第1章金属材料的力学性能 L.什么是金属材料的力学性能？金属材料的力学性能包含那些方面？ 2.什么是强度？在拉伸试验中衡量金属强度的主要指标有哪些？它们在工程应用上有 什么意义？ 3.什么是塑性？在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些？ 4.什么是硬度？指出测定金属硬度的常用方法和各自的优缺点。 5.在某工件的图样上，出现了以下几种硬度技术条件下的标注方法，这些标注是否正 确？为什么？ ①HBS250300②600-650HBS③10HRC④HRC70-75⑤HV800850 6.什么是冲击韧性？，指标有什么实用意义？ 7,为什么疲劳断裂对机候零件有很大的潜在危险？交变应力与重复应力有什么区别？ 试举出一些零件在工作中分别存在这两种应力的例子。 第2章金属与合金的晶体结构 1.在立方晶格中，画出下列晶向和晶面指数：1)，(110)，(21，)，111,10， 112l,111e 2.求面心立方晶体中112品向上的原子间距。 3.试计算面心立方品格的致密度。 4.单品体和多品体有何差别？为什么单品体具有各向异性，而多品体具有各向同性？ 5.简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。 6间隙固溶体和间隙化合物在品体结构上与性能上有什么异同点。 第3章金属与合金的结晶 1.为什么金属结晶时必须过冷？ 2.试分析比较纯金属、固溶体、共品体三者在结品过程和显微组织上的异同之处。 3.请根据图341分析解答下列问： ①分析合金1、Ⅱ的平衡结晶过程，并 绘出冷却曲线： ②说明室温下1、Ⅱ的相和组织是什 么，并计算出相和组织的相对含量： ③如果希望得到的组织为：共晶组织和 5%的B,求该合金的成分。 图3.41B二元共品相图 4.画出FeFc,C相图，标出相区及各主要点的成分和温度，并回答下列问题： ①画出纯铁、45钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。 ②分析风C)=0.4%的亚共析钢的结品过程及其在室温下组织组成物与相组成物的相 对量
③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体最大的相对量。 5.现有两种铁碳合金，其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%，铁素体量占25%： 另一种合金的显微组织中珠光体量占92%，二次渗碳体量占8%。这两种合金各属于哪一类 合金？其含碳量客为多少？ 6.现有形状、尺寸完全相同的四块平衡状态的铁碳合金，它们的含碳量分别为C)= 0.2%、(C)=04%、o(C)=1.2%、(C)=3.5%。根据你所学的知识，可用哪些办法来区别 它们？ 7,简述品粒大小对金属力学性能的影响，并列举几种实际生产中细化铸造品粒的方法。 8.简述金属实际疑固时，铸锭的3种宏观组织的形成机制。 第4章金属的塑性变形及再结晶 L.为什么室泪下金屈的品粒越细，福度、硬度越高，塑性及初性也越好？ 2.用手来回弯折一根铁丝时，开始感觉省劲，后米逐渐感到有些费劲，最后铁丝被折 断，试解释该过程演变的原因。 3.什么是加工硬化？其产生原因是什么？加工硬化在工程上带来哪些利弊？ 4.将未经过随性变形的金属加热到再结晶温度，会发生再结晶吗？为什么？ 5.金属在冷塑性变形过程中产生哪几种残余应力？残余应力对金属材料产生哪些影 6.金属再结品温度受哪些因素的影响？能否通过再结晶退火来消除粗大铸造组织，为 什 7.用一冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃，加热完毕，再 次吊装该工件时，钢丝绳发生断裂。试分析其原因。 第5章钢的热处理 1.说明亚共析钢、共析钢、过共析钢奥氏体化的过程。 2.以共析钢为例，说明将其奥氏体化后立即随护冷却、空气中冷却、油中冷却和水中 冷却，各得到什么组织？力学性能有何差异？ 3.画出T8钢的过冷奥氏体等温转变曲线。为了获得以下组织，应采用什么冷却方式？ 请在等温转变曲线上画出冷却曲线示意图。 ①索氏体②屈氏体+马氏体+残余奥氏体③贝氏体 ④马氏体+残余奥氏体⑤屈氏体+马氏体+下贝氏体+残余奥氏体 4.什么是n?其主要影响因素有哪些？ 5.什么是马氏体？其组织形态和性能取决于什么因素？马氏体转变有何特点？ 6.将两个T12钢小试样分别加热到780℃和860℃，保温后以大于的速度冷却至室 温，试问： ①哪个温度淬火后马氏体晶粒粗大？②哪个温度淬火后残余奥氏体量多 ③哪个温度淬火后未溶碳化物量多？④哪个温度率火合适？为什么？
