轴向尺寸很大的轴，在500℃温度下工作，承受交变扭转载荷和交变弯曲 载荷，轴颈处承受摩擦力和接触应力，试分析此轴的失效形式可能有哪几种？设 计时需要考核哪几个力学性能指标？ 第二章 碳钢 1. 何谓过冷度?为什么结晶需要过冷度?它对结晶后晶粒大小有何影响? 2. 何谓晶体、单晶体、多晶体、晶体结构、点阵、晶格、晶胞? 3. 金属中常见的晶体结构类型有哪几种?α-Fe、γ-Fe、A1、Cu、Ni、Pb、Cr、V、 Mg、Zn各属何种晶体结构? 4. 何谓同素异构转变?纯铁在常压下有哪几种同素异构体?各具有何种晶体结构? 5. 实际晶体中的晶体缺陷有哪几种类型?它们对晶体的性能有何影响? 机械工程材料习题集 6. 固溶体和化合物有何区别?固溶体类型有哪几种? Si、N、Cr、Mn、Ni、B、V、Ti、 W与铁和碳形成何种固溶体或化合物? 7. 何谓匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、固溶体的二次析出转变?根据 Fe-Fe C相图写出它们的转变反应式，并说明转变产物的名称、形态及对铁碳合 3 金力学性能的影响。 8. 根据所学相图知识回答下列问题： (1) 图2-59a和b中的 A-B：二元合金相图各属于什么类型的相图? (2) 分析图 2-59a 中合金①、②、③、④分别从液态缓慢冷却至室温时的结晶 过程和室温组织。并应用杠杆定律计算各合金室温下的组织组成物和相组成 物的质量分数。 (3) 分析图 2-59b 中合金①、②、③分别从液态缓慢冷却至室温时的结晶过程 和室温组织。并应用杠杆定律计算各合金室温下的组织组成物和相组成物的 质量分数。 图 2-59 A-B 二元合金相图 9. 画出Fe-Fe C相图，填出图中各区的相和组织。并分析工业纯铁、w 为0.3％、 3 C w 为0.77％、w 为1.2％、w 为3.0％、w 为4.3％、w 为5.0％的铁碳合金 C C C C C 从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温