零件突然断胂.
韧性:冲击韧度指标αk或Ak表示在有缺口时材料在冲击载荷下
断裂时塑性变形 能力及所吸收 功,反映了应力集中和复杂应力状态下材料 塑性,而且对温度 很敏感,单位为kgf?m/cm2.
2.設 计中 许用应力[б]与材料 强度有何关系？如何确定設 计中 许用应力？ 答:設 计中规定零件工作应力б必须小于许用应力[б],即屈服
强度除以安全系数 值б≤[б]＝бs÷K,式中K——安全系数,бb 对設 计塑性低 材料,如铸 铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料,如白口铸铁、陶瓷等制作 具有直接意义.設 计时以抗拉强度бb 确厚许用应力,即[б]＝бb÷K（K为安全系数）.
3.简述低碳钢、中碳钢和高碳钢 划分标准及其各自 性能特点. 答:低碳钢（Wc 为0.10％～0.25％）,若零件要求塑性、韧性
好,焊接性能好,便如建筑结构、容器等,应选用低碳钢；中碳钢（Wc 为0.25％～0.60）,若零 件要求强度、塑性、韧性都较好,具有综合機械性能,便如轴类零件,应选用中碳钢；高碳钢（Wc 为0.60％～1.30％）,若零件要求强度硬度高、耐磨性好,例如工具等,应选用高碳钢. 4.简述铁碳相图 应用.（P28 相图21-2）
答: （1） 为选材提供成份依据Fe-Fe3C 相图描述了铁碳合金 平衡组织随碳 质量分数 变化 规律,合金性能和碳 质量分数关系,这就可以根据零件性能要求来选择不同成份 铁碳合金. （2） 为制订热加工工艺提供依据Fe-Fe3C 相图总结了不同成份 铁碳合金在缓慢冷却时组织随
温度变化 规律,这就为制订热加工工艺提供了依据.
a. 铸造根据 Fe-Fe3C 相图可以找出不同成份 钢或铸铁 熔点,确定铸造温度.
b. 锻造根据 Fe-Fe3C 相图可以确定锻造温度.始轧和始锻温度不能过高,以免钢材氧化严重和发
生奥氏体晶界熔化（称为过烧）.一般控制在固相线以下100～200℃.一般对亚共析钢 终轧和 终锻深度控制在稍高于GS 线（A3 线）；过共析钢控制在稍高于PSK 线（A1 线）.实际生产中各
处碳钢 始锻和始轧温度为1150～1250℃,终轧和终锻温度为750～850℃.
c. 焊接可根据相图来分析碳钢 焊接组织,并用适当热处理方法来减轻或消除组织不均匀性和焊
接应力.
d. 热处理热处理 加热温度都以相图上 临界点A1、A3、Acm 为依据. 5.常材料硬度 测定法有哪三种？它们主要适应于检验什么材料？ 答:（1）硬度（HB）测定法:布氏硬度测定是用一定直径D（mm）
钢球或硬质合金球为压头,施以一定 试验力F(kgf或N),将其压入试样表面,经规定保持时间 t(s)后卸除试验力,试样表面将残留压痕.测量压痕球形面积A（mm2）.布氏硬度（HB）就是 试验力F除以压痕球形面积A所得 商.布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗 大晶粒或组成相 金属材料 硬度为钢件退火、正火和调质后 硬度.
