发布时间 : 星期三 文章工程材料及机械制造基础习题答案（doc 33页）更新完毕开始阅读3402de93443610661ed9ad51f01dc281e53a568c
4、与纯铜相比，黄铜和青铜各有什么特点？有哪些用途？ 黄铜是在纯铜基础上以锌为主加元素的铜合金，由于锌元素的加入，增加来合金的强度和硬度，降低了 合金的塑性和韧性，用做一般的零件、镀层等。青铜指除锌和镍以外的其他元素为主要合金元素的铜合金，由于这些元素的加入，使合金具有一些特殊性能和良好的铸造性能。
5、钛合金分为几类？钛合金的性能特点与应用是什么？ 钛合金分为：α型钛合金、β型钛合金、α＋β型钛合金。钛合金的性能特点是：熔点高、密度小、比强度高、热强度高、断裂韧性较高、耐腐性高，但切削性差、冷变形困难、硬度低、耐磨性差。主要用于航空、化工、造船及医疗行业。 6、与金属材料相比，工程塑料的主要性能特点是什么？
密度小，比强度大，耐蚀性、减摩性与自润滑性良好，绝缘性、耐电弧性、隔音性、吸振性良好，好易于成型和加工。缺点是强度、硬度、刚度低，耐热性、导热性差，热膨胀系数大，容易燃烧、老化。
7、简述制约高分子材料大量应用的因素，如何进一步提高其性能？
8、某厂使用库存数年的尼龙绳吊具时，在承受能力远大于吊装应力时却发生断裂事故，试分析其原因。
库存时间太长，因空气中氧气等作用而老化，使强度等下降。 9、对于下面列出的四种构件，选用下列那种塑料最合适？ 构件：（1）电源插座；（2）飞机窗玻璃；（3）化工管道；（4）齿轮。 材料：（1）酚醛树脂；（2）尼龙（3）聚氯乙烯；（4）聚甲基丙烯酸甲脂。 电源插座（酚醛树脂）；飞机窗玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）；化工管道（聚氯乙烯）；齿轮（尼龙）。
10、简述常用特种陶瓷材料的种类、性能特点及应用。
氧化铝陶瓷：熔点高，热强度大，抗氧化，并具有高的电阻率和低的热导率。主要用作高温结构材料、绝缘、绝热材料、模具材料及切削刀具。 氧化铍陶瓷：最大特点是导热性好，用于制作坩埚、真空陶瓷和原子反应堆陶瓷。 氧化锆陶瓷：
氧化物陶瓷：耐高温。
碳化物陶瓷：具有很高的熔点、硬度和耐磨性，但耐高温能力差。 氮化物陶瓷：
硼化物陶瓷：硬度高，较高的耐化学侵蚀能力。
11、陶瓷材料力学性能有何特性？如何进一步改善其性能？
强度、硬度高，化学和热稳定性好，耐高温、耐腐蚀，绝电绝热，但韧性差。面临的主要问题是“增韧”。
12、复合材料的性能有什么特点？
比强度和比模量高，抗疲劳性能和抗断裂性能好，减摩、耐磨、减振性能优良。金属基复合材料具有高韧性和抗热冲击性能。另外，复合材料还具有耐辐射性、蠕变性能高以及特殊的光、电、磁性能。
13、常用的增强纤维有哪些？试比较它们的性能特点。 14、与纤维增强塑料相比，纤维增强金属在性能上有何特点？举例说明它们的用途。 15、比较玻璃钢、碳纤维增强塑料、硼纤维增强塑料、碳化纤维增强塑料和Kevlar纤维增强塑料的性能特点，举例说明它们的用途。 16、纳米材料具有什么样的性能特点？
纳米材料指在一维方向上的线度在1~100nm之间的单元和由此单元作结构单元的材料，其具有小尺寸效应、表面效应和量子效应。 17、未来材料有何特点？其发展方向是什么？
