工程材料问答题.docVIP

习题1材料的力学性能

问答题

请解释材料的工艺性能、使用性能和力学性能含义

答：材料的工艺性能是指将材料加工成零件的难易性，涉及可切削性、铸造性、锻压性、焊接性等。材料的工艺性好坏与所采用的加工方法有关。使用性能是指材料加工成零件后，是否好用、耐用，使用性能涉及力学性能、物理性能、化学性能。力学性能是指材料受载荷作用时表现出的与变形、断裂相关的一系列性能，重要有强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度等。

什么叫强度？常用的强度指标是哪两个？分别代表什么？

答：强度——材料受静载荷作用时，抵抗塑性变形和断裂的能力。常用的强度指标是：

屈服强度σs——材料受静载荷作用时，抵抗塑性变形的能力。

抗拉强度（强度极限）σb——材料受静载荷作用时，抵抗断裂的能力。

什么叫塑性？常用的塑性指标是哪两个？材料的塑性在工程上有何实用意义？

答：塑性——材料在受载荷作用时，发生永久性变形的能力。常用的塑性指标是：延伸率δ、断面收缩率ψ。塑性在工程上的实用意义：

塑性是变形加工（锻压）的条件。塑性较好的材料才可以进行变形加工。

塑性好的材料，不易脆断，应用时安全性比较好。

比较布氏硬度、洛氏硬度的测量方法、压头形状和硬度值有效范围。并指出各自的应用范围。

洛氏硬度在测试时可以直接在读数表上读出硬度值。

标尺

标注符号

压头类型

数值有效范围

合用对象

A

HRA

金刚石圆锥

20-88HRA

很硬的材料，如钢的表面硬化层、硬质合金等。

B

HRB

钢球

20-100HRB

较软的材料，如退火的钢、铜合金、铝合金等。

C

HRC

金刚石圆锥

20-70HRC

较硬的材料，如淬火的钢件

布氏硬度需根据测试条件和压痕直径查表才干得到硬度值。

标注符号

压头类型

数值有效范围

合用对象

HBS

钢球

＜450HBS

硬度较低、厚度较大的原材料或毛坯。

HBW

硬质合金球

＜650HBS

金属材料的硬度与抗拉强度之间存在什么关系？这种关系有什么实用意义？

答：金属材料的硬度与强度有一定正比关系。在实际工作中，在不方便测试零件的强度时，经常通过测试其硬度来换算出强度，既简便，成本又低。但需要注意这样换算的数据是比较粗略的

材料的力学性能指标有很多（如强度、塑性、硬度、冲击韧度等），但是在零件图上，经常只标注硬度值规定，这是为什么？

答：测试强度、塑性需采用拉伸实验、测试韧性要用冲击实验，这些实验都是破坏性的，显然不适合于成品零件。硬度实验很简便，对实验对象的损伤非常小，故适合于测试零件。硬度与其它性能指标之间有一定的相应关系，只要测得零件的硬度值，就可以估算其他性能的数值。

用洛氏硬度HRC标尺测得某钢件的硬度为15HRC，这个硬度值说明了什么？碰到这种情况应当如何解决？

答：这个测试值低于HRC标尺的有效范围，说明被测材料的硬度很低，用HRC来测量不合适。可以改用洛氏HRB标尺或布氏标尺HBS来测试

下列材料需要测试硬度，各选用什么硬度实验方法？

（1）退火的钢（2）淬火的钢（3）铝合金、铜合金（4）硬质合金

答：（1）退火的钢：用HBS或HRB（2）淬火的钢：用HRC

（3）铝合金、铜合金：用HBS或HRB（4）硬质合金：用HRA

什么叫冲击韧性？材料冲击韧性的好坏有什么意义？

答：冲击韧性ak——材料受冲击载荷时，抵抗断裂的能力。冲击韧性高的材料，使用安全性好。

什么叫材料的疲劳现象？疲劳的危害是如何体现的？

答：疲劳现象是零件（材料）在交变载荷长时间作用下，产生裂纹并逐渐扩展，最终导致忽然断裂的现象。在裂纹萌生和扩展的较长一段时间中，是不易被发现的，而最终的断裂却是在瞬间发生的。因此，疲劳现象对于运营中的机器，特别对飞行中的飞机，是危害性极大的事故隐患。飞机要进行定期检修，其中一个目的就是要检查一些关键零件是否产生了疲劳裂纹。

提高零件疲劳寿命的方法有哪些？

答：疲劳裂纹通常在零件薄弱部位的表面萌生。下列方法能提高零件抗疲劳性：

提高零件表面光洁度（减少表面粗糙度）。

零件截面和形状变化之处，设计为圆弧过渡，以减轻应力集中现象。

采用表面热解决、喷丸等方法对零件表面进行强化。

防止零件表面被划伤、腐蚀。

此外，采用无损检测技术定期对重要零件进行检测，争取在初期发现零件上的疲劳裂纹，也是防止疲劳断裂恶性事故的有效手段。

习题2金属材料的基础知识

问答题：

什么需要了解金属的内部组织结构？

答：由于金属内部组织结构决定金属的性能，所以，要了解金属的性能及其变化规律，就有必要结识了解金属的内部组织结构。

金属的常见晶体结构有哪几种类型？下面几种金属的晶体结构各属于哪种类型？

α铁、γ铁、铜、铝、铬、镁、锌

答：体心立方晶格：α铁、铬；面心立方晶格：γ铁、铜、铝；