工程材料基础复习.doc

第一部分 习题与思考题 1、抗拉强度：材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力。 　屈服强度：材料开始产生宏观塑性变形时的最低应力。 　刚度：结构或构件抵抗弹性变形的能力。 　疲劳强度：经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。 　冲击韧性：材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 　断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力。 2、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？材料的弹性模量E愈大，则材料的塑性愈差。这种说法是否正确？为什么？ 　①表征刚度的指标是弹性模量E，因此，如果要零件刚度好，需要选择弹性模量高的材料； 　②题给的说法不正确，因为材料的弹性模量与塑性无关，所以并非E越大塑性越差。 3、四种不同材料的应力—应变曲线，试比较这四种材料的抗拉强度、屈服强度（或屈服点）、刚度和塑性。并指出屈服强度的确定方法。 　由大到小的顺序：抗拉强度：2、1、3、4。屈服强度：1、3、2、4。刚度：1、3、2、4。塑性：3、2、4、1。 4、常用的硬度测试方法有布氏、洛氏、维氏和显微硬度。 　这些方法测出的硬度值能否进行比较？由于各种硬度的实验条件不同，故相互间无理论换算关系，但通过实践发现在一定条件下存在某种粗略的经验换算关系。如在200～600HBS(HBW)内，HRC≈1/10HBS(HBW)；在小于450HBS时， HBS≈HV。 5、下列几种工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？ (1)锉刀　洛氏或维氏硬度　(2)黄铜轴套　布氏硬度　(3)供应状态的各种碳钢钢材　布氏硬度　(4)硬质合金刀片　洛氏或维氏硬度　(5)耐磨工件的表面硬化层　显微硬度 第二部分 习题与思考题 1、一次渗碳体：由液相中直接析出来的渗碳体称为一次渗碳体。 　二次渗碳体：从A中析出的Fe3C称为二次渗碳体。 　三次渗碳体：从F中析出的Fe3C称为三次渗碳体Fe3CⅢ。 　共晶渗碳体：经共晶反应生成的渗碳体即莱氏体中的渗碳体称为共晶渗碳体。 　共析渗碳体：经共析反应生成的渗碳体即珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。 　铁素体（F）：铁素体是碳在中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格。由于碳在中的溶解度很小，它的性能与纯铁相近。塑性、韧性好，强度、硬度低。它在钢中一般呈块状或片状。 　奥氏体（A）：奥氏体是碳在γ－Fe中形成的间隙固溶体，面心立方晶格。因其晶格间隙尺寸较大，故碳在γ－Fe中的溶解度较大。有很好的塑性。 　渗碳体（Fe3C）：铁和碳相互作用形成的具有复杂晶格的间隙化合物。渗碳体具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近于零。在钢中以片状存在或网络状存在于晶界。在莱氏体中为连续的基体，有时呈鱼骨状。 　珠光体（P）：由铁素体α和渗碳体Fe3C组成的机械混合物。铁素体和渗碳体呈层片状。珠光体有较高的强度和硬度，但塑性较差。 　莱氏体（Ld，Ld）：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体(Ld)。由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用（Ld）表示在莱氏体中，渗碳体是连续分布的相，奥氏体呈颗粒状分布在渗碳体基体上。由于渗碳体很脆，所以莱氏体是塑性很差的组织。 2、画出Fe-Fe3C相图，并进行以下分析： (1) 标注出相图中各区域的组织组成物和相组成物； (2) 分析0.4%C亚共析钢的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量；合金的结晶过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相对重量。 （2）组织组成物： F 50％， P 50％。相组成物： F 94％， Fe3C 6％。 3 、根据Fe-Fe3C相图；计算： (1) 室温下，含碳0.6%的钢中铁素体和珠光体各占多少?　 F 22％，P 78％； (2) 室温下，含碳0.2%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少? 　P 93％，Fe3C 7％； (3) 铁碳含金中，二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。 　22.64％，0.32％ 4、现有形状尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们分别为0.20%C；0.4%C；1.2%C；3.5%C合金。根据所学知识，可有哪些方法来区别它们? 　可以金相法区分。一是看有无莱氏体或石墨组织，有即为3.5%C的铁碳合金。二是看有无二次渗碳体，有即为1.2%C的过共析钢。剩下的两种合金只要比较珠光体的数量即可，多者为0.4%C少者为0.2%C的合金。还可用硬度试验法、测试拉伸图等。 根据 Fe-Fe3C相图，说明产生下列现象的原因： 含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高； 　钢中随着含碳量的增加，渗碳体的含量增加，渗碳体是硬脆相，因此含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高。 低温莱氏体的塑性比珠光体的塑性差 　低温莱氏体中有大