第六章 失效及选材（P79）
1、零件的失效形式主要有哪些？分析零件失效的主要目的是什么？
零件的失效形式：变形、断裂、腐蚀、磨损。分析零件失效的主要目的是为了：正确的设计零件的结构形式、尺寸；正确的选择材料；正确的制订零件的加工工艺；正确的安装及使用零件。 2.、选择零件材料应遵守哪些原则？在利用手册上的力学性能数据时应注意哪些问题？
选择零件材料应遵守：使用原则、工艺原则和经济性原则。在利用手册上的力学性能数据时应注意零件的使用性能，由零件的工作应力、使用寿命或安全性与力学性能指标的关系，确定对力学性能指标要求的具体数字。 3、试述常用力学指标在选材中的意义。 可根据零件的的工作条件、失效形式及其对力学性能的要求进行选材。塑性材料考虑屈服强度，脆性材料考虑抗拉强度。
4、零件的使用要求包括哪些？以车床主轴为例说明其使用要求。 包括力学性能、工作温度、工作介质及其它特殊性能。
车床主轴：１）受弯曲、扭转。２）承受的应力和冲击不大，运转平稳。３）滑动轴承、锥孔、外圆锥面处应有一定的耐磨性。 5、试确定下列齿轮的材料，并确定热处理方式。
（1）承受冲击的高速齿轮：选用20CrMnTi钢。锻造后正火，机加工后进行渗碳+高频淬火+低温回火，以提高表面硬和耐磨性。 （2）小模数表用无润滑小齿轮：选用45，调质。
（3）农用受力小、无润滑大型直齿圆柱齿轮：选用QT500-7，正火。 6、分析断裂韧度在选材中的意义。 断裂韧度是材料抵抗裂纹扩展的能力。一般零件在制造过程中都会或多或少的存在某种缺陷和裂纹，有的重要零件或生产周期长、生产成本高的零件，为保证安全及减少废品率，应选择断裂韧度好的材料。
7、今有一储存液化气的压力容器，工作温度为-196℃，试回答下列问题，并说明理由。
（1）低温压力容器要求材料具有哪些力学性能？
低温下保持一定的韧性和强度，以满足容器的使用要求。 （2）在下列材料中选择何种材料较为合适？
低温合金高强度钢：奥氏体不锈钢：变形铝合金；黄铜；钛合金；工程塑料。 选择低温合金高强度钢（奥氏体不锈钢、变形铝合金），因此压力容器为低温压力容器，在-196℃时要承受一定压力，需材料在低温下具有较高的强度和韧性，低温合金高强度钢（奥氏体不锈钢）具有这种性能。
8、选择下列零件的材料并说明理由，制定加工工艺路线并说明各热处理工序的作用。
机床主轴；镗床镗杆；燃气轮主轴；汽车、拖拉机曲轴；中压汽轮机后叶片；钟表齿轮；内燃机的火花塞；赛艇艇身。
第七章 铸造(P109)
１、 什么是液态合金的充型能力？它对铸件质量有何影响？与合金的流动性
有何关系？化学成分对合金的流动性有何影响？
充型能力：液态合金充满铸腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。充型能力强能获得质量好的铸件。合金的流动性好，充型能力强，反之充型能力强弱。纯金属和共晶成分的合金在恒定温度下凝固，已凝固层和未凝固层之间界面分明、光滑，对未凝固液体阻力小，流动性好，结晶温度范围窄的合金流动性好。 ２、 既然提高浇注温度能提高合金的充型能力，为何又要防止浇注温度太
高？
因浇注温度太高，合金液体在铸腔中液态收缩与凝固收缩的量大，易产生缩孔与缩松。
