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工程材料及其成形技术基础课作业参考答案

工程材料及其成形技术基础课作业参考答案

1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷?这些负荷对零件产生什么作用?

答: 机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用(单负荷或复合负荷的作用)。力学负荷可使零件产生变形或断裂;热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变,产生热应力,热疲劳,高温蠕变,随温度升高强度降低(塑性、韧性升高),承载能力下降;环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。

2-9 从铁-碳相图的分析中回答:

⑴ 随碳质量百分数的增加,硬度、塑性是增加还是减小?

⑵ 过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样?

⑶ 为何钢有塑性而白口铁几乎无塑性?

⑷ 哪个区域熔点最低?哪个区域塑性最好?

⑸ 哪个成分结晶间隔最小?哪个成分结晶间隔最大?

答: ⑴ 随碳质量百分数的增加,硬度、增加塑性减小。

⑵ 过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性均降低。

⑶ 塑性主要与铁-碳合金中的铁素体相含量多少有关,铁素体相含量越多塑性越好。钢含碳量低(ωc<2.11%)铁素体相含量多为基体而有塑性,白口铁含碳量高(ωc>2.11%),渗碳体相含量高为基体而几乎没有塑性。

⑷ 共晶点熔点最低,奥氏体区塑性最好。

⑸ C点共晶成分(ωc=4.3%)结晶间隔最小(为零),E点(ωc=2.11%)成分结晶间隔最大。

3-1 什么是珠光体、贝氏体、马氏体?它们的组织及性能有何特点?

答: 珠光体(P)—铁碳合金平衡状态下,在PSK线(727℃)发生共析转变的转变产物,即铁素体片和渗碳体片交替排列的机械混合物组织。强度比铁素体和渗碳体都高,塑性、韧性和硬度介于铁素体和渗碳体之间。热处理后可得到在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的粒状珠光体,综合性能更好。

贝氏体(B)—从550℃到Ms范围内中温转变、半扩散型转变的非平衡组织,即含过饱和碳的铁素体和渗碳体的非片层状混合物组织。按组织形态不同分羽毛状的上贝氏体 (B上)和针片状的下贝氏体(B下)。上贝氏体脆性大无实用价值,下贝氏体的铁素体针细小,过饱和度大,碳化物弥散度大,综合性能好。

马氏体(M)—Ms-Mf之间低温转变、非扩散型转变的非平衡组织,即过饱和碳的α固溶体。体心正方晶格,分板条马氏体(低碳马氏体ωc<0.20%,位错马氏体),强韧性较好;针状马氏体(高碳马氏体ωc>1.0%,孪晶马氏体),大多硬而脆;ωc在0.2%~1.0%之间为两者的混合组织。马氏体的含碳量越多,硬度越高,马氏体有弱磁性。A→M,体积要膨胀,产生较大的内应力。

3-12 钢淬火后为什么一定要回火?说明回火的种类及主要应用范围。

答: 钢淬火后一般不能直接使用,因为:①零件处于高应力状态(>300~500MPa),放置或使用时很容易变形和开裂;②淬火态的组织(M+A)是极端非平衡的亚稳定状态,有向稳

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