7.什么是钢的淬透性和淬硬性？它们对于钢材的使用各有何意义 8.回火的目的是什么为什么淬火工件务必要及时回火？ 9.为什么生产中对刃具、冷作模具、量具、滚动轴承等热处理常采用淬火+低温回火， 对弹性零件则采用淬火+中温回火，而对轴、连杆等零件却采用淬火+高温回火？ 10.用20钢进行表面淬火和用45钢进行渗碳处理是否合适？为什么？ 11.现有20钢和45钢制造的齿轮各一个，为了提高轮齿齿面的硬度和耐磨性，宜采用 何种热处理工艺？热处理后的组织和性能有何不同 第6章常用工程金属材料 1.合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好，热处理变形小？为什么合金工具钢的 耐磨性、热硬性比碳钢高？ 2.低合金高强度结构钢中合金元素主要通过哪些途径起强化作用？这类钢经常用于哪 些场合？ 3.现有40Cr钢制造的机床主轴，心部要求良好的强韧性(200300HBW,轴颈处要求 硬而耐磨(5458HRC),试问： ①应进行哪种预备热处理和最终热处理？ ②热处理后各获得什么组织？ ③各热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排 4.现有20 CrMnTi钢制造的汽车齿轮，要求齿面硬化层8=1.01.2mm,齿面硬度为 5862HRC,心部硬度为35~40HRC,请确定其最终热处理方法及最终获得的表层与心部组 织。 5.弹簧为什么要进行淬火、中温回火？弹簧的表面质量对其使用寿命有何影响？可采 用哪些措施提高弹簧使用寿命？ 6.滚动轴承钢除专用于制造滚动轴承外，是否可用来制造其他结构零件和工具？举例 说明。 7.在20Cr、40Cr、GC9、50CrV等钢中，铬的质量分数都小于1.5%，问铬在钢中的有 在形式、钢的性能、热处理及用途上是否相同？为什么？ 8.结构钢能否用来制造工具？工具钢能否用来制造机器零件？试举例说明之， 9.试分析高速工具钢中，碳与合金元素的作用及高速工具网热处理工艺特点。为什公 高速工具钢中，含碳量有普遍提高的趋势？ 10.高谏工具钢经铸造后为什么要反复锻造？锻造后在切肯到加工前为什么必须退火？ 为什么高速工具钢退火温度较低[略高于A(830℃)温度]而淬火温度却高达1280℃？淬 火后为什么要经三次560℃回火？能否改用一次较长时间的回火？高速工具钢在560℃回火 是否是调质处理？为什么？ L.C2型钢中碳化物的分布对钢的使用性能有何影响？热处理能改善其碳化物分布 吗？生产中常用什么方法予以改善？ 12.量具钢使用过程中常见的失效形式是磨损与尺寸变化，为了提高量具的使用寿命， 应采用哪些热处理方法？并安排各热处理工序在加工工艺路线中的位置
13.解释下列现象： ①在含碳量相同的情况下，大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高，保温时间长。 ②0(C)=0.4%、a(Cr)=12%的铬钢为过共析钢，a(C=1.5%、a(Cr)=12%的铬钢 为莱氏体钢。 ③高速工具钢在热轧或热锻后空冷，能获得马氏体组织。 ④在砂轮上磨制各种钢制刀具时，需经常用水冷却，而磨硬质合金制成的工具时，却 不需用水冷。 14.如果要用C13型不锈钢制作机械零件、外科医用工具、滚动轴承及弹簧，应分别 选择什么牌号和热处理方法？ 15.奥氏体不锈钢能否通过热处理来强化？为什么？生产中常用什么方法使其强化？ 16,奥氏体不诱钢和耐磨钢淬火的目的与一股钢的竿火目的有何不同？高锰钢的耐磨 原理与淬火工具钢的耐磨原理又有何不同？它们的应用场合有何不同？ 17.说明硫在钢中的存在形式，分析它在钢中的可能作用。 18.分析15CrMo,40 CrNiMo、W6Mo5Cr4V2和1Cr17Mo2T钢中Mo元素的主要作用 19.若某钢在使用状态下为单相奥氏体组织，试全面分析其力学性能、物理性能和工艺 性能的特点。 20.为普通自行车的下列零件选择合适的材料： ①链条：②座位弹簧：③大梁：④链条罩：⑤前轴 21.你认为自行车链条的主要成形方法是什么？所用的成形工具应选何种材料？指出 该工具使用状态的组织和大致硬度。 22.