3、液态合金浇入铸型后要经历哪几个收缩阶段？对铸件质量各有何影响？铸造模样尺寸与哪个收缩阶段密切相关？ 液态合金浇入铸型后要经历：液态收缩 ；凝固收缩 ；固态收缩等三个收缩阶段。液态收缩，体积的缩小仅表现为型腔内液面的降低；凝固收缩引起铸件的缩孔与缩松；固态收缩引起铸件的内应力、变形，甚至裂纹。铸造摸样尺寸与固态收缩密切相关。
4、铸件中缩孔和缩松是如何形成的？根本原因何在？如何防止铸件的缩孔和缩松？从工艺上看哪种更难防止？为什么？ 合金液体在逐层凝固时，因内部体积的收缩并得不到液体合金的补充，产生缩孔。合金液体在糊状凝固时，因内部体积的收缩并得不到液体合金的补充，产生缩松。从工艺上看缩松更难防止，因缩孔可采用顺序凝固方法使其产生在冒口中。而缩松是糊状凝固的产物，在糊状凝固时，已凝固的金属表面粗糙，阻碍液体金属的流动，收缩所需金属液体更难得到补充。
5、生产上经常采用哪些方法来确定缩孔的位置？
合理的安置冒口和冷铁的位置，使铸件按预定方向顺序凝固。
6、何谓顺序凝固原理？何谓同时凝固原理从工艺上如何实现这两种凝固原理？它们各适用于甚么场合？
顺序凝固原则：通过设置冷铁、布置浇、冒口位置等措施。保证铸件各部按照远离冒口的位置最先凝固，然后朝冒口的方向顺序凝固，使冒口最后凝固的凝固原则。
同时凝固原则：通过设置冷铁、布置浇口和冒口的位置等措施．使铸件各部分温差尽可能小的凝固过程。
顺序凝固原则适用于铸件壁厚，易产生缩孔和缩松的合金。同时凝固原则适用于壁厚均匀，结晶温度范围宽，致密度要求不高的的铸件，以防止铸件的内应力、变形及裂纹。
7、铸造内应力分为哪几类？热应力是如何形成的？在铸件不同部位的应力状态如何？
铸造内应力分为热应力和机械应力。热应力是由于铸件壁厚不均．各部分的冷却速度不一致，收缩量不同，铸件内部彼此相互制约产生的应力。厚部、心部受拉应力。薄部、表面受压应力，
8.铸件变形的原因何在？如何防止铸件的变形？ 铸件变形是由于内部存在内应力，铸件处于一种不稳定状态，厚的部分受拉应力，薄的部分受压应力。当应力超过屈服极限铸件本身总是力图通过变形来减缓内应
力，铸件产生变形。防止铸件的变形：1）铸件的结构尽可能对称；2）铸件的壁厚尽可能均匀；3）采用同时凝固原则；4）采用时效处理。 9、球墨铸铁在化学成分、力学性能和铸造工艺方面有何特点？
化学成分：wc=3.7～4.0％．Wsi=2.0～2.8％、wMn=0.6～0.8％，ws＜0.04％，wP＜0.1％，wRe=0.03～0.05％ 。
力学性能：抗拉强度、塑性、韧性、疲劳强度较高。 铸造性能良好，在浇注前需向铁液中加入适量的球化剂和孕育剂，使碳呈球状析出。
10、分析如图7-49所示的槽型铸件的热应力形成过程，标出最终热应力状态，并用虚线画出铸件的变形方向。
在固态收缩过程中，由于下部温度下降得快，上部与下部收缩不均匀，所以产生热应力。最终热应力为上拉下压。变形方向为沿对称轴向上凸。
11、铸造工艺图包括哪些内容？试确定如图7-50所示的机床床身的分型面和浇注位置，并说明原因。
铸造工艺图包括：铸件的浇注位置，分型面，型芯的数量、形状及固定方法，加工余量，起模斜度、收缩率，浇注系统，冒口，冷铁的尺寸及布置，砂箱形状及尺寸等。
12、图7-51所示的三种铸件应采用何种手工造型方法？试确定它们的分型面和浇注位置。