机械工程材料课后习题答案.ppt

1.材料静强度指标有哪些？这些强度指标各有何工程应用意义？P7-9 答：比例极限σp——用于不允许产生微量塑性变形的零件设计的强度设计指标，如炮筒设计。弹性极限σe——用于不允许产生明显微量塑性变形的零件设计时的强度设计指标，如各种弹性元件。屈服点σs或屈服强度σ0.2——用于不允许产生明显塑性变形的零件设计时的强度设计指标，如紧固螺栓、汽车连杆等。抗拉强度σb——用于对塑性变形要求不严而仅要求不发生断裂的零件设计时的强度设计指标，如钢丝绳、建筑结构件等。 2.金属材料的材料刚度即其弹性模量是组织结构不敏感参量，不能通过合金化、热处理、冷热加工等手段明显改变金属材料的刚度。 零件刚度与材料刚度、零件截面结构形状尺寸及受载方式有关，通过改变零件截面结构形状尺寸可有效提高零件刚度。 3.塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，伸长率δ和断面收缩率ψ是表征材料塑性好坏的两个常用指标。 塑性指标不能直接用于机械设计计算，机械设计时一般凭经验选取。 4.硬度实验有哪些优点？P11：（1）设备简单，操作迅速方便；（2）实验时一般不破坏成品零件而无需加工专门的试样，实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件；（3）硬度是一种综合性性能参量，与其它力学性能如强度、塑性、耐磨性间关系密切，可按硬度估算强度而免做复杂的拉伸试验；（4）材料的硬度与工艺性能间有联系，如塑性加工性能、切削加工性能和焊接性能等，因而可作为评定材料工艺性能的参考；（5）硬度能较敏感反映材料成分和组织结构的变化，可用来检验原材料和控制冷热加工质量的指标。 ;常用的硬度测试方法有哪些？应用时如何根据测试对象合适选取硬度测试方法？ 布氏硬度（HBS和HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度HV。 5.评定材料韧性的指标是哪两个？ 冲击韧度和断裂韧度。 6.冲击韧度不能直接用于设计计算，设计时根据经验取值；断裂韧度可直接用于设计计算。 7.什么是疲劳断裂？疲劳断裂后的断口上均能发现哪三个典型区域？评定材料疲劳抗力的主要指标是什么？ 零件在交变载荷作用下经过较长时间工作而发生断裂的现象。裂纹萌生区、裂纹扩展区和最后断裂区（快速断裂区）。疲劳极限是评定材料疲劳抗力的主要指标。 8.影响材料疲劳极限的主要因素有哪些？ 材料本质、零件强化处理、零件表面状况、载荷类型、工作温度、腐蚀介质等。 9.什么是粘着磨损和磨粒磨损？改善材料粘着磨损和磨粒磨损的措施有哪些？P17 10.材料的物理性能包括哪些？密度、热学性能（熔点、热容、热膨胀和热传导）、电学性能（电阻率、电阻温度系数、介电性）和磁学性能（磁化率、饱和磁化强度和磁矫顽力）。; 9.什么是粘着磨损和磨粒磨损？改善材料粘着磨损和磨粒磨损的措施有哪些？P17 粘着磨损：摩擦副接触面局部发生金属粘着，而这些粘着点的强度往往大于金属本身强度，在随后的相对运动时，发生的破坏将出现在强度较低的地方，有金属磨屑从表面被拉下来或零件表面被擦伤的磨损形式。磨粒磨损：指滑动摩擦时，在零件表面摩擦区内存在硬质磨粒（外界进入的磨料或表面剥落的磨屑），使磨面发生局部塑性变形、磨料嵌入和被磨料切割等过程，以致使磨面材料逐步磨耗。提高粘着磨损措施：1）减小表面摩擦因素或提高材料表面硬度；2）减小接触压力；3）合理选配摩擦副材料；4）减小表面粗糙度提高实际接触面积；5）改善润滑状况。提高磨粒磨损措施：1）提高材料硬度；2）设计时合理采用减小接触压力的措施，工作时改进润滑油过滤装置以及及时清除磨屑。 11.什么是腐蚀？分为哪三类？什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？ 指材料表面与周围介质发生化学反应、电化学反应或物理溶解而引起的表面损伤现象。分别称为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三类。指材料与周围介质直接发生化学反应，但反应过程不产生电流的腐蚀过程。不同金属件间或同一金属内部各个区域间存在电极电位差，它们间相互接触，构成电解质连通的腐蚀电池，电极电位较低阳极发生溶解腐蚀，电极电位较高阴极发生析氢或金属沉积过程。 12.材料的工艺性能有哪些？ 铸造性能、焊接性能、锻造性能、热处理性能和可加工性能（切削加工性能）。;作业P23;1.根据接合力强弱，结合键分为强健（离子键、共价键、金属键）和弱键或分子键（氢键和范德瓦尔斯键）。正离子和公有化的电子云之间产生强烈的静电引力，使全部离子结合起来的结合键称为金属键。金属键没有饱和性和方向性。离子键是正负离子间通过静电引力形成的结合键。共价键是通过共用电子对形成的结合键。 2.名词解释：晶体（原子在空间规则周期性重复排列形成的固体物质）；非晶体（原子或分子无规则排列形成的具有固体特征的物质）；晶格（把原子抽象成几何点，用一系列平行线将这些点连接起来