某厂原用45 MnSiV生产高强韧性钢筋，现该钢无货，但库房尚有1525MnSi,65Mn、 9SiCr钢，试问这四种钢中有无可代替上述45MSiV钢筋的材料？若有，应怎样进行热处 理？其代用的理论依据是什么？ 23.试比较T9、9SiCr、W6Mo5Cr4V2作为切削刀具材料的热处理、力学性能特点及适 用范围，并由此得出一般性结论。 24.从Cr12→Cr12MoV-Cr4W2MoV的演变过程，谈谈冷作模具钢的成分、组织、使 用性能及应用之间的关系。 25.一般而言，奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性，试问它是否在所有的处理状态和使用 环境均是如此？为什么？由此得出一般性结论。 第7章金属的铸造成形工艺 L.铸造成形的实质及优缺点是什么？ 2.液态合金的流动性决定于哪些因素？流动性对铸件质量有何影响？ 3.从铁渗碳体相图分析，什么合金成分具有较好的流动性？为什么？ 4.何谓合金的收缩？铸造合金的收缩经历了哪几个阶段？各会产生那些铸造缺陷？ 5.何谓同时凝周原则和定向凝周原则？试对图7.93所示阶梯型试块铸件设计浇注系统 和冒口及冷铁，使其实现定向凝固。 6.定向凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常定向凝固和同时凝
固各适用于什么金属及铸件结构特点？ 7.铸造应力有哪几种？怎样区别铸件裂纹的性 质？从铸件结构和铸造技术两方面考虑，如何防止 铸件产生铸造应力、变形和裂纹？ 图7.93阶梯型铸件 8.试分析图7.94所示三种铸件： 图7.94三种铸件 ①哪些是自由收缩，哪些是受阻收缩？ ②受阻收缩的铸件形成哪一类铸造应力？ ③图示各点应力属于什么性质（拉应力、压应）？ 9.铸件的气孔有哪几种？下列情况下分别容易产生哪种气孔？ 个城知坐+知坐h中+：， ②造型起模时刷水过多： ③造型时春砂过紧： ④芯撑有锈蚀 10.何谓合金的铸造性能？它可以用哪些性能来衡量？铸造性能不好，会引起铸件哪些 缺陷？如何防止这些缺陷？ 11.在工业生产中，常用的铸造合金有哪些？ 12.根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为那几种？ 13.影响铸铁中石墨化进程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是 否相同？ 14.普通灰口铸铁的基本组织是什么？它的性能特点是什么？普通灰口铸铁一般适合制 造哪些零件？ 15.一批铸件，经生产厂家检验，力学性能符合图纸提出的HT200的要求。用户验收 时，在同一铸件上壁厚为18、26,34mm处分别取样检测e测得18mm处m=194Pa:26mm 处=171MPa:34mm处，=167MPa。据此，用户认为该铸件不合格，理由是：①铸件 力学性能不符合HT200要求：②铸件整体强度不均匀。试判断用户的意见是否正确。为什 么铸件上18mm处的抗拉强度比26、34mm处高？铸铁牌号是否为HT200? 16.什么是孕育铸铁？它与普通灰口铸铁有何不同？如何获得孕育铸铁？ 17.可锻铸铁是如何获得的？为什么它只适宜制作薄壁小铸件？ 18.识别下列牌号的材料名称，并说明字母和数字所表示的含义：QT60003、 KTH350-l0、HT200、RuT260。 19.冲天炉熔炼时加入废钢、硅铁、锰铁的作用是什么？若采用单一的生铁锭或回炉料 为原料，铸出的产品质量如何？若采用单一的废钢来熔炼，铸出的产品属于什么材质（钢、灰
铸铁、白口铁)？为什么？ 20.钢铁的熔炼应采用什么设备？试述铸钢的铸造性能及铸造工艺特点， 21.铸钢和球墨铸铁的力学性能、铸造性能相比，有何不同？为什么？ 22.铸造铜合金和铝合金熔炼时常采用什么熔炼设备？其熔炼和铸造工艺有何特点？ 23.下列铸件宜选用哪类铸造合金？说明理由。 车床床身、摩托车发动机、柴油机曲轴、自来水龙头、气缸套、轴承衬套 24.铸造工艺设计的主要内容有哪些？ 25.什么是铸件的浇注位置？它是否就指铸件上的内浇道位置？浇注位置的选择应速 循球儿个原则？ 26什么是分型面和外榄面？分模两箱造型时，其分型面是否就是其分模面？分型面的 确定应考虑哪几个因素？ 27.什么叫芯头和芯座？它们起什么作用？ 28.浇注系统一般由哪几个基本组元组成，各组元的作用是什么？在设计浇注系统时， 应满足什么要求？ 29.按浇注系统各组元截面积的此例，浇注系统可分为哪两类？各有什么优缺点？按内 浇道开设的位置不同，浇注系统又可分为哪几类？它们各有什么优缺点？ 30.内浇道与铸件型腔连接位置应考虑哪些因素？ 31.有一端盖铸件，如图7.95所示，有三个铸造方 案，分别为：I挖砂造型：Ⅱ假箱造型：川分模+活块 造型。简述其优缺点及其应用。大批量生产时娜个方案 好？ -1川 32.如图7.96和图7.97所示的轴座、大平面底座铸 图7.95端盖 件的几种分型面和浇注位置方案中，合理的分别是哪 种？按最合理方案绘制铸造工艺图。 其金g 63 ( 120 (1) 图796轴座
