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2017年《机械制造基础》广播电视大学(电大)期末考试形成性考核册作业答案

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2017 年度广播电视大学(电大)期末考试 《机械制造基础》形成性考核册作业答案 1、常用的工程材料可以用教材第一页的表格表示,请完成工程材料的分类表: 答: 铸铁 黑色金属 金属材料 有色金属 工程材料 非金属材料 高分子材料 塑料 陶瓷材料 合成纤维 碳钢 合金钢 橡胶 复合材料 1、 人们在描述金属材料力学性能重要指标时,经常使用如下术语,请填写其使用的符号和 内涵: (a) 强度:金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有屈服强 度 σs 和抗拉强度 σb。 (b) 塑性:金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力。 (c) 强度:是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。硬度有布氏硬度 HBS 和洛氏硬度 HR。 (d) 冲击韧性:金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。 (e) 疲劳强度:金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。 2、 参照教材图 1—2 填写材料拉伸曲线中的相应特征值点的符号,并描述相应的含义。 (a) 横坐标表示:试件的变形量Δ L (b) 纵坐标表示:载荷 F (c) S 点:屈服点 (d) b 点:颈缩点 (e) k 点:拉断点 (f) 屈服点以后出现的规律:试样的伸长率又随载荷的增加而增大,此时试样已产 生较大的塑性变形,材料的抗拉强度明显增加。 3、 一根标准试样的直径为 10mm、标距长度为 50mm。拉伸试验时测出试样在 26kN 时 屈服, 出现的最大载荷为 45 kN。 拉断后的标距长度为 58mm, 断口处直径为 7.75mm。 试计算试样的 σ0.2、σb。 答:σ0.2=F0.2/S0=26000/(3.14*0.0052)=3.3*108MPa σb=Fb/S0=45000/(3.14*0.0052)=5.7*108MPa 4、 HR 是零件设计中常用的表示材料硬度指标。 请回答下表中表示的有效范围和应用范围: 硬度符号 HRA HRB HRC 有效值范围 70~85 25~100 20~67 主要应用范围 硬质合金、表面淬火、渗碳 有色金属、退火、正火等 淬火钢、调质钢等 HR 和 HB 有什么差别? 答:两种都是测试硬度的标准,区别在于测量方法不同。两种硬度标准根本性区别在于:布 氏和洛氏测量的对象不同。布氏测量低硬度的材料,洛氏测量高硬度的材料。 6、参照教材 1-7 图补充如下 Fe-Fe3C 相图缺少的内容(标注相应的数据和材料相符号) , 思考每个线条和线条包容区域内金属相符号的特点 参考上图回答以下问题: : (a.). (b.). (c.). (d.). (e.). (f.). (g.). (h.). AC 线为:合金的液相线 Acm 线为:碳在奥氏体中的溶解限度线 AC3 线为:奥氏体中开始析出铁素体或铁素体全部溶入奥氏体的转变线 A 表示:奥氏体相 F 表示:铁素体相 P 表示:珠光体相 Ld 表示:液相 Fe3C 表示:渗碳体相 (i.). (j.). 含碳 0.77%为:都是奥氏体 导致过共析钢中材料脆性很高的主要原因是:若加热到略高于 AC1 温度 时,珠光体完全转变成奥氏体,并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体 晶粒细小,且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度,则二 次渗碳体不断溶入奥氏体,致使奥氏体晶粒不断长大,其碳浓度不断升高, 会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。 7、假定有含碳量为 80%的材料从液态逐渐缓慢冷却,请说明其随温度下降的组织变化。 答:液相,液相和一次渗碳体,一次渗碳体和莱氏体,一次渗碳体和低温莱氏体 8、 AC3 和 Acm 是重要指标线,在这个温度以下会稳定得逞室温组织。在高温度附*的冷 却速度决定了材料的晶粒大小。因此,为细化晶粒的退火热处理的工艺设计是需要查阅 相图的(通常要高出 50°C) 。请同学补充完成下面的回答: 回答:当温度下降到达 AC 线时,出现凝固,成为 L(液体)和 A,经过 EF 线以后完 全固体,…… 发生共晶反应。此时液相 LC(4.30 % C),奥氏体 AE( 2.11 % C ) 。渗碳体 (6.69 % C)三相共存。冷凝时反应的结果形成了奥氏体与渗碳体的机械混合物,通称为莱氏体 9、 钢的热处理主要包括淬火、退火、回火、调质处理和渗碳。它们的主要特点是按照热 处理温度、 冷却速度、 热处理目的或用途、 工艺过程安排特点考虑的。 请藐视它们的特点: 淬火:指将钢件加热到 Ac3 或 Ac1(钢的下临界点温度)以上某一温度,保持一定的时 间,然后以适当的冷却速度,获得马氏体(或贝氏体)组织的热处理工艺。常见的淬火工艺 有盐浴淬火,马氏体分级淬火,贝氏体等温淬火,表面淬火和局部淬火等。淬火的目的:使 钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备 等。 退火:指金属材料加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。常见 的退火工艺有:再结晶退火,去应力退火,球化退火,完全退火等。退火的目的:主要是降 低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组织和成分 的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等。 回火:指钢件经淬硬后,再加热到 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热 处理工艺。 常见的回火工艺有: 低温回火, 中温回火,高温回火和多次回火等。 回火的目的: 主要是消除钢件在淬火时所产生的应力, 使钢件具有高的硬度和耐磨性外, 并具有所需要的 塑性和韧性等。 调质: 指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。 使用于调质处理的钢称调质 钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 渗碳:渗碳是将工件置于渗碳介质中,加热到单相奥氏体状态,保温一段时间,使碳原子渗 入工件表层, 提高表层含碳量, 从而增加表面的硬度及耐磨性。 渗碳工件材料一般为低碳钢。 渗碳工



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