（2）洛式硬度（HR）试验:洛式硬度是以测量压痕深度来表示材料 硬度值.洛式硬度试验所用 压头有两种.一种是圆锥角ɑ＝120° 金钢石圆锥体；另一种是一定直径 小淬火钢球.常 三 种洛式硬度如表2.1-2 所示.洛氏硬度试验常用于检查淬火后 硬度. 标尺符号压头类型总试验力F(N) 测量硬度范围应用举例 A HRA 金钢石圆锥5.884 22-88 硬质合金、表面薄层硬化钢
B HRB ￠1.558 钢球980.7 20-100 低碳钢、铜合金、铁素体可锻铸铁 C HRC 钢金石圆锥1471 20-70 淬火钢、高硬铸件、珠光体可锻铸铁
（3）维氏硬度（HV）试验:维氏硬度试验适用于常规材料,其压头是两对面夹角ɑ＝136° 金钢 石四棱锥体.压头在试验力F（N） 作用下,将试样表面压出一个四方锥形 压前,经一定保持时 间后,卸除试验力,测量出压痕对角线平均年度并计算压痕 表面积A（mm2）,得到HV＝0.1891F ÷d2.
6.请画表列出常金属材料 分类.__ 答: 钢
碳素结构钢合金结构钢碳素工具钢合金工具钢不锈钢耐热钢耐磨钢 低合金结构钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚珠轴承钢 铸铁
灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁合金铸铁 铝合金
铸造铝合金变速铝合金超硬铝合金锻铝合金 防锈铝合金硬铝合金
铜合金 黄铜青铜
锌黄铜铝黄铜锰黄铜锰铁黄铜锡青铜铝青铜铍青铜 7.材料选用 主要依据是什么？
答:在設 计和制造工程结构和機构零件时,考虑材料 使用性能、材料 工艺性能和经济性. （1） 根据材料 使用性能选材:使用性能是零件工作过程中所应具备 性能（包括力学性能、物
理性能、化学性能）,它是选材最主要 依据.在选材时,首先必须准确地判断零件所要求 使用 性能,然后再确定所选材料 主要性能指标及具体数值并进行选材.具体方法如下: a. 分析零件 工作条件,确定使用性能 b. 进行失效分析,确定零件 主要使用性能
c. 根据零件使用性能要求提出对材料性能（力学性能、物理性能、化学性能） 要求.通过分析、 计算转化成某此可测量 实验室性能指标和具体数值,按这些性能指标数据查找手册中各类材料
性能数据和大致应用范围进行选材.
（2）根据材料 工艺性能选材:工艺性能表示材料加工 难易程序.所以材料应具有良好 工艺性 能,即工艺简单,加工成形容易,能源消耗少,材料利用率高,产品质量好.主要应考虑以下工艺 性:
a. 金属铸造性能 b. 金属压力加工性能 c. 金属機械加工性能 d. 金属焊接性能 e. 金属热处理工艺性能
（3）根据材料 经济性选材:选材必须考虑经济性,使生______________产零件 总成本降低.零件 总成本包括
制造成本（材料价格、零件自重、零件 加工费、试验研究费）和附加成本（零件寿命,即更换零
件和停機损失费及维修费等）. 2.2 其它工程材料
1.工程塑料一般具有哪些特性和主要用途？
答:工程塑料是指在工程中做结构材料 塑料,这类塑料一般具有较高機械强度,或具备耐高温、 耐腐蚀、耐磨性等良好性能,因而可代替金属做某些機械零件. 表2.2-1 常热塑性工程塑料 性能和应用
名称聚酰胺（PA,尼龙） 聚四氟乙烯（PTFE 塑料王） ABS塑料聚甲醛（POM） 聚碳酸酯 性能特点耐冷热、耐磨、耐溶剂、耐油、强韧；易吸湿膨账磨擦系数小、化学稳定性好、耐腐蚀、
耐冷热、良好电绝缘性耐热、耐冲击；耐腐蚀性差耐热、耐疲劳、耐磨；成型尺寸精度差冲击韧
度、尺寸稳定性、低温性能、绝缘性和加工成型性均好、高透光率、化学稳定性差
应用轴承、齿轮、叶片、衬套阀门、管接头、护套、衬里等汽车、家电、管道、玩具、电器等制