1200×1200 其象 图7.97大平面底座 电280 10 36 图7.98绳轮 33.分别确定图7.98（绳轮，材料为HT200,批量生产）和图7.99轴承座，材料为HT150 批量生产)所示铸件的铸造工艺方案。按所选最准方案绘制铸造工艺图（包括浇注位置、分型 面、型芯及型芯头、浇注系统等) 10×1 8=10其余 42 4-中13 图7.99轴承座 34.手工造型常用哪几种造型方法，各适用于何种零件？ 35.机器造型有何优缺点，有哪儿种紧砂方法和起模方法？ 36.试述熔模铸造的主要工序，在不同批量下，其压型的制造方法有何不同？
37.为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇注成形？为什么脱蜡 时水温不应达到沸点？ 38.金属型铸造和砂型铸造相比，在生产方法、造型工艺和铸件结构方面有何特点？适 用何种铸件？ 39.熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造与砂型铸造比较各有何特点？它们各 有何应用的局限性？ 40.什么是离心铸造？它在圆筒形铸件的铸造中有哪些优越性？圆盘状铸件及其成形 铸件应采用什么形式的离心铸造？ 41.试比较气化模铸造与熔模铸造的异同点及应用范围。 42.陶瓷型铸造、低压铸造、磁型铸造、连续铸造、挤压铸造、真空吸铸的基本原理是 什么？简述其特点和应用范围。 43.在设计铸件壁时应注意些什么？为什么要规定铸件的最小壁厚？灰铸铁件壁厚过 大或局部过薄会出现什么问题？ 44.什么是铸件的结构斜度？它与起模斜度有何异同？ 45.在方便铸造和易于获得合格铸件的条件下，图7.100所示铸件结构有何值得改进之 处？怎样改进？ A-A 2X18 )托架 20 d空心球 (回支座 0压缩机缸盏 图7.100 46.试确定图7.101中所示铸件的分型面，修改不合理的结构，并说明修改理由。 47.某厂铸造一个1500mm的铸铁顶盖，有如图7.102所示的两种设计方案，试分析 哪个方案易于生产？简述其理由？ 48.为防止图7.103所示角架铸件变形，可采取哪几种措施可以保证角Y的准确性 49.图7.104所示为三通铜特件，原为砂型铸造。现因生产批量大，为降低成本，拟改 为金属型铸造。试分析哪些结构不适宜金属型铸造？请代为修政。 50.图7.105所示零件采用砂型铸造生产毛坯，材料为HT200。请标注分型面：在不改
标定尺寸的前提下，修改结构上不合理处，并简述理由。 25 图7.101 图7.102顶盖 图7.103角架 图7.104三通铜铸件
◆320 其余了 68 其余口 420 120 (箱盖 图7.105铸件 第8章金属的塑性成形工艺 1,什么是最小阻力定律？ 2.轧材中的纤维组织是怎样形成的？它的存在对制作零件有何利弊？ 3.如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？ 4.“趁热打铁”的含义何在？ 5.判断以下说法是否正确？为什么？ ①金属的塑性越好，变形抗力越大，金属可锻性也越好。 ②为了提高钢材的塑性变形能力，可采用降低变形速度或在三向压应力下变形等工艺： ③为了消除锻件中的纤维组织，可以用热处理的方法达到。 6.原始坯料长150mm,若拔长到450mm,锻造比是多少？ 7.要制造一件直径为90mm、高为40mm的碳钢齿轮锻件，式确定共坯料的尺寸，和 Hos 8.许多重要的工件为什么要在锻造过程中安排有镦粗工序？ 9.锻造为什么要进行加热？如何选择锻造温度范田？ 10.模锻时，如何合理确定分模面的位置？ 11.模锻与自由锻有何区别？ 12.预锻模堂与制坯模膛有何不同？ 13.绘制模锻件图应考虑哪些问愿？选择分模面与铸件的分型面有何异同？为什么要 考虑模锻斜度和圆角半径？锤上模锻带孔的锻件时，为什么不能锻出通孔？