《金属学及热处理》_郭海华 习题及解答.docx
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1、习题1(第一章力学性能)1 .塑性指标在工程上有哪些实际意义?型性是指材料在破坏前所能产生的最大塑性变形旎力,也性好的材料可以旭利地进行锻压、轧阴等加工:在超教情况下不至突然断裂而提高了工作安全性.2 .提高金属材料的强度有什么实际工程意义?材料抵抗变形和破坏的能力称为强度,强度指标的具体含义是材料单位面枳上所旎承受力的能力,强度的提高,建味着在同样外力的情况下,材料的横嵌面积可以减小,Iti终可以节约材料,降低成本;同理,强变的提高,在相同横岐面枳的情况下,材料承受外力的能力提高了,可以用于要求更高、更重要的加工制造.3 .金,弧疲劳Wr裂fI哪些特点?防止金尿疲劳断裂的方法有哪些?在交变力
2、作用下,金属会发生疲劳断裂现象,材料抗疲劳断裂的能力称为疲劳强度,疲劳利度是指在交变力作用下.材料经无限次应力荷环而不断裂的的大应力值.这个最大应力值往往低于材料的屈服强度(如很多材料是其屈服强度的0.30.6倍),这说明交变力比静力具有更大的破坏性:其次疲劳断裂没有明显电性变形的过程突然断裂具有更大的危险性。防止措施有:合现选材,然少氧化、脱碳、裂纹、夹杂等缺陷;改善零件结构形状:减少开孔、挖槽、缺”等,尽展避免尖角和裁面突变,避免引起应力集中:降低零件表面粗糙度,应一景减少刀痕、第痕、擦伤、腐蚀等表面加工扭伤:采用各种表面强化处理如沙碳、沙躯、表面淬火喷丸和浪JK等在材料表面形成一定深度的
3、残余H加力.4,某厂购入一批40钢,按相关标准规定其力学性能指标应为:RAN340MPa.RmH54OMPa.Z45%.验收时.IR样将其制成心Iomm的试样做拉伸试验,测得双.4KN,M7.1KN,断后口.径流=Z3m,请计算相大力学性能,判断该批钢材是否合格.答:氏广9计算得该材料AU=400MPaSORn=-计算得该材料屈-600MPa*Z=务二区X1.oO%计算得该材料Z=46.7%(I)结晶过程如下:由图4-7:含碳依045%的钢为亚共析剂,合金在冷却至GS践之前,己结晶出全部的奥氏体(WC=O.45%).当冷到GS线上时,开始在A品界上析出F.并随温度的下降,I:量不断增多,A家不
4、断减少.F含磁及沿GP线变化,而剌余奥氏体碳含量则沿GS线变化”当温度至727C时,F的成分达到P点,剩余A含域到达S点发生共析转变,形成珠光体,此时.铜的组织就由先共析铁索体和珠光体组成.共折线温度以下.铁素体将析出三次海硬体.但其数限很少,可以忽略.故该合金的室温组织可以认为是铁素体与珠光体.(2)相和如妲组成物的占比1)姐织如成物的相对含地:组织:帙素体珠光体.铁素体含量用QF表示,珠光体含筮用Qr表示,室淑株素体含碳Ift为0.0008%:QF=(0.77-0.45)/(0.77-0.0008)11.6%Qp=1.-41.6%=58.4%2)相组成物的相对量铁碳合佥均由铁索体7卷碟体两
5、相组成,铁素体用QF发示,海碳体用QEIC表示,室温铁素体含碳最为0.0008%;QF=(6.69-0.45)/(6.69-0.0008)=93.3%Qm=I-93.3%=6.7%3、某钢材仓库积压了许多钢材(退火态),由于钢材混杂,铜的化学成分未知,取其中一根经金相组织分析后,其组织为P中e3C.P占93%.试根据帙碳相图计算此钢材含碳量:大约是多少?由组织P+Fe3C,可知该钢属于过共析剂设其含碳处为戒,根据铁碳相图及杠杠定律:Qr=6.69-x)/(6.69-0.77)=93%解得xg1.2此钢材含碳量约为1.%。4 .简述钢的成分、室温平衡组织及力学性能之间的关系.立共析铜平衡组织为F
6、-P,共析钢为全部P:过共析钢为P+Fe3C0组织不同,但均由F和FeSC两相构成,Rg碳含量增加,Fe3C6t增加.合金便度提高,电性和韧性下降:当碳含St小于M.随碳含ht增加,强度增高:当碳含量达1%后,由于FcsC数量多并沿晶界呈网状分布,使强度将随碳含量的增加而下降,5 .我用何种简便方法Ur将形状、大小相同的低碳钢与白口铸铁材料迅速别开?最简单的办法就是用钢维刀挫磨材料表面,白口带铁小于1.3C将,硬度高.挫害费力、打滑:低碳钢碳化物少.更软,有明显划痕和损伤.也可以用榔头分别敲击,声者比较清脆、悠长的是钢材,声音沉闷、出促的是铸铁,6,试应用铁/合金状态图知识卜列何甥:(1)为改
7、变钢的力学性能而进行热处理时,为何一定要加热到学淑度以上?而起走机起吊H物却用钢丝绳(用高(2)为何绑扎物体时皎用铁丝(用低碳钢制成硬例制成)?(3)tt1.E渊高碳钢料时为何比爆低碳钢料时费力,I1.IK条更易磨损?(4)为什么铸造介金常适用接近共品成分的合金,向梁性成形合佥常选用取相固溶体成分合金?(1)钢力学性能要发生大的变化,必须有相的改变,钢加热到AI温度以上才会引起相变。(2)根据碳钢性能变化总体趋势wc:FIR3Cf-Rm,HRCA,j.高碳期含碳量高.抗拉强度好,适合吊重:低碳网含硬敢低.里性好,易于弯曲变形适合搠扎.(3)高碳钢含碳设高,碳化物数豉多,现度高、耐磨性好:低喘钠
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