品轴承、齿轮、叶片等機械零件、防弹玻璃、灯罩、防护面罩 表2.2-2 常用热工程塑料 性能和应用 名称酚醛塑料环氧塑料
性能特点强度和刚度大,尺寸稳定.耐热性,耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性；性脆易碎,抗冲击强度 低强度高、耐热性、绝缘性和加工成型性好；成本高,固化剂有毒性
应用电器开关、插头、外壳、齿轮、凸轮、皮带轮、手柄、耐酸泵塑料模具、精密量具、绝缘器
材、层压塑料、浇注塑料 2.简述工程塑料零件 工艺流程. 答:
3.什么是陶瓷材料？陶瓷材料有哪此特点？
答:陶瓷是无機非金属材料,是用粉状氧化物,碳化物等,通过成型和高温烧结而制成.陶瓷材料 是多相多晶材料,结构中同进存在着晶体相、玻璃相和气相,各组成相 结构、数量、形态、大小 和颁均对陶瓷性能有显著影响.陶瓷材料具有高硬度（>1500HV）、耐高温（溶点>2000℃）、 抗氧化（在1000℃高温下不氧化）、耐腐蚀（对酸、碱、盐有良好 耐蚀性）以主其它优良 物 理、化学性能（优于金属 高温强度和高温蠕变能力,热膨胀系数小.热导率低,电阻率高,是良 好 绝缘体,化学稳定性高等）.陶瓷材料是脆性材料,故其抗冲击韧度和断裂韧度都很低.陶瓷
材料 抗压强度比其抗拉强度大得多（约为抗拉强度 10～40 倍）,大多数工序陶瓷材料 弹性 模量都比金属高.由于工程陶瓷材料硬度高,常采用洛式硬度HRA、HT45N、小负荷维氏硬度或 洛氏硬度表示.
4.特种陶瓷 分类和基本性能特点.答:
特种陶瓷类别氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷
基本性能特点强度硬度高；耐高温；高 抗蠕变能力；耐蚀性和绝缘性兽.缺点是脆性大,不能受 热冲击硬度高,磨擦系数小,有自润滑性和耐磨性,蠕变抗力高,热膨胀系数小,抗热振性好；化 学稳定性好,优异 电绝缘性能高温强度高,导热性好；其稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性 好；且耐放射元素 幅射耐热性和导热性好,膨胀系数低,抗热振性和热稳定性好；高温绝缘性好, 化学稳定性好,有自润滑性,耐磨性好以金属氧化物（Al2O3 等）或碳化物（如TiC、WC、TaC 等）粉料,再加入适量 粘接刘（如Co、Cr、Ni、Fe、Mo 等）通过粉末冶金 方法制成,具有某 些金属性质 陶瓷,它是制造万具、戡具和耐磨零件 重要材料 5.什么是纳米材料？纳米材料有哪些主要 特性？
答:纳米是一个长度计量单位,一纳米相当于十亿分之一瑳.当物质颗粒小到纳米级后,这种物质 就可称为纳米材料.
由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈現常规材料不具备 特性,因此在陶瓷增韧、磁性材料、
电子材料和光学材料等领域具有广泛 应用前景.
添加纳米粉体 材料与相同组成 普通粉体材料相比,材料 万分本身虽然并未改变,但活性增强, 主要表現为高抗菌、防污、耐磨、______________强度加大,材料重量只是钢 十分之一,但是它 强度却是钢
100 倍.人们通蟇改变塑料、石油、纺织物 原子、分子排列,使它们具有透气、耐热、高强度和 良好 弹性等特征.例如被称为纳米材料中 “乌金” 碳纳米玡具有非常奇异 物理化学性能. 它 尺寸只有头发丝 十万分之一,但是它 导电率是铜 1 万倍；它 强度是钢 100倍,而重 量只有钢 六分之一,由于其强度是其它纤维 20 倍,具有经受10 万Mpa 而不被破碎 奇异效 果. 2.3 热处理
1、简述钢 热处理工艺方法和目 .
答:将钢在固态下加热到预定温度并在该温度下保持一段时间,然后以一定 速度冷却,改变钢
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